基于無人機技術的大鴇與雁鴨類調查研究
發(fā)布時間：2021-08-12 06:10
鳥類空間分布范圍廣,對環(huán)境變化敏感,易受生境喪失和氣候變化影響。掌握珍稀瀕危鳥類的種群現(xiàn)狀與鳥類多樣性對于了解資源狀況和實施科學有效的保護具有重要意義。本研究基于無人機技術,輔助以傳統(tǒng)的鳥類調查方法,對草原鳥類大鴇（Otis tarda dybowskii）的繁殖分布與種群數(shù)量、濕地雁鴨類多樣性進行了調查研究。本研究一方面擬通過研究掌握大鴇東方亞種在我國的種群現(xiàn)狀,預測其適宜的繁殖分布區(qū),同時對莫莫格保護區(qū)內雁鴨類多樣性及生境質量做出評價;另一方面探討適合于草原及濕地水鳥調查的無人機技術參數(shù),為推廣應用無人機技術進行鳥類調查監(jiān)測提供技術參考。本研究利用MaxEnt模型預測東方亞種大鴇在我國的適宜繁殖區(qū)主要分布于吉林西部、黑龍江西北部、內蒙古東部,少量分布于新疆中部、遼寧西部和河北北部,繁殖棲息地總面積為68.69×104km2,其中適宜生境區(qū)面積為45.3×104km2,高適宜生境區(qū)面積為23.39×104km2;估算種群數(shù)量為1930只,發(fā)現(xiàn)大鴇新的繁殖...
【文章來源】：東北師范大學吉林省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：62 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
本研究選用旋翼無人機
162.2.2無人機及地面站參數(shù)設定地面站遙控器信號頻段設置為2.4GHz，加裝信號增強天線；選用AppleiPadPro作為航拍畫面監(jiān)視器，并配備相應尺寸的遮光罩以保證在強光下獲得較好的觀察效果。飛行控制軟件使用DJIGO4.0(DJI,China)；云臺相機鏡頭焦距設定為20mm(35mm格式等效)，方向與無人機前進方向保持一致，水平向下30°，加裝偏振鏡提升畫面清晰度。拍攝模式設置為視頻錄制A檔（光圈優(yōu)先模式），視頻錄制分辨率和幀數(shù)均設置為設備最大值，根據(jù)所需調查時長及頻次準備相應數(shù)量的電池數(shù)量，使用4張TOSHIBA256GBTFU3存儲卡作為無人機錄制視頻存儲設備。飛行高度和速度會影響到視頻畫面的辨識度、視野及無人機的續(xù)航時間[107-109]。通過密耳公式W=(2)(900)換算，在光線充足的條件下，無人機使用焦距20mm，視角94°鏡頭，在h=30m的無人機最低飛行高度，云臺相機俯角θ=0°時，圖傳畫面視野覆蓋地面寬度為W=1000m[110]；在200m飛行高度以最大飛行速度70km/h飛行時，錄制20幀4K格式視頻分辨率為5cm[111]。成年鴇類體長約60-100cm，上述配置無人機在200m飛行高度所拍攝的大鴇影像在32吋4K分辨率顯示器上占20×10像素（約0.4cm2），滿足目視解譯的分辨率要求（圖2-2）[112]。進行樣線調查時，無人機飛行高度＜200m，飛行速度＜70km/h，根據(jù)現(xiàn)場地形，風速，無人機電量進行相應調整，并統(tǒng)計不同飛行高度、速度的耗電量，分析出最佳飛行高度及速度。圖2-2大鴇外形特征及不同高度下的航拍影像（鏡頭焦距20mm）Fig2-2AerialimageofOtistardaindifferenthigh(lens:20mm)
172.2.3樣線布設與調查在地面起伏較大、存在牧區(qū)圍欄及植被較高等地面調查方式難以開展的區(qū)域利用無人機調查。設置兩條長度3km，間隔1km的平行航線為一組航線，從起飛點以U形飛行軌跡沿航線飛行(圖2-3)，觀察并記錄樣線兩側500m出現(xiàn)的大鴇，不記錄飛過樣線的個體[113]。根據(jù)地面海拔高度變化可適當修正飛行高度。遇到難識別物種，可短暫懸停并適當降低高度或改變鏡頭焦距進行觀察，隨后立即恢復初始飛行參數(shù)繼續(xù)調查。飛行結束后直線返回起飛點，導出所拍攝視頻，以“時間+地點+樣線編號”命名整理，使用WD8TBUSB3.0桌面硬盤進行備份。調查選擇無高大障礙物和電磁干擾源的制高點作為起飛點，在日出后3小時和日落前4小時的晴朗天氣進行調查，風速＞5m/s，雨、雪、霧天和氣溫低于-10℃時均不進行調查。視野較為開闊且無牧區(qū)圍欄的區(qū)域，駕車進行樣線調查。使用LeicaAPO85單筒望遠鏡觀察，記錄前方及兩側出現(xiàn)的大鴇個體，不記錄飛過樣線的個體[113]。調查期間車速保持在35-50km/h，樣線長度在15-20km，單側樣線寬度以觀鳥鏡50×倍率能清晰觀察到鳥類個體為準，經(jīng)激光測距和密耳刻度換算約為2000m[114]。發(fā)現(xiàn)大鴇后，停車觀察，使用觀鳥鏡自帶測距儀測距，記錄分布點。根據(jù)蔣勁松等人在1999-2003的調查結果顯示，大鴇東方亞種繁殖生境面積約11680km2[115]。本研究共布設161組航線，26條地面樣線，調查總面積2868km2，滿足5%的最小抽樣強度要求[115]。圖2-3無人機調查樣線布設示意圖Fig2-3linetransectsettingofUAV
本文編號：3337748
【文章來源】：東北師范大學吉林省 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數(shù)】：62 頁
【學位級別】：碩士
【部分圖文】：
本研究選用旋翼無人機
162.2.2無人機及地面站參數(shù)設定地面站遙控器信號頻段設置為2.4GHz，加裝信號增強天線；選用AppleiPadPro作為航拍畫面監(jiān)視器，并配備相應尺寸的遮光罩以保證在強光下獲得較好的觀察效果。飛行控制軟件使用DJIGO4.0(DJI,China)；云臺相機鏡頭焦距設定為20mm(35mm格式等效)，方向與無人機前進方向保持一致，水平向下30°，加裝偏振鏡提升畫面清晰度。拍攝模式設置為視頻錄制A檔（光圈優(yōu)先模式），視頻錄制分辨率和幀數(shù)均設置為設備最大值，根據(jù)所需調查時長及頻次準備相應數(shù)量的電池數(shù)量，使用4張TOSHIBA256GBTFU3存儲卡作為無人機錄制視頻存儲設備。飛行高度和速度會影響到視頻畫面的辨識度、視野及無人機的續(xù)航時間[107-109]。通過密耳公式W=(2)(900)換算，在光線充足的條件下，無人機使用焦距20mm，視角94°鏡頭，在h=30m的無人機最低飛行高度，云臺相機俯角θ=0°時，圖傳畫面視野覆蓋地面寬度為W=1000m[110]；在200m飛行高度以最大飛行速度70km/h飛行時，錄制20幀4K格式視頻分辨率為5cm[111]。成年鴇類體長約60-100cm，上述配置無人機在200m飛行高度所拍攝的大鴇影像在32吋4K分辨率顯示器上占20×10像素（約0.4cm2），滿足目視解譯的分辨率要求（圖2-2）[112]。進行樣線調查時，無人機飛行高度＜200m，飛行速度＜70km/h，根據(jù)現(xiàn)場地形，風速，無人機電量進行相應調整，并統(tǒng)計不同飛行高度、速度的耗電量，分析出最佳飛行高度及速度。圖2-2大鴇外形特征及不同高度下的航拍影像（鏡頭焦距20mm）Fig2-2AerialimageofOtistardaindifferenthigh(lens:20mm)
172.2.3樣線布設與調查在地面起伏較大、存在牧區(qū)圍欄及植被較高等地面調查方式難以開展的區(qū)域利用無人機調查。設置兩條長度3km，間隔1km的平行航線為一組航線，從起飛點以U形飛行軌跡沿航線飛行(圖2-3)，觀察并記錄樣線兩側500m出現(xiàn)的大鴇，不記錄飛過樣線的個體[113]。根據(jù)地面海拔高度變化可適當修正飛行高度。遇到難識別物種，可短暫懸停并適當降低高度或改變鏡頭焦距進行觀察，隨后立即恢復初始飛行參數(shù)繼續(xù)調查。飛行結束后直線返回起飛點，導出所拍攝視頻，以“時間+地點+樣線編號”命名整理，使用WD8TBUSB3.0桌面硬盤進行備份。調查選擇無高大障礙物和電磁干擾源的制高點作為起飛點，在日出后3小時和日落前4小時的晴朗天氣進行調查，風速＞5m/s，雨、雪、霧天和氣溫低于-10℃時均不進行調查。視野較為開闊且無牧區(qū)圍欄的區(qū)域，駕車進行樣線調查。使用LeicaAPO85單筒望遠鏡觀察，記錄前方及兩側出現(xiàn)的大鴇個體，不記錄飛過樣線的個體[113]。調查期間車速保持在35-50km/h，樣線長度在15-20km，單側樣線寬度以觀鳥鏡50×倍率能清晰觀察到鳥類個體為準，經(jīng)激光測距和密耳刻度換算約為2000m[114]。發(fā)現(xiàn)大鴇后，停車觀察，使用觀鳥鏡自帶測距儀測距，記錄分布點。根據(jù)蔣勁松等人在1999-2003的調查結果顯示，大鴇東方亞種繁殖生境面積約11680km2[115]。本研究共布設161組航線，26條地面樣線，調查總面積2868km2，滿足5%的最小抽樣強度要求[115]。圖2-3無人機調查樣線布設示意圖Fig2-3linetransectsettingofUAV
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