基于无人机航拍影像的草原鼠害动态监测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于无人机航拍影像的草原鼠害动态监测方法，包括步骤：使用无人机获取待监测草原区域不同时空的航拍影像；对采集到的影像进行预处理，然后进行解译获得解译影像；所述解译包括对目标对象进行分类；对所述解译后的影像进行分类精度评价，将满足预设精度要求的影像作为结果集；对比所述结果集中不同时空同一地块的影像，按时间流标记目标对象的变化区域，绘制鼠害发展趋势图。本发明专利技术通过精度评价混淆矩阵表来评判解译影像的分类精度，客观便捷；通过待监测区域的鼠害发展趋势图，结合适宜于不同危害程度的鼠害防治方法，并参考当地的地形、坡位、机械化水平，制定具体的鼠害防治规划图，为鼠害科学防治工作提供数据支持。供数据支持。供数据支持。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机航拍影像的草原鼠害动态监测方法


[0001]本专利技术涉及一种草原鼠兔病害防治领域，尤其涉及一种基于无人机航拍影像的草原鼠害动态监测方法。

技术介绍

[0002]近些年，无人机遥感由于其具有分辨率高、时效性高、机动性强、可云下低空飞行等优势在草地资源监测及草地生态方面迅速兴起。无人驾驶飞机简称无人机(unmanned aerial vehicle，UAV)，是一种能携带多种设备、执行多领域任务，并能通过遥控设备自主飞行的不载人飞行器。无人机与遥感技术的结合，即无人机遥感(UAVRS)，是以无人机作为载体，通过搭载相机(包括可见光相机、多光谱相机、热红外相机等)、激光雷达等各种传感器，来获取低空高分辨率遥感数据的平台。与传统的以卫星为平台的航天遥感相比，无人机遥感具有云下低空飞行、高机动性等优势，弥补了卫星遥感受云层遮挡获取不到清晰影像的缺陷；同时，它高时效、高时空分辨率的特点，也是重访周期长且离地几百公里的传统卫星遥感所不具备的。
[0003]草地生态系统是陆地上重要的生态系统之一，在生态环境中起着举足轻重的作用。草地资源作为草地生态系统不可或缺的一部分，在草地生态系统体系循环中具有重要作用，为了对草地资源进行快速、便捷、精准有效的监测，国内外学者开始利用以卫星为平台的航天遥感来监测草地植被覆盖度、草地鼠害、草地有蹄类野生动物以及草地生物量的估算。然而传统的中低分辨率的卫星遥感影像获取周期长、易受气候影响，无法获取局部区域地面有效信息。相比卫星遥感，无人机遥感具有的高分辨率、云下获取影像等特点，能够显著降低混合效应对监测精度的影响，有效弥补卫星航天气遥感系统在地表分辨率低、重访周期长、受水汽影响大等不足，为中小尺度的草地资源监测遥感应用研究提供了新的手段。
[0004]近年来，由于全球气候变化和人类过度利用等综合因素致使全球草地存在不同程度的退化并日趋严重，鼠害频发，因此对草地害鼠发生的时空动态及分布规律亟待科学认识和量化评估。将无人机运用于高寒草地的鼠害面积、鼠害分布、植物群落盖度及地上生物量监测及评估是一种新的研究思路。
[0005]现有技术更多的集中在对无人机拍摄影像的处理和分类上，如公开号为CN11881728A的专利就公开了一种基于低空遥感的草地鼠害监测方法，并具体公开了获得最优的待监测草原的鼠害时地表特征。但是在获得鼠害特征后，并未给出将该特征应用在实际的鼠害防治问题上的方法或启示。

技术实现思路

[0006]为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种基于无人机航拍影像的草原鼠害动态监测方法，通过精度评价的方式提高解译结果的精确度，通过按时间流绘制鼠害发展趋势图来对草原上的鼠害实际防治工作提供数据支持。
[0007]本专利技术提供了一种基于无人机航拍影像的草原鼠害动态监测方法，其特征在于，包括步骤：
[0008]步骤S1.使用无人机获取待监测草原区域不同时空的航拍影像；
[0009]步骤S2.对采集到的影像进行预处理，然后进行解译获得解译影像；所述解译包括对目标对象进行分类，得到结果集；
[0010]步骤S3.对比所述结果集中不同时空的影像，按时间流标记目标对象的变化区域，绘制鼠害发展趋势图。
[0011]在一些较优的实施例中，所述步骤S2还包括：根据目标对象的分类精度，对无人机的飞行参数进行调整。
[0012]在一些较优的实施例中，步骤S2所述预处理包括：依次进行的筛选、密集点云生成、输出数字地表模型、投影转换与几何校正、裁剪。
[0013]在一些较优的实施例中，所述目标对象包括：草地、裸地及鼠洞。
[0014]在一些较优的实施例中，所述步骤S2还包括，所述对目标对象进行分类的方法包括：
[0015]构建支持向量机模型并进行训练；
[0016]根据分类正确性生成分类精度评价混淆矩阵表；所述分类精度评价项目包括：总体分类精度、kappa系数、错分误差、漏分误差、制图精度和用户精度；
[0017]根据所述分类精度，判断所述支持向量机模型是否完成训练。
[0018]在一些较优的实施例中，步骤S3还包括：
[0019]将同一时空同一地块的影像划分为若干小网格，计算各网格中的个体鼠洞密度，计算所有网格中的总体平均鼠洞密度；
[0020]将所述个体鼠洞密度高于所述总体平均鼠洞密度的小网格标记为高风险区域，反之则标记为低风险区域；
[0021]绘制该时空条件下的从高风险区域指向低风险区域的鼠害发展趋势图；
[0022]对不同时空同一地块的影像重复上述步骤，绘制该地块的鼠害发展趋势图；
[0023]对不同地块的影像重复上述步骤，获得整个待监测区域的鼠害发展趋势图。
[0024]在一些较优的实施例中，所述鼠害发展趋势图包括：鼠害发展方向趋势图和鼠害发展程度趋势图。
[0025]在一些较优的实施例中，所述草原鼠害发展趋势动态监测方法还包括：
[0026]步骤S4.确定适用于待监测区域鼠害的防治方法及其人力成本，结合所述鼠害发展趋势图，绘制鼠害防治规划图。
[0027]有益效果：
[0028]1、本专利技术通过精度评价混淆矩阵表来评判解译影像的分类精度，客观便捷，在具有较高的分类精度的基础上，简化了整个流程，并为后续的步骤提供了合适大小的结果集；
[0029]2、通过对比不同时空同一地块的影像，按时间流标记目标对象的变化区域，使待监测区域中的目标对象在时空上具有良好的延续性和可预测性；
[0030]3、通过待监测区域的鼠害发展趋势图，结合适宜于不同危害程度的鼠害防治方法，并参考当地的地形、坡位、机械化水平，制定具体的鼠害防治规划图，为鼠害科学防治工作提供数据支持。
附图说明
[0031]图1为本专利技术中一种较优实施例的基于无人机航拍影像的草原鼠害动态监测方法流程图；
[0032]图2为本专利技术中另一种较优实施例的图像解译结果示意图；
[0033]图3为本专利技术中另一种较优实施例的基于无人机航拍影像的草原鼠害动态监测方法流程图。
具体实施方式
[0034]为了使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本专利技术作进一步阐述。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。
[0035]如图1所示，本专利技术提供了一种基于无人机航拍影像的草原鼠害动态监测方法，包括步骤：
[0036]步骤S1.使用无人机获取待监测草原区域不同时空的航拍影像。
[0037]应当理解的是，本专利技术无意限定无人机的具体品牌和型号，对其飞行参数也无要求，本领域技术人员只需保证上述参数能实现对待监测草原区域影像的清晰拍摄即可。应当注意的是，由于本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机航拍影像的草原鼠害动态监测方法，其特征在于，包括步骤：步骤S1.使用无人机获取待监测草原区域不同时空的航拍影像；步骤S2.对采集到的影像进行预处理，然后进行解译获得解译影像；所述解译包括对目标对象进行分类，得到结果集；步骤S3.对比所述结果集中不同时空的影像，按时间流标记目标对象的变化区域，绘制鼠害发展趋势图。2.如权利要求1所述的草原鼠害发展趋势动态监测方法，其特征在于，所述步骤S2还包括：根据目标对象的分类精度，对无人机的飞行参数进行调整。3.如权利要求1所述的草原鼠害发展趋势动态监测方法，其特征在于，步骤S2所述预处理包括：依次进行的筛选、密集点云生成、输出数字地表模型、投影转换与几何校正、裁剪。4.如权利要求1所述的草原鼠害发展趋势动态监测方法，其特征在于，所述目标对象包括：草地、裸地及鼠洞。5.如权利要求1所述的草原鼠害发展趋势动态监测方法，其特征在于，所述步骤S2还包括，所述对目标对象进行分类的方法包括：构建支持向量机模型并进行训练；根据分类正确性生成分类精度评价混淆矩阵表；所述分类精度评价项目包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙飞达，张蔡斌，陈文业，陈德炜，刘琳，周冀琼，刘伟，周俗，高娟婷，
申请(专利权)人：四川农业大学，
类型：发明
国别省市：