若爾蓋草地鼠害頻發(fā)對當?shù)氐纳a(chǎn)生活以及生態(tài)環(huán)境造成嚴重影響,研究基于無人機影像的草地鼠害信息提取方法,以期為草原鼠害監(jiān)測提供一定的理論與技術參考,對若爾蓋草原鼠害防治與草地資源可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。本研究以若爾蓋縣轄曼鄉(xiāng)鼠害嚴重的兩個小牧場作為實驗區(qū),首先利用大疆精靈4Pro無人機獲取實驗區(qū)的航拍像片,通過處理得到4幅低空遙感正射影像,包括春夏兩季的鼢鼠鼠害區(qū)影像與旱獺鼠害區(qū)影像。再運用灰度閾值分割、優(yōu)選色彩紋理、基于規(guī)則的面向對象、BP神經(jīng)網(wǎng)絡共4種方法逐一對四幅影像的地表鼠害信息進行提取,并從空間精度與定量精度兩個方面對提取結果進行精度評價,然后對比分析總結各方法的優(yōu)劣,進而得出不同季節(jié)影像中不同鼠害信息的最佳的提取方法。主要研究結論如下:(1)在春季鼢鼠鼠害區(qū)影像中,利用優(yōu)選色彩紋理、面向對象、BP神經(jīng)網(wǎng)絡三種方法提取出的鼢鼠土丘制圖精度與用戶精度均達到90%以上,分類結果精度高;灰度閾值分割的土丘中心部分的提取效果較差,制圖精度僅為73.03%。基于規(guī)則的面向對象提取結果的數(shù)量位置精度為96.30%,面積偏離度0.16,形狀偏離度0.13,各項指標均為最優(yōu),是春季影像中提取鼢鼠土丘精度最高的方法。(2)在夏季鼢鼠鼠害區(qū)影像中,灰度閾值分割與面向對象方法的提取結果漏分像元較多,制圖精度僅為72%左右,土丘圖斑的數(shù)量位置精度僅為57.14%與50.00%。而優(yōu)選色彩紋理與BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法的制圖精度與用戶精度均達到85%以上,土丘圖斑的數(shù)量位置精度分別為86.36%與90.00%。BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法的面積偏離度為0.30,為各方法中最小,是提取夏季影像鼢鼠土丘的相對較優(yōu)的方法。(3)在春季旱獺鼠害區(qū)影像中,BP神經(jīng)網(wǎng)絡方法提取洞口像元的制圖精度為50%,優(yōu)選色彩紋理提取洞口的用戶精度僅為37.77%,這兩種方法對洞口的提取準確度僅為27.59%與23.81%。4種方法對洞口輻射區(qū)的提取準確度均不足40%,且圖斑破碎程度普遍較高。基于規(guī)則的面向對象方法提取洞口與洞口輻射區(qū)的制圖精度分別為83.02%與74.46%,用戶精度分別為100.00%與99.79%,數(shù)量位置精度分別為52.17%與38.46%,洞口輻射區(qū)的面積偏離度與形狀偏離度分別為0.13與0.29,是提取旱獺鼠害精度相對較高的方法。(4)在夏季旱獺鼠害區(qū)影像中,各方法對洞口輻射區(qū)的提取精度均為良好,其中灰度閾值分割的精度相對略低,其他三種方法的制圖精度與用戶精度均達90%以上,數(shù)量位置準確度也超過80%。對于旱獺洞口,各方法的提取精度差異較大,優(yōu)選色彩紋理與面向對象方法的錯分像元較多,用戶精度分別僅為45.10%與65.81%;灰度閾值分割與優(yōu)選色彩紋理的數(shù)量位置精度較低,準確度分別僅為59.46%與18.52%;BP神經(jīng)網(wǎng)絡提取的洞口準確度74.19%,制圖精度與用戶精度分別為82.37%與99.95%,面積與形狀偏離度分別為0.24與0.23,是提取夏季影像中旱獺鼠害信息精度最優(yōu)的方法。
【學位單位】：四川師范大學
【學位級別】：碩士
【學位年份】：2019
【中圖分類】：TP79;S812.6
【部分圖文】：

區(qū)概況位置高原地區(qū)位于青藏高原東北部，是川甘青三省相交之處，素有“川西，介于 100o20′—104o15′E，31o50′—34o49′N 之間，總面積約 5.9 萬平方的縣級行政區(qū)包括四川省阿壩州的若爾蓋縣、紅原縣、阿壩縣、松潘族自治州的瑪曲縣、碌曲縣，青海省果洛藏族自治州的久治縣[51]。

叫做旁向重疊度，二者均以像片重疊部分的長度與像片邊長之比的百分數(shù)來表示。根據(jù)不同的航攝內容，對像片重疊度的要求也有所差異，為滿足航測成圖的要求，一般規(guī)定：航向重疊度為 60%，最少不得少于 53%；旁向重疊度為 30%，最少不得少于 15%；當?shù)匦纹鸱^大時，需要增加因地形影響的重疊百分數(shù)[66]。本研究將航空攝影的航向重疊度和旁向重疊度分別設計為 80%和 60%，滿足攝區(qū)范圍內的航攝要求，確保影像的有效分辨率。（4）航線敷設在確定航線方向時，應考慮攝區(qū)的實際形狀，以盡量高的飛行效率為導向進行設計。進行航線設計時，在航向上，給每條航線的兩端多延伸出 200 m，在旁向上，給攝區(qū)的兩邊各多設計一條航線，以保證工作區(qū)的航攝全覆蓋，防止攝區(qū)邊緣漏拍[67]。曝光模式采用等時曝光，曝光時間間隔 3s。本研究選取位于若爾蓋縣轄曼鄉(xiāng)的兩個牧場作為實驗區(qū)，其中一個為高原鼢鼠鼠害典型區(qū)，另一個為旱獺鼠害典型區(qū)。兩個實驗區(qū)鼠害程度嚴重，鼠害地表特征突出，牲畜等對于采樣的干擾較少。敷設航線時需對兩個實驗區(qū)分別設計，兩條航線的具體設計如圖 3.1 所示。

Pix4Dmapper 是瑞士 Pix4D 公司的全自動快可從航拍片中利用攝影測量與多目重建的原理快速獲取換成各種用于測繪的二維地圖和三維模型，包括三維點型、正射影像鑲嵌圖、體積計算、等高線、三維紋理模業(yè)、災害應急、農(nóng)林監(jiān)測、海洋環(huán)境等多個領域都有著生產(chǎn)per 操作簡單，自動化程度高，精度較好[69]。傳統(tǒng)的照片數(shù)字表面模型與正射影像的生成等步驟，均可以通過軟如圖 3.2 所示。

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本文編號：2814461