无人机航空摄影测树技术研究

【类型】学位论文

【作者】樊江川 

【关键词】 多旋翼无人机 3D数码相机 航空影像 森林调查因子

【摘要】森林资源调查是进行森林经营的必要前提,也是森林可持续发展研究领域的热点之一。通过森林资源调查获取相应林分的森林资源信息,进而提高森林经营的效率,促进森林生态、经济功能的共同发挥,为人民的生产生活提供良好的环境。但是,随着时代的不断发展,无论是传统的森林资源调查方法,还是普通航空摄影测量调查方法,都存在效率低、周期长、成本高以及稳定性差等方面的缺陷,导致森林资源调查工作的发展遇到了瓶颈。如何在克服以上缺陷的基础上,进行更加高效准确的森林资源调查已成为当前亟需解决的问题之一。首先,本文在研究总结了国内外研究成果的基础上,结合对森林资源调查实际需求的分析,将多旋翼无人机与3D数码相机相结合,集成了一套能够提取森林植被信息的无人机航空摄影测量系统。其次,本文通过对遥感影像数据的后处理过程的研究,设计并实现了无人机航空影像处理系统。该系统可以通过对航空影像的处理和判读,实现对森林调查因子的提取,并结合所获取的影像实现对林班进行区划和林图制图等功能。最后,通过在鹫峰林场的实验,用影像处理系统对鹫峰林场的航空影像进行处理,并利用该系统分析影像光谱及纹理特征,获取了森林主要特征参数：单木树高、单木冠幅、林分郁闭度和林分蓄积量等,证明了用无人机航空摄影测量技术来提取森林因子的方法是可行的。结果表明：通过在鹫峰实验林场的实地验证发现,在利用无人机航空影像立体像对判读单木树高的实验中,最大相对误差16%,最小相对误差0%,整个实验精度达到93.67%；单木树冠进行提取试验中,立体像对法相对误差为0.08%,面向对象分割法平均相对误差为0.07%,均达到林业测量要求,两种方法样本精度分别为：92.19%和94.31%；其他森林主要特征参数的精度也均能符合森林资源调查的精度要求,且个别方面优于传统林业实地调查方法。终上所述,与传统森林资源调查方法相比,无人机航空摄影测树方法,具有以下优势：①机动快速的响应能力；②影像获取方便快捷；③受气候条件影响小；④使用成本低。能够为森林资源调查工作提供决策辅助,所设计开发的软硬件系统可为森林资源调查工作的开展提供技术支撑。

【学位名称】硕士

【学位授予单位】北京林业大学

【学位授予年度】2016

【导师姓名】冯仲科

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