园地植被覆盖度的无人机遥感监测研究

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1、2014年11月农业机械学报第45卷第11期doi:10．6041/j．issn．1000-1298．2014．11．039*园地植被覆盖度的无人机遥感监测研究122刘峰刘素红向阳(1．西安科技大学测绘科学与技术学院，西安710054;2．北京师范大学地理学与遥感科学学院，北京100875)摘要:设计构建了基于无人直升机平台的遥感系统，以北京地区园地的板栗为研究对象，对其主要生育期进行监测。基于植被、土壤自身光谱特征差异，提出了一种无人机遥感影像植被覆盖度快速计算方法，利用多时相无人机遥感影像实现了板栗植被覆盖度年变化监测。采

2、用计算机模拟的方式构建模拟场景，对板栗植被覆盖度统计尺度特征进行分析，进一步验证了无人机遥感影像植被覆盖度计算结果的有效性。关键词:园地植被覆盖度无人直升机遥感监测板栗+中图分类号:S127;Q948.156文献标识码:A文章编号:1000-1298(2014)11-0250-08［24］谱模型的像元二分法。尽管方法众多，但由于卫引言星遥感本身在很大程度上会受到大气条件的影响，植被覆盖度(Fractionalvegetationcover，FVC，无法确保获得影像的品质，进而会影响到植被覆盖fCover)通常定义为统计范围内植

3、被(包括叶、茎、度计算结果的准确性，同时就农田尺度的植被覆盖［1－2］枝)的垂直投影面积所占的百分比，它能够直观度变化监测而言，卫星遥感影像的时空分辨率难以地反映陆表植被的生长状况，因而是区域生态系统同时满足研究需要。研究的重要指标，作为生态模型、水文模型、气候预无人机(Unmannedaerialvehicle，UAV)是一种报模型、区域蒸散发模型和陆面过程模型等在内的由无线电遥控设备或自身程序装置控制，携带多种［3－11］众多模型的基本输入参数，在各个领域有着广任务设备，执行多样任务，能重复使用的无人驾驶飞泛的应用。就农学

4、领域而言，植被覆盖度能够反映［25］。无人机遥感具有灵活性高、云下飞行、影行器作物的光截获能力，对于作物的生长及产量形成有像分辨率高、时效性强、成本低等诸多优点，能够作［12］着很好的指示作用，因而准确实时地获取地表植［26］为传统卫星遥感平台的有效补充，就目前发展状被覆盖度信息，对于指导农业生产有着重要的意义。况来看，尽管无人机遥感的大部分关键技术仍主要传统的植被覆盖度获取方法通常采用地面测量集中在军事应用领域，但由于无人机技术自身所特的方式，如目测估算法、概率计算法、仪器测量法［27］［13］有的优势，在民用领域的需求正在

5、不断增长，其等，此类方法由于受到人力物力的限制，仅能得［28－29］［30－32］应用涵盖了资源调查与监测、气象监测、到有限次数的观测数据，且地面观测范围较小，无法［33－34］［35－36］［14］测量以及突发事件处理等多个方面，已体现植被覆盖度的时空变异特性。相比而言，近取得了一定的研究成果，将其与卫星遥感技术相结年来逐渐发展起来的卫星遥感技术以其大范围、实时观测的特点，有着不可取代的优势，已经成为植被合用于植被覆盖度变化监测，与以往单纯依靠卫星覆盖度获取的主要手段［15］。遥感获取植被覆盖度遥感技术相比，具有明显的优势。

6、的方法大致可以归纳为以下几类:统计模型本文设计构建基于无人直升机平台的低空遥感［16－17］［18］［19］系统，监测北京地区园地植被覆盖度变化。以板栗法、物理模型法、混合光谱模型分解法、［20］林冠密度模型法以及基于数据挖掘技术的估算为例，开展周期性长期飞行观测实验，利用无人机遥［21－22］方法。其中，NDVI作为表征植被的重要光谱感系统获取的影像，对板栗生育期内植被覆盖度变指数，是上述植被覆盖度获取方法中的关键参数，其化进行提取，进而对低空无人机遥感系统用于北京［17，23］应用主要集中于统计模型法以及基于混合光地区园地

7、作物生长监测的可行性进行验证。收稿日期:2013-11-27修回日期:2013-12-28*国家自然科学基金资助项目(41171262)作者简介:刘峰，博士生，主要从事植被定量遥感研究，E-mail:liufeng0422@gmail．com通讯作者:刘素红，副教授，博士生导师，主要从事植被定量遥感研究，E-mail:liush@bnu．edu．cn第11期刘峰等:园地植被覆盖度的无人机遥感监测研究251表1KyoshoCaliberZG性能参数1数据获取与预处理Tab．1SpecificationsofKyoshoCalib

8、erZG1.1无人机遥感系统构建参数数值发动机26CC汽油发动机无人机遥感系统采用无人机作为飞行平台，在主桨长度/mm1770平台上搭载数字遥感设备对地表对象进行拍摄和记尾桨长度/mm270录以获取遥感影像资料，通过对影像的进一步分析机身长度/mm1570［37］处理，实现地