基于无人机技术的大鸨与雁鸭类调查研究
发布时间：2021-08-12 06:10
鸟类空间分布范围广,对环境变化敏感,易受生境丧失和气候变化影响。掌握珍稀濒危鸟类的种群现状与鸟类多样性对于了解资源状况和实施科学有效的保护具有重要意义。本研究基于无人机技术,辅助以传统的鸟类调查方法,对草原鸟类大鸨（Otis tarda dybowskii）的繁殖分布与种群数量、湿地雁鸭类多样性进行了调查研究。本研究一方面拟通过研究掌握大鸨东方亚种在我国的种群现状,预测其适宜的繁殖分布区,同时对莫莫格保护区内雁鸭类多样性及生境质量做出评价;另一方面探讨适合于草原及湿地水鸟调查的无人机技术参数,为推广应用无人机技术进行鸟类调查监测提供技术参考。本研究利用MaxEnt模型预测东方亚种大鸨在我国的适宜繁殖区主要分布于吉林西部、黑龙江西北部、内蒙古东部,少量分布于新疆中部、辽宁西部和河北北部,繁殖栖息地总面积为68.69×104km2,其中适宜生境区面积为45.3×104km2,高适宜生境区面积为23.39×104km2;估算种群数量为1930只,发现大鸨新的繁殖...
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本研究选用旋翼无人机
162.2.2无人机及地面站参数设定地面站遥控器信号频段设置为2.4GHz，加装信号增强天线；选用AppleiPadPro作为航拍画面监视器，并配备相应尺寸的遮光罩以保证在强光下获得较好的观察效果。飞行控制软件使用DJIGO4.0(DJI,China)；云台相机镜头焦距设定为20mm(35mm格式等效)，方向与无人机前进方向保持一致，水平向下30°，加装偏振镜提升画面清晰度。拍摄模式设置为视频录制A档（光圈优先模式），视频录制分辨率和帧数均设置为设备最大值，根据所需调查时长及频次准备相应数量的电池数量，使用4张TOSHIBA256GBTFU3存储卡作为无人机录制视频存储设备。飞行高度和速度会影响到视频画面的辨识度、视野及无人机的续航时间[107-109]。通过密耳公式W=(2)(900)换算，在光线充足的条件下，无人机使用焦距20mm，视角94°镜头，在h=30m的无人机最低飞行高度，云台相机俯角θ=0°时，图传画面视野覆盖地面宽度为W=1000m[110]；在200m飞行高度以最大飞行速度70km/h飞行时，录制20帧4K格式视频分辨率为5cm[111]。成年鸨类体长约60-100cm，上述配置无人机在200m飞行高度所拍摄的大鸨影像在32吋4K分辨率显示器上占20×10像素（约0.4cm2），满足目视解译的分辨率要求（图2-2）[112]。进行样线调查时，无人机飞行高度＜200m，飞行速度＜70km/h，根据现场地形，风速，无人机电量进行相应调整，并统计不同飞行高度、速度的耗电量，分析出最佳飞行高度及速度。图2-2大鸨外形特征及不同高度下的航拍影像（镜头焦距20mm）Fig2-2AerialimageofOtistardaindifferenthigh(lens:20mm)
172.2.3样线布设与调查在地面起伏较大、存在牧区围栏及植被较高等地面调查方式难以开展的区域利用无人机调查。设置两条长度3km，间隔1km的平行航线为一组航线，从起飞点以U形飞行轨迹沿航线飞行(图2-3)，观察并记录样线两侧500m出现的大鸨，不记录飞过样线的个体[113]。根据地面海拔高度变化可适当修正飞行高度。遇到难识别物种，可短暂悬停并适当降低高度或改变镜头焦距进行观察，随后立即恢复初始飞行参数继续调查。飞行结束后直线返回起飞点，导出所拍摄视频，以“时间+地点+样线编号”命名整理，使用WD8TBUSB3.0桌面硬盘进行备份。调查选择无高大障碍物和电磁干扰源的制高点作为起飞点，在日出后3小时和日落前4小时的晴朗天气进行调查，风速＞5m/s，雨、雪、雾天和气温低于-10℃时均不进行调查。视野较为开阔且无牧区围栏的区域，驾车进行样线调查。使用LeicaAPO85单筒望远镜观察，记录前方及两侧出现的大鸨个体，不记录飞过样线的个体[113]。调查期间车速保持在35-50km/h，样线长度在15-20km，单侧样线宽度以观鸟镜50×倍率能清晰观察到鸟类个体为准，经激光测距和密耳刻度换算约为2000m[114]。发现大鸨后，停车观察，使用观鸟镜自带测距仪测距，记录分布点。根据蒋劲松等人在1999-2003的调查结果显示，大鸨东方亚种繁殖生境面积约11680km2[115]。本研究共布设161组航线，26条地面样线，调查总面积2868km2，满足5%的最小抽样强度要求[115]。图2-3无人机调查样线布设示意图Fig2-3linetransectsettingofUAV
本文编号：3337748
【文章来源】：东北师范大学吉林省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：62 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
本研究选用旋翼无人机
162.2.2无人机及地面站参数设定地面站遥控器信号频段设置为2.4GHz，加装信号增强天线；选用AppleiPadPro作为航拍画面监视器，并配备相应尺寸的遮光罩以保证在强光下获得较好的观察效果。飞行控制软件使用DJIGO4.0(DJI,China)；云台相机镜头焦距设定为20mm(35mm格式等效)，方向与无人机前进方向保持一致，水平向下30°，加装偏振镜提升画面清晰度。拍摄模式设置为视频录制A档（光圈优先模式），视频录制分辨率和帧数均设置为设备最大值，根据所需调查时长及频次准备相应数量的电池数量，使用4张TOSHIBA256GBTFU3存储卡作为无人机录制视频存储设备。飞行高度和速度会影响到视频画面的辨识度、视野及无人机的续航时间[107-109]。通过密耳公式W=(2)(900)换算，在光线充足的条件下，无人机使用焦距20mm，视角94°镜头，在h=30m的无人机最低飞行高度，云台相机俯角θ=0°时，图传画面视野覆盖地面宽度为W=1000m[110]；在200m飞行高度以最大飞行速度70km/h飞行时，录制20帧4K格式视频分辨率为5cm[111]。成年鸨类体长约60-100cm，上述配置无人机在200m飞行高度所拍摄的大鸨影像在32吋4K分辨率显示器上占20×10像素（约0.4cm2），满足目视解译的分辨率要求（图2-2）[112]。进行样线调查时，无人机飞行高度＜200m，飞行速度＜70km/h，根据现场地形，风速，无人机电量进行相应调整，并统计不同飞行高度、速度的耗电量，分析出最佳飞行高度及速度。图2-2大鸨外形特征及不同高度下的航拍影像（镜头焦距20mm）Fig2-2AerialimageofOtistardaindifferenthigh(lens:20mm)
172.2.3样线布设与调查在地面起伏较大、存在牧区围栏及植被较高等地面调查方式难以开展的区域利用无人机调查。设置两条长度3km，间隔1km的平行航线为一组航线，从起飞点以U形飞行轨迹沿航线飞行(图2-3)，观察并记录样线两侧500m出现的大鸨，不记录飞过样线的个体[113]。根据地面海拔高度变化可适当修正飞行高度。遇到难识别物种，可短暂悬停并适当降低高度或改变镜头焦距进行观察，随后立即恢复初始飞行参数继续调查。飞行结束后直线返回起飞点，导出所拍摄视频，以“时间+地点+样线编号”命名整理，使用WD8TBUSB3.0桌面硬盘进行备份。调查选择无高大障碍物和电磁干扰源的制高点作为起飞点，在日出后3小时和日落前4小时的晴朗天气进行调查，风速＞5m/s，雨、雪、雾天和气温低于-10℃时均不进行调查。视野较为开阔且无牧区围栏的区域，驾车进行样线调查。使用LeicaAPO85单筒望远镜观察，记录前方及两侧出现的大鸨个体，不记录飞过样线的个体[113]。调查期间车速保持在35-50km/h，样线长度在15-20km，单侧样线宽度以观鸟镜50×倍率能清晰观察到鸟类个体为准，经激光测距和密耳刻度换算约为2000m[114]。发现大鸨后，停车观察，使用观鸟镜自带测距仪测距，记录分布点。根据蒋劲松等人在1999-2003的调查结果显示，大鸨东方亚种繁殖生境面积约11680km2[115]。本研究共布设161组航线，26条地面样线，调查总面积2868km2，满足5%的最小抽样强度要求[115]。图2-3无人机调查样线布设示意图Fig2-3linetransectsettingofUAV
本文编号：3337748
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