基于无人机影像VDVI指数的不同草地类型地上生物量估算

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作者 花蕊 董瑞 +7 位作者 包达尔罕 蔡新成 甘瑞勋 蔡斌 余涛 楚彬 唐庄生 花立民 《草原与草坪》 CAS CSCD 2024年第5期124-131,共8页

【目的】对天然草地地上生物量进行快速、高效及无损伤估算。【方法】本研究利用无人机对青藏高原高寒草原及高寒草甸2种不同类型的天然草地进行航拍调查,通过构建无人机可见光波段差异性植被指数(VDVI,Visible Band Difference Vegetat... 【目的】对天然草地地上生物量进行快速、高效及无损伤估算。【方法】本研究利用无人机对青藏高原高寒草原及高寒草甸2种不同类型的天然草地进行航拍调查,通过构建无人机可见光波段差异性植被指数(VDVI,Visible Band Difference Vegetation Index),分析VDVI与不同草地类型地上生物量之间的关系并对研究区地上生物量进行无人机遥感估算。【结果】VDVI指数与两种草地类型地上生物量均具有较高的相关性,高寒草原地上生物量估算精度达到70.68%,最优估产模型为y=-17070x2+2120.4x+4.9506;高寒草甸地上生物量估算精度达到80.76%,最优估产模型为y=332.15x2+39.712x+14.638。【结论】小型可见光无人机结合VDVI指数被证明可用于高寒草原和高寒草甸生物量快速无损估算,可为高寒草地高效估产提供实用帮助。 展开更多

关键词 无人机 地上生物量 vdvi 高寒草甸 高寒草原

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基于VDVI和NGBDI植被指数的河岸带植被覆盖度计算

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作者 朱袭 刘韦辰 秦成雷 《内蒙古科技与经济》 2024年第13期89-93,共5页

河岸带植被覆盖度是河道生态健康评价研究中的一个重要指标。传统的实地量测法耗时耗力,且受现场地形地貌、实验条件等制约,精度无法保证,而利用无人机遥感测量植被覆盖度,可减少工作量、提高测量精度,已成为区域生态和环境监测的重要... 河岸带植被覆盖度是河道生态健康评价研究中的一个重要指标。传统的实地量测法耗时耗力,且受现场地形地貌、实验条件等制约,精度无法保证,而利用无人机遥感测量植被覆盖度,可减少工作量、提高测量精度,已成为区域生态和环境监测的重要手段。文章通过计算通州区运盐河—余西中心路至海门区边界段河段河岸带的VDVI(可见光波段差值植被指数)与NGBDI(绿蓝差异指数)两种植被指数,对研究区域植被信息进行识别,采用数理统计方法得到河段河岸带区域的植被覆盖率。研究表明:(1)利用VDVI提取研究区植被信息,提取精度高达93%,植被覆盖率为46.11%,与实际情况最为接近;(2)在识别植物像元上,VDVI与NGBDI两者均有较好的精度,在非植被像元的识别时VDVI精度高于NGBDI,总体上在提取研究区植被覆盖度时VDVI更为可靠;(3)运盐河余西中心路至海门区边界段河段的植被覆盖情况表现为主要植被集中于公园绿地,耕地有少量植被,植被覆盖较为集中。研究结果可以为河流生态健康评价中的河岸植被覆盖度获取提供参考。 展开更多

关键词 植被覆盖率 无人机 vdvi NGBDI 河流生态健康评价

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VDVI与AKAZE结合的无人机森林影像匹配方法 被引量：5

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作者 曹明兰 李亚东 +1 位作者 李长青 赵小平 《中南林业科技大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第8期1-8,共8页

【目的】无人机森林航摄影像的主体内容为颜色较单一的林冠,其纹理重复率高,而且存在非刚体性变换等导致影像的匹配难度高于普通测绘无人机航摄影像。如果直接采用普通特征算法进行影像匹配时,经常出现提取的特征点数量少、误匹配率高... 【目的】无人机森林航摄影像的主体内容为颜色较单一的林冠,其纹理重复率高,而且存在非刚体性变换等导致影像的匹配难度高于普通测绘无人机航摄影像。如果直接采用普通特征算法进行影像匹配时,经常出现提取的特征点数量少、误匹配率高、特征点分布不均匀等问题。本研究探索了一种可见光植被指数(VDVI)与AKAZE结合的无人机森林影像匹配方法,以提高森林影像匹配的准确率。【方法】在森林航摄影像特征提取方面表现较优的AKAZE基础上,借助可见光植被指数(VDVI),在特征检测时选择了能够有效平滑区域内部同时保留边界信息的g3函数。特征检测时利用VDVI值进行检测,特征描述时采用原始影像信息与VDVI值相互校正的方法进行描述。【结果】在同一台I7-6700HQ处理器、8G内存的ALIENWARE工作站,建立Python 3.7和OpenCV 3.4环境,对内蒙古大兴安岭伊尔施林场的白桦和兴安落叶松林地无人机森林航摄影像进行了SIFT、SURF、普通AKAZE、颜色不变量AKAZE、可见光植被指数(VDVI)AKAZE等5种方法的对比分析。结果表明,VDVI与AKAZE结合的无人机森林影像匹配方法在无人机森林航摄影像上的平均匹配准确率为74.59%,比普通AKAZE高出了9.48个百分点;比颜色不变量AKAZE高出了5.26个百分点;其匹配速度在普通AKAZE和颜色不变量AKAZE之间。【结论】森林航摄影像主体内容的独特性,决定了采用普通测绘摄影测量和计算机视觉的特征算子进行影像匹配的效果不好。在AKAZE特征各向异性的非线性滤波的基础上选择合理的传导函数,配合可见光植被指数可有效降低阴影、反光、非林冠地物等的影响,进而改善了森林影像匹配的准确率,对研究和学习森林航摄影像处理具有重要意义。 展开更多

关键词 无人机 森林影像 AKAZE特征 可见光植被指数 影像匹配

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基于可见光波段无人机遥感的植被信息提取 被引量：335

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作者 汪小钦 王苗苗 +1 位作者 王绍强 吴云东 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期152-159,159+158,共8页

无人机遥感具有使用成本低、操作简单、获取影像速度快、地面分辨率高等传统遥感无法比拟的优势。该文通过分析仅含红光、绿光和蓝光3个可见光波段的无人机影像中植被与非植被的光谱特性,同时结合健康绿色植被的光谱特征,借鉴归一化植... 无人机遥感具有使用成本低、操作简单、获取影像速度快、地面分辨率高等传统遥感无法比拟的优势。该文通过分析仅含红光、绿光和蓝光3个可见光波段的无人机影像中植被与非植被的光谱特性,同时结合健康绿色植被的光谱特征,借鉴归一化植被指数NDVI的构造原理及形式,提出了一种综合利用红、绿、蓝3个可见光波段的归一化植被指数——可见光波段差异植被指数VDVI(visible-band difference vegetation index)。与其他基于可见光波段的植被指数,如过绿指数EXG(excess green)、归一化绿红差值指数NGRDI(normalized green-red difference index)、归一化绿蓝差值指数NGBDI(normalized green-blue difference index)和红绿比值指数RGRI(red-green ratio index)以及仅用绿光波段的提取结果进行对比分析,结果表明:VDVI植被提取精度高于其他可见光波段植被指数,且阈值在0附近,较易确定。为了验证VDVI的适用性与可靠性,选取与试验影像同一时期拍摄但不同区域的另一影像使用同样的方法提取植被信息。结果表明:VDVI对于仅含可见光波段无人机遥感影像的健康绿色植被信息具有较好的提取效果,提取精度可达90%以上,适用于仅含可见光波段无人机遥感影像的健康绿色植被信息提取。 展开更多

关键词 无人机 植被 提取 可见光波段 可见光波段差异植被指数vdvi

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步进式区域生长的城区摄影测量点云分类 被引量：9

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作者 李枭 王双亭 +2 位作者 都伟冰 王春阳 孙蒙蒙 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2020年第1期123-130,137,共9页

针对面向对象点云分类中单一分割算法无法满足复杂场景分割需求的问题,该文提出了一种步进式区域生长的倾斜摄影测量点云分割算法。该算法首先进行粗分割,获取光滑分割面片,然后将点云丰富的纹理信息引入精细分割过程,最后,利用可见光... 针对面向对象点云分类中单一分割算法无法满足复杂场景分割需求的问题,该文提出了一种步进式区域生长的倾斜摄影测量点云分割算法。该算法首先进行粗分割,获取光滑分割面片,然后将点云丰富的纹理信息引入精细分割过程,最后,利用可见光波段差异植被指数(VDVI)约束下的连通成分分析合并分割面片,得到最终的分割结果,并在两景具有较强代表性的城区场景下完成了倾斜摄影测量点云的分割分类实验。实验结果表明,该文算法分割的面片形态规则、数量较少,且分类精度高达96.45%、94.44%,相比于单点和传统单一分割算法的分类结果更优,研究结果适用于复杂场景下倾斜摄影测量点云的分类。 展开更多

关键词 步进式区域生长算法 连通成分分析 vdvi 随机森林 精度评价

原文传递

无人机RGB影像中人工林单木位置的提取 被引量：5

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作者 李晨 李佳 +2 位作者 王明果 段平 王云川 《林业工程学报》 CSCD 北大核心 2021年第2期141-147,共7页

从无人机RGB影像中提取单木位置时,由于树冠与非树冠植被的颜色相似,以及树冠之间存在粘连的问题,导致单木位置提取精度不高。针对这些问题,提出一种结合冠层高度模型(CHM)和形态学细化算法的人工林单木位置提取方法。首先根据无人机RG... 从无人机RGB影像中提取单木位置时,由于树冠与非树冠植被的颜色相似,以及树冠之间存在粘连的问题,导致单木位置提取精度不高。针对这些问题,提出一种结合冠层高度模型(CHM)和形态学细化算法的人工林单木位置提取方法。首先根据无人机RGB影像生成数字正射影像(DOM)、数字高程模型(DEM)、数字表面模型(DSM),利用可见光波段差异植被指数(VDVI)对DOM进行植被与非植被的分离;其次利用DSM和DEM构建人工林区的CHM,从高程差异上将树冠与非树冠植被进行分离;最后,为提高单木位置提取精度,利用形态学图像细化算法去除树冠之间的粘连,提取单木位置并进行精度验证。以昆明理工大学呈贡校区内的一片人工林为试验区域,分别采用本研究方法和直接基于VDVI的方法对人工林区单木位置进行提取。本研究方法提取的单木位置准确率为91.67%,漏提率为8.33%,错提率为0.24%;而直接基于VDVI提取的单木位置准确率为88.05%,漏提率为11.95%,错提率为21.58%。试验结果表明,本研究方法提取的人工林单木位置精度更高。 展开更多

关键词 无人机 RGB影像 人工林 单木位置 vdvi

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基于数学形态学改进的无人机影像配准算法 被引量：11

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作者 陆可 郑伯桢 +1 位作者 卢春盛 王中元 《合肥工业大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2021年第10期1406-1412,1419,共8页

在无人机影像配准过程中,特征点对提取数量较为庞大,配准效率较低;当特征点位于树冠区域内时,受地形、视角、光照等因素的影响,非常容易产生大量点对的错误匹配。为解决上述问题,文章提出一种基于数学形态学改进的无人机影像配准算法。... 在无人机影像配准过程中,特征点对提取数量较为庞大,配准效率较低;当特征点位于树冠区域内时,受地形、视角、光照等因素的影响,非常容易产生大量点对的错误匹配。为解决上述问题,文章提出一种基于数学形态学改进的无人机影像配准算法。首先,根据可见光波段差异植被指数(visible-band difference vegetation index,VDVI)与数学形态学原理,对树冠区域内的特征点进行剔除;然后将双向匹配算法与最近邻(k-nearest neighbors,KNN)算法相结合,对特征点进行粗匹配;最后利用渐进一致采样(progressive sample consensus,PROSAC)算法进行精匹配,进一步提高配准精度。实验结果表明,在对有树冠区域覆盖的无人机影像进行配准时,该文提出的算法能有效提高匹配率与配准精度。 展开更多

关键词 无人机影像 影像配准 特征点 树冠区域 可见光波段差异植被指数(vdvi) 数学形态学

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基于无人机影像的农作物净初级生产力估算 被引量：3

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作者 谢忠元 刘刚 +1 位作者 何敬 王莹 《测绘与空间地理信息》 2021年第9期36-41,共6页

基于无人机影像对不同农作物植被在不同生长期的净初级生产力进行估算。本文对试验田区域的可见光植被指数(GRRI、GBRI、NGRDI、NGBDI、VDVI及RGBVI)与NDVI指数进行相关性分析,发现可见光波段差异指数(VDVI)与NDVI指数呈显著相关性。在... 基于无人机影像对不同农作物植被在不同生长期的净初级生产力进行估算。本文对试验田区域的可见光植被指数(GRRI、GBRI、NGRDI、NGBDI、VDVI及RGBVI)与NDVI指数进行相关性分析,发现可见光波段差异指数(VDVI)与NDVI指数呈显著相关性。在此基础上,将无人机影像的VDVI指数代入CASA模型,对试验田的农作物的月净初级生产力进行估算。结果表明:1)VDVI指数可以很好地区分水稻、玉米和黄豆等作物。2)碳密度月均值的大小与作物的生长时期有直接关系。处于枯萎期的玉米的碳密度均值小于实验田的碳密度月均值,处于生长期的水稻、黄豆和芋头等作物植被的碳密度值大于实验田的碳密度月均值。3)作物混种的碳密度均值大于单一作物的碳密度均值。 展开更多

关键词 农作物植被净初级生产力 可见光波段差异植被指数(vdvi) CASA模型 相关性分析

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基于无人机低空遥感和现场调查的潮滩地形反演研究 被引量：9

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作者 李阳 袁琳 +3 位作者 赵志远 张晋磊 王宪业 张利权 《自然资源遥感》 CSCD 北大核心 2021年第3期80-88,共9页

潮滩地形与滩涂湿地生态系统的结构和功能密切相关,准确获取高精度的地形数据,对于分析潮滩的冲淤动态和盐沼植被扩散过程具有十分重要的意义。受自然潮滩观测时间有限、观测条件恶劣及植被覆盖等因素影响,传统的潮滩地形监测方法往往... 潮滩地形与滩涂湿地生态系统的结构和功能密切相关,准确获取高精度的地形数据,对于分析潮滩的冲淤动态和盐沼植被扩散过程具有十分重要的意义。受自然潮滩观测时间有限、观测条件恶劣及植被覆盖等因素影响,传统的潮滩地形监测方法往往存在操作困难、效率较低、成本过高及覆盖范围有限等不足。文章通过无人机低空遥感方法获取航拍影像与其波段信息,基于运动结构技术提取影像三维坐标信息,构建研究区高精度数字表面模型(digital surface model,DSM),利用DSM模型直接获得无植被覆盖的光滩数字高程模型(digital elevation model,DEM);对于有盐沼植被覆盖的区域,利用红、绿、蓝3个可见光波段信息计算可见光差异植被指数(visible-band difference vegetation index,VDVI),同时结合野外现场调查,获取潮滩盐沼植物株高与VDVI指数的定量关系,建立株高反演模型;并利用株高反演模型从DSM中滤除植被,准确反演出潮滩植被区的DEM,从而整体获得潮滩地形的反演结果。结果表明,结合无人机低空遥感和现场调查的方法可以较好地实现对潮滩地形的精确反演:光滩区地形均方根误差为0.07 m,其精度与高精度三维激光扫描仪测量结果接近;经过植被滤除后,潮滩植被区地形均方根误差下降到0.14 m,数据精度可提升60%,优于传统的点云过滤方法。文章提供了一种基于无人机和现场调查的潮滩地形反演方法,实现了潮滩地形高效、大范围的监测,研究方法可应用到其他类似的潮滩或海岸区域,为海岸带滩涂湿地保护和管理提供重要的技术支撑。 展开更多

关键词 潮滩 地形 无人机 滤除植被 可见光植被指数

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园林绿化现状调查技术研究

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作者 狄群 赵小祥 黄亮 《现代测绘》 2019年第2期54-56,共3页

园林绿化是城市生态的主要组成部分,可以改善人居环境,并保持城市经济的可持续发展。目前我国正处于城镇化的高速发展时期,园林绿化覆盖状况在动态变化中,快速有效的调查手段对于城市规划决策具有重要意义。针对园林绿化的特点,利用已... 园林绿化是城市生态的主要组成部分,可以改善人居环境,并保持城市经济的可持续发展。目前我国正处于城镇化的高速发展时期,园林绿化覆盖状况在动态变化中,快速有效的调查手段对于城市规划决策具有重要意义。针对园林绿化的特点,利用已有的遥感影像与矢量地形图,设计了半自动的现状调查技术方案。首先基于可见光波段差异植被指数在遥感影像上提取植被候选区域;接着,在矢量地形图剔除部分误检的基础上,采用交互方式确定最终的绿化区域;最后,使用自主开发的软件统计数据并计算各项指标。实验结果表明,该技术方案具有生产成本低、更新速度快、成果质量可靠等优势,适合大范围的园林绿化现状调查。 展开更多

关键词 园林绿化 遥感影像 矢量地形 可见光波段差异植被指数

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注意力机制优化的倾斜影像局部特征匹配方法 被引量：1

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作者 余美 叶子君 +2 位作者 李大军 刘波 刘华 《测绘科学》 CSCD 北大核心 2023年第3期162-170,共9页

针对倾斜影像匹配正确率低、匹配时间较长等问题,该文提出一种注意力机制优化的倾斜影像局部特征匹配算法。该算法以尺度不变特征变换(SIFT)特征为基础,通过特征点优选及深度学习匹配策略提高匹配正确率及效率。构建尺度空间进行SIFT特... 针对倾斜影像匹配正确率低、匹配时间较长等问题,该文提出一种注意力机制优化的倾斜影像局部特征匹配算法。该算法以尺度不变特征变换(SIFT)特征为基础,通过特征点优选及深度学习匹配策略提高匹配正确率及效率。构建尺度空间进行SIFT特征点检测并确定主方向;根据地物反射光谱特性构建可见光植被指数,引入语义信息约束剔除不稳定特征点,并基于特征点邻域梯度统计值计算特征点描述向量;采用基于深度学习的注意力机制图匹配算法进行特征匹配,通过注意力机制图神经网络聚合特征点空间及上下文信息,再求解聚合后特征向量的最优部分分配矩阵,并基于阈值确定匹配点。利用不同类型无人机航空倾斜影像进行实验对比,结果表明,该文算法比现有算法匹配正确率有较大提升,匹配耗时明显降低。 展开更多

关键词 倾斜影像匹配 SIFT 可见光植被指数 注意力机制 深度学习

原文传递

利用无人机技术进行社区植被覆盖率调查 被引量：15

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作者 郭震冬 顾正东 +1 位作者 许盛 刘宝武 《北京测绘》 2017年第5期88-91,共4页

无人机遥感与传统遥感方法相比具有成本低、周期短、分辨率高等优势,适合小区域内地理信息的快速获取与更新。本文提出一种基于无人机的社区植被覆盖率调查方案,使用无人机获取社区范围内的航拍影像生成正射影像图,再基于可见光波段差... 无人机遥感与传统遥感方法相比具有成本低、周期短、分辨率高等优势,适合小区域内地理信息的快速获取与更新。本文提出一种基于无人机的社区植被覆盖率调查方案,使用无人机获取社区范围内的航拍影像生成正射影像图,再基于可见光波段差异植被指数VDVI提取植被像素。为了解决拼接影像的VDVI直方图缺少双峰特征而导致的阈值选择困难,引入OTSU(大律法)来确定植被与非植被的分割阈值。为了解决偏绿建筑导致的伪植被现象,提出一种使用蓝红波段阈值来剔除偏绿建筑的方法。通过江阴市江锋社区的航飞数据进行实验证明,本文所提出的社区植被覆盖率调查方案具有生产周期短且准确率高的优点。 展开更多

关键词 无人机 植被覆盖率 可见光波段差异植被指数 大律法 红蓝波段阈值

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北部湾龟仙岛红树林生态系统NPP数据集(2018) 被引量：2

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作者 陶进 田义超 +3 位作者 张强 周国清 韩鑫 张亚丽 《全球变化数据学报（中英文）》 CSCD 2020年第4期370-379,370-379,共20页

以北部湾龟仙岛及其邻近区域为研究区,运用2018年无人机季节性航拍采集的影像数据,以及附近气象站点的降水、气温和太阳辐射等数据,引入了替代的可见光波段差异性植被指数VDVI,采用CASA模型估算植被净初级生产力,得到北部湾龟仙岛红树... 以北部湾龟仙岛及其邻近区域为研究区,运用2018年无人机季节性航拍采集的影像数据,以及附近气象站点的降水、气温和太阳辐射等数据,引入了替代的可见光波段差异性植被指数VDVI,采用CASA模型估算植被净初级生产力,得到北部湾龟仙岛红树林生态系统NPP数据集(2018)。数据分析结果表明,不同季节植被NPP的空间差异明显,春-夏、夏-秋、秋-冬3个阶段NPP季节性增量百分比分别为203.67%、-39.06%和-75.16%,在龟仙岛红树林生态系统NPP的变化中,气温对NPP的影响比降水因素更加强烈。该数据集内容包括:(1)2018年北部湾龟仙岛红树林生态系统研究区景观图(.jpg);(2)2018年北部湾龟仙岛红树林生态系统研究区植被景观类型、VDVI植被指数、季节尺度和全年植被净初级生产力点数据(.shp)。该数据集存储为.jpg和.shp格式,共由9个数据文件组成,数据量为15.5 MB(压缩为1个文件,3.11 MB)。 展开更多

关键词 无人机 红树林生态系统 NPP vdvi CASA 龟仙岛 北部湾

原文传递

小时级的牧场尺度无人机草地关键参量快速生成

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作者 王东亮 《全球变化数据学报（中英文）》 CSCD 2023年第4期399-405,V0399-V0405,共14页

实时的牧草分布数据对指导牧民放牧有重要意义。以呼伦贝尔优然牧业有限责任公司第一牧场为研究区,构建了一套基于无人机的草地关键参量快速生产流程方法,耗时5小时22分钟完成牧场牧草分布数据获取。该方法利用固定翼无人机对牧场快速航... 实时的牧草分布数据对指导牧民放牧有重要意义。以呼伦贝尔优然牧业有限责任公司第一牧场为研究区,构建了一套基于无人机的草地关键参量快速生产流程方法,耗时5小时22分钟完成牧场牧草分布数据获取。该方法利用固定翼无人机对牧场快速航拍,基于ODM开源库对影像进行快速拼接,基于可见光植被指数(VDVI)计算植被覆盖度,基于历史数据构建的生物量反演模型开展生物量反演。尽管精度有待验证,研究对指导天然草原临场放牧有一定现实意义。呼伦贝尔优然牧业有限责任公司第一牧场无人机数据集包括:(1)拼接后的正射影像1张,影像尺寸为94,103×56,859;(2)VDVI图1张,影像尺寸为21,754×13,188;(3)植被覆盖度(FVC)图1张,影像尺寸为21,754×13,188;(4)生物量(AGB)图1张,影像尺寸为21,754×13,188。该数据集以.shp格式存储,有16个数据文件组成,数据量为1.23 MB(压缩为1个文件,237 KB)。 展开更多

关键词 无人机影像 可见光植被指数 覆盖度 生物量

原文传递