无人机遥感技术在点状生产建设项目水土保持信息提取研究

发布时间：2020-07-09 11:11

【摘要】：低空无人机遥感技术是目前水土保持行业治理与发展的新技术和新的开发应用方向。如何通过高精度获取水土保持治理相关的土地利用、植被等信息是将无人机技术应用于水土保持治理需要解决的关键问题之一。基于此,本论文探讨了无人机遥感技术在点状水土保持生产建设项目中植被、防治责任范围和扰动地貌信息快速提取的可行性和开发应用研究,对于将无人机先进技术应用于水土保持建设具有重要的科学指导意义和实践价值。遥感技术常用于水土保持小流域综合治理,而在小范围、小规模的点状生产建设项目遥感影像解译精度并不高。试验以渭南市合阳县九龙活动公园作为研究对象,影像分析基础选择无人机航拍制作的正射影像图。在ARCGIS及ENVI软件的支持下,对以往水土保持中难以界定的防治责任范围、扰动地貌及植被覆盖进行矢量化处理,系统分析试验区在遥感影像观测中扰动地貌及植被覆盖的演变结果,并进行生产建设项目扰动范围合规性判别及植被恢复效果评价。研究取得成果如下:(1)飞行实施工作包括70m、150m、250m三种航高飞行航带,采用Agisoft photoscan软件影像快速拼接功能,自动化生成试验区高分辨率正射影像图,影像精度采用实测数据结合像控点对比方式进行误差检验。影像检测结果表明,低空飞行状态下,影像重叠度和平面精度随着航高的降低而提升;其中70m航带水平分辨率高达0.2m。(2)植被面积提取主要通过ENVI非监督分类功能实现,采用聚类处理及分类结果合并两种方式提升了植被识别精度。在人机交互方式的帮助下,实现了更高精度的分类水平,提取植被面积与实测面积误差为3.6%。人机交互识别的植被图斑可避免影像自动化识别过程中的同物异谱现象并且改善了提取精度,得到了可靠的数据结果。(3)在ARCGIS软件及人机交互的帮助下,一是将防治责任范围栅格图件进行矢量化处理,二是利用裁剪矢量边界文件获取试验区扰动地貌范围矢量图,三是完成绿化图斑整理工作。(4)综合上述研究结果,经GIS空间叠加分析,利用防治责任范围与扰动范围矢量图可验证目标试验区的扰动范围合规性,计算扰动土地整治率为100%。对比分析设计绿化图斑与目视识别植被图斑发现,高重叠率的植被图斑可反映良好的植被恢复效果,大部分植被图斑实施效果基本满足设计要求。此外,计算得出林草植被恢复率为96.51%。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S157;S127
【图文】：

图 2-1 试验区地理位置图FIG 2-1 Geographical location map project area2.1.2 水土流失及水土保持现状（1）水土流失现状园区总面积 4.41km2，其中水土流失面积 133.18hm2，占总面积的 30.22%，土壤侵蚀模数为 770t/km2·a，年土壤流失总量 1024.10t，水土流失以轻度水力侵蚀为主。按《土壤侵蚀分类分级标准》，园区内土壤侵蚀强度分级为：轻度侵蚀面积 117.2hm2，占水土流失面积的 88.00%；中度侵蚀面积 15.98hm2，占水土流失面积的 12%。详见水土流失强度分级表 2-1。（2）水土保持现状园区项目实施前植被状况较差，绿化种类少。下大雨时，由于整体坡向旧城区，加之渠系建设不完善，地表很难在短时间内吸收、截流大量雨水，致使雨水夹裹泥土经常沿城区连接街道任意流淌，泥水时常漫过街面，既影响城市环境美观，也给城市防内涝造成很大隐患。针对上述问题，一期项目已对园区内荒地进行了部分绿化，初步治理了水土流失现象，截止目前，园区已有道路 30.51km，实现了 80%的联通。已治理水土流

8 无人机遥感技术在点状生产建设项目水土保持信息快速提取研究第三章 数据获取及处理3.1 飞行器及机载传感器本文试验选择渭南市合阳县九龙活动公园植被组成丰富的核心区，地理范围为东经110.1389°~110.1429°，北纬为 35.2487°~35.2538°，高程范围为 741~758m，研究区面积为 11.81hm2。航拍现状如图 3-1 所示，飞行环境满足天气晴朗，光照充足的要求，且试验区地势较为平坦，区内无高大建筑遮挡。

航拍现状如图 3-1 所示，飞行环境满足天气晴朗，光照充足的要求，且试验较为平坦，区内无高大建筑遮挡。图 3-1 试验区航拍图FIG 3-1 Aerial view针对小范围区域进行低空快速摄影需求，本次试验采用大疆悟 1 微型无人机非量测全彩数码相机禅思 x3 获取航摄图像。无人机及相机分别如图 3-2 和图 3-参数见表 3-1、3-2。

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本文编号：2747370