基于无人机遥感技术的智慧苗圃数据采集研究
开篇：润墨网以专业的文秘视角，为您筛选了一篇基于无人机遥感技术的智慧苗圃数据采集研究范文，如需获取更多写作素材，在线客服老师一对一协助。欢迎您的阅读与分享！
摘要：苗木是园林绿化建设的核心物质基础，园林苗圃的建设管理水平直接影响着园林绿化的建设和发展。为探索园林苗圃监测和管理的新手段，提高园林苗圃的信息化管理水平，采用无人机载激光雷达遥感技术，对广东省四会市的南塘、南乡和下堀3个苗圃苗木进行低空遥感测量，提取各个苗圃的分布、范围以及每株树木的坐标、树高、冠幅等信息，结果表明无人机激光遥感的方式能更加直观清晰、高效率地完成每木调查数据采集，实现苗圃的信息化管理。
中图分类号：TU986
文献标志码：A
文章编号：1671-2641（2017）03-0078-04
收稿日期：2017-04-11
修回日期：2017-05-17
Abstract： Seedlings constitute the core material basis of landscaping.The construction level of garden nursery may directly affect the development and construction of landscaping. This study adopts a method of low altitude scanning by unmanned aerial vehicle with laser radar to manually measure single seedling. We take aerial photos of three nurseries （Nantang， Nanxiang and Xiaku in Sihui City） and extract information including distribution， scope and coordinates， height and crown size of earch tree. The results show that the aerial photos taken from unmanned aerial vehicle would be more intuitive and efficient to complete survey data collection and realize nursery information management.
Key words： Unmanned aerial vehicle （UAV） remote sensing； Wisdom nursery； Data acquisition
引言
苗木是@林绿化建设的物质基础，园林苗圃是繁殖和培育苗木的基地，是供应城市绿化用苗的后勤部[1]。我国苗圃的经营管理存在管理体制、国家投入、人才等诸多方面不完善的问题，同时信息化建设还相对薄弱，造成苗圃的大面亏损[2]。按照国家信息化建设的推进和林业改革发展战略，采用新技术推进我国苗圃的管理水平和建设水平显得日益重要。
无人机遥感技术，是可应用于多领域的新信息技术。从数据获取、数据处理、与实测数据对比、分析试验数据误差、寻找试验误差原因的全过程来看，无人机在林业调查中的应用可行性高[3]，樊江川对无人机航空摄影测树技术进行研究，结果表明通过无人机航空摄影测树木的主要特征参数精度符合森林资源调查的精度要求[4]，且个别方面优于传统林业实地调查方法，使用无人机系统创建森林树冠和高度模型[5]，从多维空间的图像可看到森林物种分类和健康情况[6]，估算森林树冠和树高的变化[7]等领域发挥关键的作用，利用无人机空中三维激光扫描结合数字摄影的方法，将是提高植被茂密实景模型精度的有效手段[8]，但采用无人机遥感技术来提取园林苗圃信息及信息化管理的研究未见报道。
本研究是通过苗圃低空遥感及实地人工调查相结合的方法，利用无人机载激光雷达遥感技术，扫描样地苗木，通过单木分割，提取苗木的一系列特征参数，比较分析无人机遥感测量和人工测量的数据丰富度及工作效率优劣，为建设智慧苗圃的高效节约管理平台、实现智慧苗圃的信息化管理提供技术支撑。
1材料与方法
1.1主要仪器设备
本研究基于无人机遥感技术，应用Li-Air 无人机激光雷达扫描系统，集成激光雷达扫描单元、小型化组合导航系统。无人机续航时间为25 min，巡航半径2 km，巡航速度为8 m/s，航程为5 km；激光雷达单元的测距精度为2 cm，激光器数16，激光波长905 nm，水平视野360°，垂直视野-15°～+15°，扫描频率10 Hz。
1.2实验方法
通过与传统人工测量计算方式的对比，分析人工及无人机激光雷达系统在获取苗木特征参数中效率和成本的优劣势。具体实验方法如下：
1）在天气晴好的条件下，在四会南塘、南乡和下堀的3个苗圃，分别取1个大样地进行无人机激光雷达扫描，样地大小为300 m×50 m，再在每个大样地中取3个小样方，样方的大小为20 m×20 m，同一个大样地中，沿直线每隔100 m取1个小样方，进行人工每木测量，获得苗圃内苗木的数量、高度、冠幅、胸径等参数。同时记录每个样方的测量的耗时和人工。
2）利用多旋翼无人机搭载激光雷达系统，对3个苗圃的大样地进行低空激光扫描，获得空间点云数据，经过数据处理，得到苗圃内苗木的数量、高度、冠幅等参数，同时记录无人机飞行架次和操作人工数。
3）应用LiForest软件的Stat模块，基于CHM或点云的分割，经过数据处理，提取单木参数，如树木位置坐标、树高、冠幅面积、水平冠幅和竖直冠幅等属性。
4）对比两组方法的操作用时和成本费用等，分析无人机激光雷达系统的效率、优劣势以及应用前景。