基于无人机高光谱影像的植被覆盖度遥感估算模型比较

为了探寻光谱解混模型估算植被覆盖度的精度及适用性,对广东省中山市民众镇义仓村内的一块香蕉林地,利用无人机高光谱数据,比较了3种植被覆盖度估算的经典模型(像元二分模型、Carlson模型和Baret模型)以及目前较为常用的3种光谱解混模型(线性光谱混合模型(Linear Mixed Model, LMM)、后验多项式非线性混合模型(Polynomial Post-nonliner Mixing Model,PPNMM)和考虑光谱变异的正态组分模型(Normal Compositional Model,NCM))估算植被覆盖度的效果. 实验结果表明:像元二分模型高估了植被覆盖度;Carlson模型低估了植被覆盖度;Baret模型在低植被覆盖度区域内高估了植被覆盖度、在高植被覆盖度区域内低估了植被覆盖度;LMM模型在高植被覆盖度区域有较好的估算效果;PPNMM模型在低植被覆盖度出现小幅度高估;NCM模型估算的效果最佳.     

基于HSV色彩空间和Otsu算法的无人机影像植被覆盖度自动提取

随着无人机遥感技术的不断发展和普及,其在生态学等领域中的应用已成为当前研究热点。植被覆盖度信息提取是无人机遥感的重要应用领域之一,然而目前无人机影像的植被覆盖度提取存在阈值难以选取、耗费时间过长等问题。为提高植被覆盖度提取的精度和速度,本文提出一种基于HSV色彩空间与Otsu算法的图像分割方法。该方法将无人机影像进行色彩空间变换,在HSV色彩空间中提取H分量并结合Otsu阈值分割方法,全程快速自动地完成植被覆盖度提取。实验结果表明,Otsu算法能显著缩短植被覆盖度提取时间,且提取精度较高,并且在结合HSV色彩空间时,准确度更高,对比传统植被覆盖度阈值提取有较为明显的优势,提高了植被覆盖度提取的时效性。     

遥感估算植被覆盖度的角度效应分析

植被覆盖度是植被在地面的垂直投影面积占统计区总面积的百分比.由于植被反射的二向性特性,不同角度估算的植被覆盖度原则上不可比,另外,不同观测角度对应像元不同的采样面积,对于非均一地表这种面积差异引起的角度效应也非常显著.本文除了考虑植被的二向性反射,还重点模拟分析了由于像元的采样面积差异引起的角度效应及其带来的植被覆盖度估算误差.模拟结果表明:相比天顶观测,在倾斜40°观测时,对于作物和裸土混合,由于面积误差带来的红光波段反射率差异已高达56%,同时引起的植被覆盖度估算误差达到23%,因此研究植被覆盖度的角度效应问题很有必要.     

基于高分六号数据的东海县植被覆盖度分析

为了对中国连云港市东海县地区植被进行植被覆盖度的研究及分析,以高分六号(GF-6)卫星数据为原始数据源,在归一化植被指数(normalized vegetation index, NDVI)和像元二分模型分析方法的传统研究基础上,进一步通过不同置信度法来获取像元二分模型数据中所对应的纯土壤像元(S_soil)值和纯植被像元(S_veg)值,从而对植被覆盖度进行遥感估测分析。结果表明：植被覆盖度的估测结果对置信度的取值非常敏感,在选取置信度时,应结合数据源的卫星特征、影像特征、地域特征等合理选择,置信度应控制在2%～10%;高分六号卫星影像能较好的估测出植被覆盖度,东海县植被覆盖等级主要呈西高东低的空间状态,这也为后续高分六号卫星在林业应用方面提供价值参考。     

基于3S技术的玛曲县草地植被覆盖度变化及其驱动力

利用GIS空间统计分析、多元统计分析方法和改进的遥感二分像元估算模型估算了玛曲县高寒草地植被覆盖度。结果显示:玛曲县2000,2002,2004,2006,2008年的平均植被覆盖度依次为66.17%,56.41%,57.34%,77.38%,58.93%。玛曲县高寒草地植被覆盖度总体呈下降趋势,优等植被的退化比较严重。草地植被的演变情况主要由优等植被覆盖向劣等植被覆盖演变,进一步证实了玛曲县草地呈退化趋势。并对导致玛曲县高寒草地植被覆盖度变化的因素进行PCA分析,结果显示人为因素是导致玛曲县植被覆盖度变化的主要因素,进一步说明人类活动对玛曲高寒草地生态环境变化影响巨大。     

云南大理苍山保护区植被覆盖度动态变化遥感监测与分析

大理苍山物种多样性丰富但生态系统相对脆弱,评估苍山植被覆盖度为改善苍山生态环境和物种多样性具有重要意义。利用ENVI遥感软件对大理苍山自然保护区的4期遥感图像进行处理,提取归一化植被指数(normalized difference vegetation index, NDVI),利用像素二分模型对大理苍山自然保护区的植被覆盖度进行估算,对植被覆盖度的变化原因进行综合分析。结果表明:2001—2005年植被覆盖度从0.32上升到0.38,上升了0.06;2005—2009年植被覆盖度由0.38下降到0.35,下降了0.03;2009—2011年,植被覆盖度由0.35上升到0.45,上升了0.1。可见综合分析植被覆盖度的年际变化对大理苍山的植被保护和维护生物多样性具有重要的应用参考价值。     

基于空地协同采样的植被覆盖度随机森林估算方法

基于无人机高光谱影像,建立地形复杂地区植被覆盖度的非参数随机森林回归估算模型。为获得构建随机森林模型所需的足够数量的训练样本,利用低空无人机搭载的光学相机,在从地面难以到达的山地、水域和植被茂密区,通过垂直拍摄获得厘米分辨率的航拍影像,作为对地面样方采样的补充。首先计算地面数码相机照片和无人机可见光影像的红绿蓝植被指数(red-green-bluevegetationindex,RGBVI),然后使用大津分割法提取样方的植被覆盖信息,得到构建模型所需的训练样本。在此基础上,基于2018年8月16—18日在内蒙古自治区察右中旗油娄沟矿区获取的GaiaSky-mini2无人机高光谱影像数据,利用递归特征消除算法优选参与随机森林回归的特征变量集,利用空地协同获取的训练样本构建植被覆盖度的随机森林回归估算模型。该模型在测试集上的确定系数R2为0.923,均方根误差为0.087,优于常用的像元二分模型,可用于矿区植被动态信息的精细化监测。     

基于机器学习链路权重优化的无人机网络路由算法

针对分布式“马赛克战”场景下侦察-判断-决策-行动(observe orient decide act,OODA)环通信加速的要求,提出了基于机器学习链路权重优化的无人机集群网络路由算法。针对OODA环当前阶段业务量通信需求,对业务量通信的完成时间进行建模,以最小化业务量通信完成时间为优化目标,通过利用机器学习梯度下降方法实现无人机集群网络分布式路由链路权重的优化,从而满足OODA环的通信加速要求,使己方可以先敌行动,获得战场主动权。仿真表明,相比于现有无人机网络的路由算法,提出的算法能显著降低OODA环的通信时间,提高数据报文传输成功率。     

基于无人机激光雷达技术的开采沉陷监测方法与参数反演

矿区开采沉陷监测与预测对于煤炭安全生产来说至关重要,目前煤矿地表沉陷监测的主流手段均有一定的局限性,存在精度与效率不能兼得的问题。利用无人机激光雷达(unmanned aerial vehicle lidar, UAV LiDAR)技术可以实现矿区地表三维点云的快速获取,建立多期数字高程模型(digital elevation model, DEM),两期DEM相减即可得到沉陷盆地,具有高效高精的特点。对无人机激光雷达地表沉陷监测的原理流程和概率积分预计参数动态反演方法进行了分析讨论,以内蒙古唐家会煤矿为例,设计了无人机激光雷达飞行方案,采集了两期激光点云数据,并对实测数据进行了组合解算、融合、滤波,建立两期DEM,求取了观测时间段内的地表下沉盆地,并进行了全盆地动态反演,得到测区概率积分预计参数。结果表明：DEM精度分别为34 mm和37 mm;下沉盆地精度为50 mm,结果对于煤矿开采沉陷监测与预测来说是相对可靠的,为无人机激光雷达应用于地表监测提供了案例。     

基于配送模式的无人机城市配送路径规划

无人机以其“小、快、灵活”的优势逐渐应用于城市物流配送当中。本文首先论述了无人机配送模式,分为机车协同模式与无人机独立运行模式。其次阐述了无人机配送路径规划的影响因素,包括能耗、禁区障碍物等绕飞因素以及不确定的自然环境。最后根据两种配送模式,探讨了内外因素对无人机配送路径规划的影响。结果说明非线性无人机能耗模型更符合无人机实际运行特征;风、温度等天气因素影响其城市配送飞行方向与电量能耗等;禁飞区、时间窗等外部因素也影响无人机路径规划。实际运行中无人机会受到多重因素共同影响,能耗与外部因素对无人机路径规划影响问题研究还有待进一步完善。     

Study on the Technology of Restoration and Giving a New Lease of Life to the Alpine Grassland Vegetation in the Constuction of the Qinghai-Tibet Railway

1BasicBackgroundoftheExperi mentalStudy1.1TheBasisandPurposeoftheStudyTheconstructionoftheQinghai TibetRailwayistheensuranceoftheprosperityandsustainable developmentofQinghaiProvinceandTibetAutonomousRegion.Throughscientificandexperimentalstudyandtheapplicationofnew technology,strengtheningtheprotectionofecologicalenvironmentandtherestorationofthesurfacevegetationaftertheconstructionaretheimportantworkcontentofbuildingtheQinghai TibetRailwayintotherailwayofenvironmentalprotection.Ontheq…     

Study on the Technology of Restoration and Giving a New Lease of Life to the Alpine Grassland Vegetation in the Construction of the Qinghai-Tibet Railway

This article gives a summary and analasis to experimental study on the restoration and giving a new lease of life to the alpine grassland vegetation along the Qinghai-Tibet Railway. Through on-the-spot investigation and vegetaion storation experimental study to the constructive fetching soil ground in Tuotuo River experiment section in the construction of the Qinghai-Tibet Railway, the result shows ： after the activities of the construction, soil conditions on the fetching soil ground have changed a lot, the soil quality has obviously degraded. In order to do well the vegetaton storation and reconstruction in the process of the construction of the Qinghai-Tibet Railway, the backfilling of the surface soil should really be done well. According to the result of on -the-spot experiment, the Elymus dahuricus Turcz and Poa annua Linn are all more suitable to the fetching soil environment on the alpine grassland, the plant can normally grow in the growing season. The timing selection of the vegetation should fully use feature of both rain and heat in the same season, thus can improve the percentage of success.     

三江源中东部地区1990-2008草地覆盖度变化遥感估算与分析

以中国三江源称多、玛多、玉树、曲麻莱、治多、杂多、囊谦、达日等县部分地区为草地变化研究区,利用20世纪90年代初期、2008年两个时期TM影像,结合实地测量盖度、地面光谱信息以及GPS技术,建立了监测草地植被变化的重要指标——植被盖度的定量反演模型。将两期影像进行比较,监测研究区草地植被变化的时空变化规律。将模型预测的植被盖度与2008年实地调查的结果进行相关性检验与精度验证,相关性达到0.84,平均精度为80.18%。用光谱分解分析法得到的盖度分布结果与本文结果做精度验证,精度为77.46%。分析研究结果,较符合已有研究成果和草地保护区建设规律,表明了方法的有效性。两个时期三江源部分县的草地监测结果表明:该研究区部分地区草地是退化的,但也有部分地区草地正在恢复。研究区0.16%严重退化,11.40%中度退化,31.89%轻度退化,56.55%处于不同程度的草地恢复中。草地恢复区与轻度退化区位于三江源自然保护区内,国家自然保护区建设起到了一定效果。     

区域覆盖的多机协同探测任务分配策略

为满足战场环境下对兴趣区域进行覆盖探测的任务需求,提出了一种基于区域覆盖的多无人机协同探测任务分配策略。首先通过最小圆覆盖法确定无人机在兴趣区域中的目标航迹点,其次进行多机协同任务规划,在目标分配模型的基础上进一步建立时间分配模型,然后利用改进灰狼算法对任务分配模型进行求解,最终实现资源优化分配决策方案的获取。仿真结果表明,所提算法相比其他算法具有更快的收敛速度,能够更加有效地解决区域覆盖探测资源优化分配问题。     

基于小波方法的黄河源头径流量的周期变化规律

利用小波变换、小波系数方差等方法分析了黄河沿水文站1955-1999年径流量周期性,同时利用显著周期振幅的不稳定性,通过计算径流量与气象要素小波系数的相关系数,判定了径流量的趋势性及显著周期性的气象成因,确定了3次断流的根本原因.计算结果表明源区径流量存在一个振动幅度最显著的强趋势项和3～4年、7～8年两个显著周期.强趋势项决定了源区径流量的总体变化规律.20世纪50年代以来,强趋势项呈现低值-高值-低值的变化特征,决定了径流量枯-丰-枯的总体变化规律,也是90年代以来源区径流量持续减少的根本原因.同时预测1999年以后的一段时间内源区仍为枯水期,2020年将进入丰水期.源区历史上3次断流的根本原因是径流量的强趋势项与两个显著周期的共同作用的结果.计算结果还表明径流量的强趋势项为气温的强趋势项所致,即气温的变化趋势决定了径流量的总体变化规律.而径流量的3～4年和7～8年周期为降水的同周期所致.     

黄河源区湿地及邻近草甸土壤糖类含量比较

通过分析黄河源区湿地及其邻近草甸土壤糖类含量差异用于评价源区湿地的健康状态。试验采用苯酚—硫酸法测定了黄河源区不同湿地和邻近草甸0~20 cm土壤的单糖含量和0~30 cm土壤的多糖含量。结果表明:湿地土壤0~20 cm的单糖含量为20.01~133.52 mg/kg;邻近草甸土壤0~20 cm的单糖含量为35.53~120.81 mg/kg。湿地土壤0~30 cm的多糖含量为78.01~805.21 mg/kg;邻近草甸土壤0~30 cm的多糖含量为109.93~553.89 mg/kg。不同类型湿地及其邻近湿地土壤单糖含量均随土壤深度的增加而减少,而湿地和草甸同一层的差异随湿地类型而异。河流湿地和沼泽湿地土壤多糖含量高于邻近草甸的,但湖泊湿地中邻近草甸多糖含量均高于湿地土壤含量。     

黄河三角洲植被分布、土地利用类型与土壤理化性状关系的初步研究

黄河三角洲是海陆交互作用形成的退海地,土壤形成时间相对较短,地面植被演替频繁,整个生态系统比较脆弱.黄河三角洲植被演替的过程也是植物适应环境、改造生境的过程,对土壤盐分和水分的忍耐力决定了植物适应生境的能力.详尽分析了不同植被类型和不同土地利用方式与土壤性状的相互关系,以揭示黄河三角洲生态系统演进过程中土壤特征的变化规律,反映植被演替与土壤演替的相关关系.结果发现:不同植被类型下土壤中盐分、有机质、N、P等含量及土壤的机械组成都表现出一定的规律性,说明人类对土地的利用方式受土壤性质的制约,不同的土地利用方式反过来也会对土壤产生影响.     

基于遥感技术的地表水源地植被覆盖度的动态变化

植被覆盖及其动态变化可以有效地反映出区域环境变化特征,监测植被变化在评价区域生态环境质量中是不可缺少的一部分。数据源采用Landsat遥感影像,在运用归一化植被指数及像元二分模型的基础上,提取出2002、2009、2018年珲春老龙口水库地表水源地植被覆盖度,并进行动态变化分析。结果表明:2002—2018年珲春老龙口水库地表水源地区平均植被覆盖度值呈先减少后增加的趋势,2009—2018年,该研究区植被覆盖度处于相对良好的状态,中高度植被覆盖区与高度植被覆盖区占总面积的比重达到86.99%。从空间上来看,地表水源地的东北部分植被覆盖度较高,由东向西呈降低趋势。高植被覆盖区变化明显,近20年内增加了1 818.80 km~2。政府政策、生态恢复工程、人类活动等是影响珲春老龙口水库地表水源地植被覆盖度的主要因素。     

黄河三角洲植被研究回顾与展望

黄河流域生态保护和高质量发展已确定为国家战略.黄河三角洲生物多样性的保护与恢复是黄河国家战略的重要内容,也是生态保护的首要任务.植被作为生物多样性的重要组成部分和载体,在生物多样性保护中具有不可替代性.加强黄河三角洲植被的研究,探讨其形成、维持和演化机制,对提高生物多样性、维持区域生态安全和可持续发展具有重要的学术和实...     

浅议汾河入黄段河势变迁及影响

根据黄河、汾河的河势变化特点，对黄河东移产生的原因及对汾河下游的影响进行了分析，指出黄河东移夺汾会使汾河下游行洪受阻，危及下游堤防、控导、险工工程安全。建议对黄河东移夺汾还要进一步充分论证、分析与研究，加快黄河、汾河的治理步伐。