基于无人机和地面图像的田间水稻冠层参数估测与评价

田间水稻表型监测可用于分析水稻产量相关性状,对指导水稻栽培管理以及产量预测具有重要意义。本研究以3种氮肥处理下6个不同栽培品种的水稻为研究对象,估测并评价了水稻冠层的主要表型参数,以探讨利用图像分析方法评价多品种及栽培环境下田间水稻长势的适用性。基于无人机和田间固定相机图像,本研究通过图像处理、三维建模和机器学习自动测算出田间水稻冠层覆盖度、株高、穗数,并结合实际测量结果进行了精度评价。结果表明:(1)基于无人机图像使用决策树分类模型提取的水稻冠层图像与人工勾绘结果一致性较好(Qseg均值为0.75,方差为0.08),由此计算的冠层覆盖度与人工勾绘计算的冠层覆盖度相关性较高(R~2=0.83,RMSE=5.36%);(2)使用冠层高度模型估测的各小区水稻株高均值与田间实测高度均值相关性较高(R~2=0.81, RMSE=9.81 cm),但整体呈现低估;(3)基于地面图像使用决策树分类和形态参数过滤得到的穗数计数结果与实测穗数相关性较高(R~2=0.83,RMSE=10.99)。总体而言,结合图像分析算法,应用低空无人机遥感技术高通量自动化估测水稻冠层覆盖度、株高的精度较高,而应用地面...     

基于无人机图像的戈壁表面砾石特征变化研究

[目的]通过无人机平台和运动结构建模技术获取了覆盖较大范围的戈壁表面正射图像和数字地面模型,以位于新疆维吾尔自治区哈密市天山南坡的洪积扇为研究对象,进行戈壁表面砾石覆盖度和粒径的测量及分析,探讨利用无人机和图像处理技术进行大范围戈壁砾石研究的适用性。[方法]通过自洪积扇扇心到靠近扇缘选取3个典型样区,利用无人机获取连续覆盖的戈壁表面高分辨率图像,生成了戈壁表面的高清正射拼接图像以及高精度的地形数据,并提取了样区内砾石(粒径≥7 mm)的覆盖度及砾石(粒径≥32 mm)的粒径。[结果]自扇心到靠近扇缘,3个样区的砾石覆盖度分别为34.22%,26.85%,21.88%;砾石粒径均值分别为130,95,78 mm。随海拔下降,样区总体砾石覆盖度和粒径均呈下降趋势,且自扇中到扇缘相比自扇心到扇中下降趋势有所减缓;而在各个样区内部,砾石覆盖度及粒径与海拔关系不明显。[结论]在洪积扇尺度上,砾石覆盖度与粒径变化主要受海拔影响;在样区尺度上,砾石覆盖度和粒径变化则可能受到植被分布和局部地形的影响。利用无人机和图像处理技术,可以高效且准确地评估大范围戈壁表面砾石特征及分布,为戈壁形成演化研究提供基础数据及技术支撑。