一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法技术

本发明专利技术公开一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法，所述公路建设天空地一体化环保管控设备包括无人机、遥感卫星、便携式光谱仪、计算机，具体管控方法为；S1；基础资料的准备，利用天基调查技术进行区域宏观调查，并确定重点调查区域；S2；通过天基调查技术采集重点调查采集区域的数据，同时通过人工现场调查获取特定信息；S3；根据步骤S1和S2的到的数据进行建模分析，得出结论。本发明专利技术有效的提高了路域植被遥感反演精度，并且提高了采集效率，且利用实地监测与多源遥感相结合，反演施工期施工区域附近水体的水质，TN、TP、SS及CODMn模型，精度大大提高。精度大大提高。精度大大提高。

【技术实现步骤摘要】
一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法


[0001]本专利技术涉及公路建设环保管控
，尤其涉及一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法。

技术介绍

[0002]随着人们对生态文明重视程度的不断提高，环境监管越来越受到重视。“空天一体化”监管是以高分遥感技术特别是国产高分辨率卫星影像、无人机遥感数据以及地面传感器等空天地数据为基础，对生产建设项目进行监管，已在不同的区域开展示范和实践。
[0003]目前天地一体化多用于水土保持监测、水土保持工作情况，技术体系的出现，提高了监管效率和精度。但是“空天一体化”在公路建设项目环境监管应用很少。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法，以解决上述技术问题。
[0005]本专利技术为解决上述技术问题，采用以下技术方案来实现：
[0006]一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法，所述公路建设天空地一体化环保管控设备包括无人机、遥感卫星、便携式光谱仪、计算机，具体管控方法为；
[0007]S1；基础资料的准备，利用天基调查技术进行区域宏观调查，并确定重点调查区域；
[0008]S2；通过天基调查技术采集重点调查采集区域的数据，同时通过人工现场调查获取特定信息；
[0009]S3；根据步骤S1和S2的到的数据进行建模分析，得出结论。
[0010]进一步的：步骤S1具体为；采集卫星遥感数据，选取重点调查区域的卫星遥感数据。
[0011]进一步的：步骤S2具体为；通过无人机航拍采集调查区域的图片，同时人工通过便携式光谱仪，采集重点调查区域植被和水质的光谱，以及进行人工植被调查，包括重点调查区域的郁闭度以及样地内的单木株数、冠幅、树高、胸径等森林参数的测量。
[0012]进一步的：步骤S3；具体为数据建模分析，包括利用植被光谱曲线对植被特征分析，水质光谱曲线分析水质信息、同时依据卫星遥感数据和无人机航拍数据以及人工取样调查数据，进行植被指数解译、水质解译模型、植被生物量解译、水质解译以及水土保持监测。
[0013]进一步的：植被指数解译具体为运用Python编程语言根据可见光植被指数的公式分别计算卫星遥感和无人机航拍的数据源影像各可见光植被指数，获得植被指数灰度直方图。
[0014]进一步的：植被生物量解译，通过实测树高与实测胸径构建出树高
‑
胸径模型，并对各个样地的胸径实测数据与反演数据进行精度分析。利用已有胸径
‑
生物量模型，两者结
合可得树高
‑
生物量模型，最终通过树高反演生物量数据，并对研究区进行生物量统计分析。
[0015]进一步的：水质解译具体为，利用实测反射率模拟Landsat 8的波段设置，将绿光
‑
近红外波段的四个中心波长分别记为B1、B2、B3、B4，对应的反射率值记为R1、R2、R3、R4。对4个波段进行单波段、两波段比值、两波段平均、四波段平均、一阶微分单波段共计21种组合，并将其与TN、TP、CODMn进行相关分析。
[0016]进一步的：水土保持监测，具体为以高清影像为底图勾绘图斑，获取实际扰动、取土场、弃土场、水保措施的位置、范围、尺寸、面积等；从高清正射影像、三维实景模型目视观察得到渣场类型、水土流失情况、水保措施等信息；利用两期DSM执行挖填方分析可以得到体积指标，用以监测堆渣方量、表土剥离体积、潜在土壤流失量等。
[0017]本专利技术的有益效果是：
[0018]1、本专利技术利用无人机高分影像为数据源，结合DEM与典型样地外业数据得到各样地的CHM数据，通过局部最大值算法提取了样地单木参数，针对不同路域植被类型进行典型样地选取，通过对不同森林类型的典型样地建模，得到树高
‑
生物量模型，模型精度较高，有效的提高了路域植被遥感反演精度，并且提高了采集效率；
[0019]2、本专利技术利用实地监测与多源遥感相结合，反演施工期施工区域附近水体的水质，TN、TP、SS及CODMn模型，精度大大提高。
附图说明
[0020]图1：天空地一体化环保管控示意图。
具体实施方式
[0021]为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施例和附图，进一步阐述本专利技术，但下述实施例仅仅为本专利技术的优选实施例，并非全部。基于实施方式中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0022]下面结合附图描述本专利技术的具体实施例。
[0023]实施例
[0024]如图1所示，一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法，其特征在于：所述公路建设天空地一体化环保管控设备包括无人机、遥感卫星、便携式光谱仪、计算机，具体管控方法为；
[0025]S1；基础资料的准备，利用天基调查技术进行区域宏观调查，并确定重点调查区域；
[0026]S2；通过天基调查技术采集重点调查采集区域的数据，同时通过人工现场调查获取特定信息；
[0027]S3；根据步骤S1和S2的到的数据进行建模分析，得出结论。
[0028]步骤S1具体为；采集卫星遥感数据，选取重点调查区域的卫星遥感数据。
[0029]步骤S2具体为；通过无人机航拍采集调查区域的图片，同时人工通过便携式光谱仪，采集重点调查区域植被和水质的光谱，以及进行人工植被调查，包括重点调查区域的郁
闭度以及样地内的单木株数、冠幅、树高、胸径等森林参数的测量。
[0030]步骤S3；具体为数据建模分析，包括利用植被光谱曲线对植被特征分析，水质光谱曲线分析水质信息、同时依据卫星遥感数据和无人机航拍数据以及人工取样调查数据，进行植被指数解译、水质解译模型、植被生物量解译、水质解译以及水土保持监测；
[0031]植被指数解译具体为运用Python编程语言根据可见光植被指数的公式分别计算卫星遥感和无人机航拍的数据源影像各可见光植被指数，获得植被指数灰度直方图；
[0032]植被生物量解译，通过实测树高与实测胸径构建出树高
‑
胸径模型，并对各个样地的胸径实测数据与反演数据进行精度分析。利用已有胸径
‑
生物量模型，两者结合可得树高
‑
生物量模型，最终通过树高反演生物量数据，并对研究区进行生物量统计分析；
[0033]水质解译具体为，利用实测反射率模拟Landsat 8的波段设置，将绿光
‑
近红外波段的四个中心波长分别记为B1、B2、B3、B4，对应的反射率值记为R1、R2、R3、R4。对4个波段进行单波段、两波段比值、两波段平均、四波段平均、一阶微分单波段共计21种组合，并将其与TN、TP、CODMn进行相关分析；
[0034]水土保持监测，具体为以高清影像为底图勾绘图斑，获取实际扰动、取土场、弃土场、水保措施的位置、范围、尺寸本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法，其特征在于：所述公路建设天空地一体化环保管控设备包括无人机、遥感卫星、便携式光谱仪、计算机，具体管控方法为；S1；基础资料的准备，利用天基调查技术进行区域宏观调查，并确定重点调查区域；S2；通过天基调查技术采集重点调查采集区域的数据，同时通过人工现场调查获取特定信息；S3；根据步骤S1和S2的到的数据进行建模分析，得出结论。2.根据权利要求1所述的一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法，其特征在于：步骤S1具体为；采集卫星遥感数据，选取重点调查区域的卫星遥感数据。3.根据权利要求1所述的一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法，其特征在于：步骤S2具体为；通过无人机航拍采集调查区域的图片，同时人工通过便携式光谱仪，采集重点调查区域植被和水质的光谱，以及进行人工植被调查，包括重点调查区域的郁闭度以及样地内的单木株数、冠幅、树高、胸径等森林参数的测量。4.根据权利要求1所述的一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法，其特征在于：步骤S3；具体为数据建模分析，包括利用植被光谱曲线对植被特征分析，水质光谱曲线分析水质信息、同时依据卫星遥感数据和无人机航拍数据以及人工取样调查数据，进行植被指数解译、水质解译模型、植被生物量解译、水质解译以及水土保持监测。5.根据权利要求4所述的一种公路建设天空地一体化环保管控设备及方法，其特征在于：植被指数解译具体为运用Python编程语言根据可见光植被指数的公式...

【专利技术属性】
技术研发人员：王赵明，邵社刚，齐亚楠，张东，田雷，刘晓霏，马建荣，王健，
申请(专利权)人：交通运输部公路科学研究所，
类型：发明
国别省市：