多旋翼无人机载高光谱成像系统几何和辐射校正方法研究

针对农林环保等行业应用,结合成像光谱仪与无人机(unmanned aerial vehicle, UAV)技术,有效地解决了高光谱遥感数据不足和空间分辨率低等问题.但UAV高光谱成像系统面临的设备昂贵、数据质量差和效率低等一系列问题,致使低成本高效便捷的UAV高光谱成像系统成为了研究的关键.介绍了将室内成像光谱仪搭载在多旋翼UAV上采集数据的高光谱成像系统,在试验区布设控制点和标准灰布,用GPS-RTK测量控制点的三维坐标和ASD地物光谱仪测量标准灰布的反射率以验证系统的成像精度.从辐射和几何两个方面进行分析评价.在辐射方面,经过辐射定标和MODTRAN模型大气校正的高光谱数据中校准灰布的反射率与ASD地物光谱仪测量的结果十分吻合;在几何方面,用GPS-IMU数据进行初始几何校正的图像与地面控制点坐标以分析图像处理后的几何误差,并提出通过改正姿态偏转角的方法提高图像的地理位置精度.     

IKONOS图像纠正的实验研究

IKONOS是第一个利用RPC参数代替物理模型进行正射纠正的高空间分辨率影像 .该文就IKONOS进行正射纠的方法进行了实验 ,对各种方法的结果精度进行比较、总结 ,最后得出理想的纠正参数 .并指出实际应用中遇到的问题 ,提示使用者注意     

植保无人机旋翼对雾滴分布的影响试验研究

[目的]探究植保无人机旋翼对雾滴分布的影响。[方法]将植保无人机机体分别固定在4种不同高度下,比较旋翼工作与旋翼不工作2种状态下的雾滴分布情况。[结果]旋翼降低了雾滴沉积量,但雾滴分布更加宽泛,小型旋翼无人机作业高度在2.0 m处,雾滴沉积效果最佳。[结论]该研究可为制定植保无人机操作规范提供参考。     

多旋翼无人机降落伞装置的设计

多旋翼无人机能够实现自动航点飞行,自动悬停,自动返航等自动化飞行模式.但当多旋翼无人机发生故障时,容易导致坠机,会造成一定的经济损失和人员、物品的伤害.为改善多旋翼无人机的被动安全性能,设计多旋翼无人机降落伞装置,并对降落伞的弹射方式、开伞信号等进行研究.考虑到降落伞装置的安装问题,对多旋翼无人机的机架进行改进.实验结果表明,该降落伞装置的设计对降低多旋翼无人机损伤,延长其使用寿命具有重要作用.     

六旋翼农药喷洒无人机的结构设计

设计了一种适合中小田块的六旋翼农药喷洒无人机.通过分析六旋翼无人机的工作原理,采用solidworks软件进行建模,确定机体中央仓、机臂折叠件和喷洒装置脚架安装结构,机臂整体实现上翘3°,以增强无人机抗风能力;喷洒装置与机体采用快装架安装,方便添加农药.所设计的六旋翼农药喷洒无人机飞行稳定,研究结果为多旋翼农药喷洒无人机的进一步优化设计提供了理论依据和技术参考.     

基于可见光波段的无人机超低空遥感图像处理

【目的】探讨低成本的可见光超低空农业遥感平台提取与分析农情信息的可行性,为农用无人机精准施药与农情监测提供技术支持。【方法】以仅包含红光、蓝光和绿光的超低空可见光农田遥感图像为研究对象:首先利用张氏校正法获取相机的畸变矩阵,并校正图像;然后提取与分析图像的可见光植被指数;最后通过分析超低空可见光农田图像中植被与非植被的光谱特性,对可见光超低空遥感图像进行植被信息提取。【结果】获得的农田植被提取图像很好地区分了植被与非植被。【结论】基于可见光的超低空遥感农业信息获取系统应用具有可行性,可为构造低成本的可见光低空遥感监测系统提供参考。     

植保无人机旋翼对雾滴沉积量的影响

为了探究植保无人机的喷施效果,进行了多旋翼植保无人机在不同高度下和旋翼处于不同状态下对雾滴沉积量影响的试验。结果表明,当旋翼不工作时随着高度的升高,沉积量下降,而当旋翼工作时雾滴分布趋于均匀,雾滴沉积范围加大,但雾滴沉积量显著减少。     

轻小型无人机遥感在精准农业中的应用研究

随着信息技术和无人机技术呈现全面发展的态势,人们对无人机遥感提出全新的需求,从而使轻小型无人机遥感成为人们关注的焦点.该技术的优势体现在操作简便并且能够持续动态化监测等方面,从而在精准农业中开展应用.不仅可以对农田空间信息有效获取,计算相关种植区域面积;还可以对农作物病虫害现象有效监测和判断,使农作物保持良好的生长态势...     

基于多旋翼无人机的梨树喷雾授粉技术

随着中国农业发展规模逐渐扩张,梨树种植开始受到辽宁地区的广泛关注.梨树经济价值表现优秀,对于环境需求较低,因此能够在辽宁省凌源市得到良好种植.在实际种植过程中,由于梨树本身需要进行授粉处理,因此往往需要消耗大量人力资源,容易导致经济效益下降.通过分析采用多旋翼无人机进行喷雾授粉,能够明确相关技术实施的主要影响,能够为未...     

全景视频摄像机的非参数化几何校正与拼接

提出了一种新的多相机全景视频拼接几何校正拼接方法。先用全景视频摄像机组采集标准标定场的稀疏特征点阵,利用自适应网格细分技术把采集的图像和标定场坐标细分到像素级对应,则全景视频的几何校正和拼接可以通过直接映射得到。在摄像机阵列相对位置固定时,可以一次校正多次使用。本文方法避免了普通拼接方法的特征点检测、匹配优化等参数求解过程,尤其是采用具有较大畸变的广角镜头和相邻相机视场重叠较少时更能体现出其优越性,并可以很容易地迁移到类似的应用中。通过一个原型系统,验证了本文方法的有效性。     

山区低太阳高度角遥感图像地形校正归一化模型的应用研究——以高黎贡山为例

由于山区地形起伏较大,引起的地形效应会使地物的光谱特征产生扭曲,对地表地物的识别与分类产生不利影响。地形校正是定量化遥感的前提,能够有效地提高目标地物识别与分类的精度,因此地形校正作为山区遥感图像预处理的重要步骤,对提高遥感应用的精度具有重要的作用。本研究利用二阶校正模型、地形均衡模型、坡度匹配模型3种归一化模型对高黎贡山南段低太阳高度角下的TM图像进行地形校正试验,对归一化模型在山区低太阳高度角遥感图像地形校正中的应用进行探讨。结果表明:在3种模型中,坡度匹配模型更适用于研究区低太阳高度角遥感图像的地形校正。     

无人机遥感在宁夏盐池县城区绿地调查中的应用

无人机遥感具有成像分辨率高、数据获取灵活等优点,是遥感数据获取的重要工具之一.通过对宁夏盐池县城区进行无人机航拍,获得高分辨率影像数据,并对盐池县城区的绿地分布进行遥感目视解译,对数据进行统计分析.调查结果可以为盐池县创建国家园林县城工作提供重要的参考依据.     

星基差分GPS用于林区高分辨率遥感图像几何精校正

为解决林区缺乏大比例尺地形图而难以进行高空间分辨率遥感图像几何精校正问题,采用基于广域差分技术的星基差分GPS精确测定地面控制点(GCP),以多项式变换进行QuickBird pan(0.61 m)图像几何精校正.结果表明,全部GCP的点位误差均小于1个像元,总的点位误差为0.411 9.在进行图像灰度重采样中,最邻近点法、双线性内插法和三次褶积法的效果均无明显差异;就信息量和灰度值变动情况而言,以三次褶积法略好;就图像灰度保真而言,以最邻近点法略好.     

基于图像识别的无人机精准喷雾控制系统的研究

【目的】针对传统的植保无人机喷雾作业时化肥农药浪费大,利用率低,造成环境污染的问题,研制一种基于图像识别的无人机精准喷雾控制系统。【方法】利用中值滤波算法对田间航拍图像进行去噪,采用分层K_means硬聚类算法实现对农田航拍图像的分割,提取非作物区域的颜色、纹理特征空间的22个特征参数,设计支持向量机分类器进行分类识别。根据优选的17个特征参数,利用以径向基函数作为核函数的支持向量机对非作物区域图像进行识别,并根据识别结果控制喷头,实现精准喷雾。【结果】测试样本的识别率可达为76.56%,在无干扰风场情况下,当P_阀为10%时,减施率可达32.7%。【结论】本系统为农业航空精准喷雾控制技术的应用提供了参考方向和决策支持。     

大气校正模型对阔叶林叶面积指数遥感估算的影响

【目的】为利用遥感技术定量提取区域尺度的阔叶林叶面积指数前的大气校正模型选择提供科学依据.【方法】分别利用6S模型、FLAASH模型和ATCOR2模型对Landsat 8 OLI影像进行了大气校正,分析了3种模型下的阔叶林叶面积指数(LAI)与多种植被指数(VI)相关性,建立了LAI-VI的线性和非线性的回归模型,最后通过验证数据组LAI预测值(Y)与LAI实测值(X)的均方根误差(RMSE)及线性相关性大小对阔叶林LAI遥感估算结果进行了精度对比.【结果和结论】ATCOR2模型不适于阔叶林LAI-VI的回归建模;除比值植被指数(RVI)外,FLAASH模型与6S模型下的阔叶林LAI与增强型植被指数(EVI)、修正土壤调节植被指数(MSAVI)有较好的相关性,其中FLAASH模型下的阔叶林LAI-MSAVI幂函数模型拟合优度最佳;FLAASH模型的阔叶林LAI估算精度优于6S模型;借助遥感技术定量提取植被生理参数时,应慎重选择适宜的大气校正模型.     

大气校正对九连山植被覆盖度。感估算的影响

以江西九连山保护区为例,利用基于归一化差异植被指数（NDVI）的像元二分法模型分别在TM 影像的 原始DN 值、表观反射率以及经过基于MORTRAN 辐射传输模型和经过简单传输模型的黑暗像元法校正后的地面 反射率的基础上对研究区的植被覆盖度进行提取,将所得4 类植被覆盖度的估算值与实测值进行比较,分析大气校 正对植被覆盖度。感估算的影响。结果表明,FLAASH 和DOS 两种大气校正方法虽校正原理不同,但通过对样地实 测值的拟合度来看,均能有效消除大气影响,有效提高植被覆盖度。感估算的精度;而辐射定标后的表观反射率却 与原始影像DN 值估算的植被覆盖度差异不明显,说明植被覆盖度估算精度的提高来源于大气校正作用,辐射定标 影响甚小。因此,在植被覆盖度较高的亚热带区域,有必要进行大气校正,以改善估算精度。     

不同地形校正方法对刺槐林遥感提取的影响

刺槐是黄土丘陵区生态环境建设的主要乔木树种之一,而地形阴影是影响刺槐林遥感提取精度的重要因素。为研究不同地形校正方法对刺槐林分布信息提取的影响,以黄土丘陵区安塞县的刺槐人工林为例, 使用Cosine、SCS、Minnaert、C、SCS+C 5种校正方法对该地区2015年7月份的Landsat8 OLI影像进行地形校正,并采用基于样本、面向对象提取的方法对人工刺槐林的分布信息进行提取。最后对地形校正前后的影像进行视觉比较和回归分析,并对提取结果进行精度评估,从而比较不同地形校正方法对刺槐人工林分布信息提取的影响。结果表明:1) 5种地形校正方法削弱了遥感影像上地形阴影的视觉效果, 其中Cosine、SCS校正存在过度校正的现象。2) 5种地形校正方法使得各波段辐射亮度值的均值和方差较之前发生变化,且SCS+C校正符合预期效果。3) Minnaert、SCS+C及C校正降低了太阳入射角的余弦值cosi与影像各波段的辐射亮度值间的回归直线斜率m的绝对值及相关系数r的绝对值, Cosine、SCS校正使两参数在部分波段上变大。4) 5种地形校正方法都不同程度地降低刺槐提取的漏分误差,但Cosine校正后用户精度降低了2.47%;Minnaert、SCS+C及C校正均提高了用户者精度和生产者精度,以C校正的精度最高, 生产者精度提高了16.66%,用户精度提高了2.82%。5) 5种地形校正方法均提高了Kappa系数值,以C校正最高,Kappa系数值为0.76。本研究说明刺槐林遥感提取有必要进行地形校正,且应结合研究区的情况选择地形校正方法,这为黄土丘陵区刺槐信息提取时合适地形校正方法的选取提供了重要的依据。      

基于机载多光谱的冬小麦返青期土壤墒情反演

准确快速得获取冬小麦地块的土壤墒情,可为高效利用水资源、实现精准灌溉提供参考。为此,特在江苏省张家港市获取返青期冬小麦种植区的无人机多光谱遥感数据,并同步测定2个深度（10 cm和20 cm）的土壤墒情,通过遥感图像提取光谱反射率,计算归一化植被指数（NDVI）、增强型植被指数（EVI）和垂直干旱指数（PDI）,进行共线性分析后,分别运用逐步回归法、岭回归法和偏最小二乘法,构建针对不同深度土壤墒情的反演模型,并基于最佳反演模型绘制试验区不同深度土壤的墒情反演图。结果表明,用逐步回归法构建的模型在10、20 cm深度土壤墒情反演中的决定系数分别达到了0.885、0.782,建模精度最优,且针对10 cm深度土壤墒情的反演效果优于20 cm。研究结果可为冬小麦返青期土壤墒情监测方法的选择提供参考。