[发明专利]一种基于无人机的山地植被垂直带调查监测方法

说明书

本发明提供了一种基于无人机的山地植被垂直带调查监测方法，包括步骤S1：确定调查时间、调查方式和调查精度；S2：若调查方式为程控作业方式，则规划航线并按预定航线自动监测，获得监测数据；若调查方式为无线电遥控作业方式，则手动遥控飞行器进行影像拍摄，获得监测数据；S3：对监测数据中的每副图像进行空间校正处理，实现图像的空间拼接；并利用不同植被带在遥感影像上的光谱、纹理结构差异进行目视解译或计算机自动分类，识别植被垂直带界线；通过地理信息系统完成植被垂直带结构的统计量测分析和结果输出。本发明省时省力，无需调查监测人员在山地中上下攀爬采样定位；调查结果采用图像分析技术处理，垂直植被带识别精度高，定位更为准确。

技术领域

本发明属于山地植被类型结构监测领域，更具体地，涉及一种基于无人机的山地植被垂直带调查监测方法。

背景技术

山地植被垂直带是指山地植被类型随海拔增高而表现出一定顺序和排列结构的垂直分异现象。山地植被垂直带既是山地环境结构的基本特征，也是地学研究的经典范式之一，现今仍是山地环境监测及科学研究的重要内容。

目前，山地植被垂直带信息获取主要有人工实地调查、卫星遥感监测两种方式。其中传统山地植被垂直带信息获取方法主要为沿山体垂向布设线路进行人工实地调查，识别统计植被类型，测量不同植被带上下限的海拔高度。由于山地地形地貌复杂、地表覆被类型多样，往往可达性较差，人工调查工作量大、调查范围小、调查线路常受到限制，调查结果往往代表性不足，并且工作中容易发生人身危险。

山地植被垂直带卫星遥感方法主要通过遥感影像识别植被水平分布信息，进而叠加高程数据获取植被垂直带的垂向信息。而山区往往地形起伏大，植被类型复杂多样且垂向异质性明显，较小的水平距离常对应较大的垂直高差和多个植被垂直带。因此，山地垂直植被带卫星遥感存在混合像元现象突出、植被带识别难度大、植被带界线高程定位精度低等问题。

无人机作为一种小型的飞行器，其飞行线路灵活，部署方便，可搭载多种传感器，已在生态环境监测领域得到较多应用。然而，目前无人机系统多侧重俯视垂向拍照或摄像，获取数据多为地表水平向延展图像，缺乏专门针对山地垂向信息的探测系统，现尚无基于无人机的山地植被垂直带监测系统及方法。

发明内容

针对现有技术的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于无人机的山地植被垂直带调查监测方法，旨在解决现有技术中山地垂直植被带卫星遥感存在混合像元现象突出、植被带识别难度大和植被带界线高程定位精度低的问题。

本发明提供了一种基于无人机的山地植被垂直带调查监测方法，包括下述步骤：

S1：确定调查时间、调查方式和调查精度；

根据不同季节植被物候特征确定调查时间，选择不同植被带的色调和纹理在遥感影像上易区分的时节开展调查；所述调查方式包括程控作业方式和无线电遥控作业方式；所述调查精度根据具体调查任务要求而定；

S2：若调查方式为程控作业方式，则规划航线并按预定航线自动监测，获得监测数据；若调查方式为无线电遥控作业方式，则手动遥控飞行器进行影像拍摄，获得监测数据；

所述航线包括：保持飞行器-山体坡面水平固定距离顺坡延伸和保持飞行器-山体坡面水平固定距离水平向延伸；

S3：对监测数据中的每副图像进行空间校正处理，实现图像的空间拼接；并利用不同植被带在遥感影像上的光谱、纹理结构差异进行目视解译或计算机自动分类，识别植被垂直带界线；通过地理信息系统完成植被垂直带结构的统计量测分析和结果输出。

更进一步地，步骤S2中，当调查方式为程控作业方式时，飞行器根据规划的调查航线自动飞行，飞行器搭载的多光谱成像仪在飞行器飞行过程中，自动连续拍摄影像。

更进一步地，多光谱成像仪保持水平姿态拍摄影像，拍摄方位角为垂直山体走向。