【摘要】：森林資源規(guī)劃設計調查,是林業(yè)活動的一項重要工作,通常由外內業(yè)不同的工作組成,目的在于了解森林資源的數(shù)量、質量、分布以及變化情況。隨著計算機技術、遙感技術的發(fā)展,森林資源調查中的外業(yè)工作強度不斷減弱,信息化、自動化水平不斷提高,這使得林業(yè)部門對森林資源監(jiān)測的時效性明顯提升。而無人機作為近幾年興起的遙感數(shù)據(jù)采集平臺,在森林資源調查中扮演著日益重要的角色。在我國南方亞熱帶林區(qū),由于森林分布破碎、類型多樣、結構復雜,自動化提取森林信息的技術仍有待提高,且針葉林是亞熱帶地區(qū)主要的森林生態(tài)系統(tǒng),也是林業(yè)中主要的生產(chǎn)性林種。本文選擇處于亞熱帶的福建省將樂縣針葉林為主要研究對象,面向森林蓄積量估算的需求,以無人機遙感數(shù)據(jù)為主要數(shù)據(jù)源,輔以LiDAR等數(shù)據(jù),根據(jù)不同的林業(yè)樣地類型,對林分樣地郁閉度、株數(shù)、樹高等信息進行了提取研究,對小班蓄積量進行了估算,并結合森林小班和野外調查數(shù)據(jù),對研究結果進行了對比分析。主要研究內容和結論如下:(1)分析了無人機影像預處理方法。研究發(fā)現(xiàn),對于曝光均勻、重疊率較高的林區(qū)無人機影像,借助Pix4D無人機影像處理平臺,可生成高精度高分辨率的數(shù)字表面模型(DSM)和數(shù)字正射影像(DOM)。獲得的真彩色正射影像色調自然、協(xié)調,無明顯拼接線。(2)單期無人機影像針葉林林分參數(shù)提取評價。分析了單期無人機影像的林分參數(shù)提取能力。結果發(fā)現(xiàn),單期無人機影像可以有效提取林冠、郁閉度和株數(shù),估算精度達到90%,但對樹高估算的能力有限。單期無人機影像只能提取出低郁閉度區(qū)域的樹高值,在中高郁閉度區(qū)域中無法有效獲取高精度的地形信息。(3)基于兩期無人機遙感影像的伐區(qū)蓄積量估算。針對伐區(qū)蓄積量估算的需求,利用小班采伐前后的兩期無人機遙感影像,開展了林分蓄積量的估算研究。分析了采伐前后的無人機點云匹配、布料模擬濾波算法點云分類的預處理方法。評價了采用自適應局域最大值法從冠層高度模型中提取林冠頂點的效果。結合野外采集的樹高及單木材積實測數(shù)據(jù)建立隨機森林模型,對伐區(qū)采伐蓄積量進行了有效估算,估算精度達到97%。(4)結合機載LiDAR和無人機影像的針葉林小班蓄積量估算。采用無人機數(shù)據(jù)及機載LiDAR數(shù)據(jù),對約2km2針葉林小班的蓄積量進行了估算。結果發(fā)現(xiàn):漸進三角網(wǎng)濾波算法能有效提取出LiDAR點云中地形點,獲得較高精度的DEM數(shù)據(jù)。無人機遙感數(shù)據(jù)借助DEM數(shù)據(jù)生產(chǎn)冠層高度模型(CHM),以此為基礎有效提取了研究區(qū)域小班平均樹高值。同時,借助CHM專題特征輔助林冠、株數(shù)信息的提取,快速預估出了大面積針葉林小班蓄積量。
【學位授予單位】：福州大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S771.8
【圖文】：

２．１．２無人機簡介逡逑選用瑞士邋ＳｅｎｓｅＦｌｙ公司的小型固定翼ｅＢｅｅ無人機和深圳大疆公司的Ｐｈａｎｔｏｍ邋３邋（精逡逑靈）旋翼無人機（圖２－２）進行無人機遙感數(shù)據(jù)的獲取。逡逑Ｗｉ？邋－邋％逡逑，？邐－Ｈｔ逡逑？Ａ邐、、》＇、、＜？＂々邋一邐▲逡逑１？邐？ｆ邋？逡逑—邐ｊＷ｛逡逑圖２－２邋ｅｂｅｅ固定翼無人機（左）和Ｐｈａｎｔｏｍ邋３邋（精靈）旋翼無人機（右）逡逑ｅｂｅｅ無人機配備ＳＯＮＹＷＸ２２０相機，１８００萬像素，等效焦距為２４ｍｍ，可以獲得常逡逑規(guī)真彩色圖像數(shù)據(jù)。該無人機采用機載ＧＰＳ自動導航駕駛，同時具備配套ｅＭ0ｔｋｍ２智能逡逑航線規(guī)劃軟件，實時將飛機的飛行軌跡傳送到地面。逡逑

１１６ＷＥ邐ｌｉｒＯＸＴＥ邐１ｉａ‘０ｔＴＥ邐１１９－0ｔｒ邐１２０ＷＥ邐＾逡逑圖２－１研究區(qū)地理位置示意圖逡逑２．１．２無人機簡介逡逑選用瑞士邋ＳｅｎｓｅＦｌｙ公司的小型固定翼ｅＢｅｅ無人機和深圳大疆公司的Ｐｈａｎｔｏｍ邋３邋（精逡逑靈）旋翼無人機（圖２－２）進行無人機遙感數(shù)據(jù)的獲取。逡逑

２．１．４控制點測量逡逑控制點的布設與無人機成圖精度密切相關，本文的研究區(qū)域中大部分為林區(qū)，地物逡逑種類單一，房屋墻角及道路交叉口等易于識別的地方較少，因此，林區(qū)內的控制點布設逡逑相對于其他區(qū)域更為困難。為克服這一難題，林區(qū)控制點布設的過程中選擇反光性較強逡逑的瓷磚十字交叉（圖２－５），使用ＲＴＫ差分ＧＰＳ采集交叉處的控制點信息，獲得的控制逡逑點信息如表（２－２）所示：逡逑１５逡逑

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本文編號：2782256