贵州余庆县林业资源丰富,全县森林覆盖率超过60%,加强林业资源的保护和管理对于余庆县的未来发展具有重要意义。易科泰无人机遥感技术的综合应用,不仅可以获取大范围的高分辨率林区光谱遥感数据,实现森林植被健康情况、植被覆盖度等指标的监测;也能够结合林区多样化的植被光谱特征进行分类,实现树种面积的分类统计,为森林资源管理部门提供重要的数据支持。
近日,北京易科泰公司的Ecodrone® UAS-4轻便型多光谱无人机遥感系统在贵州某林业局顺利交付,用于林业资源调查研究。易科泰工程师详细介绍了无人机遥感系统的特点及使用流程,并在林业局调查区进行无人机飞行演示,并对用户进行内业数据分析培训,数据结果清晰准确。
无人机多光谱数据分析结果
(1)多光谱数据分析结果
基于Ecodrone® UAS-4多光谱无人机遥感系统采集的数据,进行RGB三波段合成,100m飞行高度下,数据精度可达到6cm,清晰度非常高。我们选取研究区中的不同地物,其光谱反射率数据如下:
左图:多光谱RGB合成图;右图:多光谱反射率曲线图
根据光谱数据与实地观察发现,玉米地3相对于其他玉米地更加茂密,因此植被蓝绿波段吸收率高,光合作用强。林地2树木种类与林地1不同,因此光谱也有明显差异。基于光谱数据可以有效区分植被种类,判断植被覆盖情况。
(2)植被指数分析结果
基于多光谱数据的五个波段(Blue、Green、Red、RedEdge、NIR),我们计算了几组植被指数:NDVI、TGI、ARI和NDRE,结果如下:
图4 多光谱植被指数图
表1 不同植被光谱指数值
植被类型 |
NDVI |
TGI |
ARI |
NDRE |
林地1 |
0.766 |
4.270 |
2.494 |
0.240 |
林地2 |
0.847 |
11.746 |
2.784 |
0.258 |
菜地 |
0.812 |
22.550 |
2.518 |
0.160 |
玉米地1 |
0.632 |
-6.065 |
1.996 |
0.269 |
玉米地2 |
0.770 |
2.684 |
2.280 |
0.347 |
玉米地3 |
0.911 |
10.116 |
2.441 |
0.564 |
果树 |
0.828 |
13.755 |
2.775 |
0.215 |
裸地 |
0.0491 |
-87.180 |
1.617 |
-0.016 |
NDVI植被指数和NDRE归一化红边指数,均可以反映植物光合效率;ARI是利用红边波段和绿色波段计算的花青素参数,值越大表明花青素含量越高。TGI是用于衡量绿地建设质量(植被覆盖度、绿地可达性等)的指标。
观察上述图像我们发现,图像分辨率很高,非常清晰,根据植被指数可以有效区分植被覆盖地区和其他地物,根据植被指数我们发现玉米地3的NDVI值最高,其次是林地2,说明光合作用强,这与光谱数据的结果吻合;菜地的TGI绿度值最高,其次是果树和林地2,玉米地1最低,这主要与植被覆盖度有关,裸地的TGI为-87,因此区域植被覆盖度越高,TGI越高。另外,树木的花青素明显高于玉米及裸地,根据花青素的高值区可准确提取林木覆盖度。
北京易科泰生态技术公司光谱成像与无人机遥感技术研究中心(西安)长期致力于光谱成像特别是高光谱成像创新应用研发集成、近地遥感与无人机遥感技术研发集成等,在光谱成像技术、作物生理生态与表型分析技术、碳源碳汇监测技术等领域,提供全面解决方案。
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