[發明專利]一種基于微型無人機技術的高原鼢鼠和高原鼠兔危害監測方法

在審

• 申請號: 201810215771.0
• 申請日: 2018-03-15
• 公開（公告）號: CN108537130A
• 公開（公告）日: 2018-09-14
• 發明（設計）人: 花蕊;花立民;馬素潔;王婷;楚彬;周睿;姬程鵬
• 申請（專利權）人: 甘肅農業大學;花立民
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06N3/04;G06N3/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種基于微型無人機技術的高原鼢鼠和高原鼠兔危害監測方法，其特征在于，該方法包括如下步驟：

1）設置地面控制點：在研究區內均勻設置地面控制點標志，記錄控制點標志中心的地理坐標，使影像數據具有較高的空間位置精度；

2）航拍高度確定：以單幅影像的幅寬、分辨率、研究區相片總量和測試樣地內目視解譯的鼠丘和鼠洞個數共4項指標確定最佳航拍高度，規劃無人機進行航拍；

3）航拍月份和時間確定：根據植被生長情況與目視解譯準確度判斷，分別在不同月份設計航拍，以影像計算機分類總精度和草地、新舊鼠丘和鼠洞的用戶精度為指標，選擇適合鼠害監測的航拍月份；

4）取樣范圍：根據微型無人機的續航時間和航拍模式，測試單電池動力下大疆精靈3微型無人機進行高原鼢鼠和高原鼠兔危害監測可達到的最大取樣范圍；

5）數據拼接預處理：采用瑞士Pix4D公司生產的Pix4Dmapper全自動快速無人機數據處理軟件，對無人機航拍影像進行拼接處理，形成抽樣調查航帶的拼接影像；

6）建立解譯標志庫：在成像質量好的影像上選擇各不同鼠害程度區域作為標志區；在標志區內選擇植被、舊新鼠丘、鼠洞其他地面典型圖斑，并拍攝地面實地照片，使影像要素與地面要素一一對應，便于人工目視解譯；

7）人機交互式解譯技術：采用人機交互式解譯技術對航拍影像進行分類；遙感圖像計算機分類方法采用ENVI軟件中BP（Back Propagation）神經網絡分類模塊進行監督分類；對影像解譯樣本進行分類，將監督分類后的結果與原始影像圖層疊加，通過目視解譯的方法糾正計算機分類的錯分和漏分，最終獲得高原鼢鼠鼠丘和高原鼠兔鼠洞分類圖；

8）分類精度評價：對計算機監督分類結果采用誤差混淆矩陣、分類總精度和Kappa系數來評價，對目視解譯后的結果采用人工野外調查方法進行驗證；

9）效果評價：分類精度評價后，在對解譯分類精度進行計算后，統計鼠丘和鼠洞個數、鼠丘和鼠洞面積、鼠丘和鼠洞空間分布、植被覆蓋度等四個分類結果數據，將微型無人機遙感技術與傳統野外人工監測調查的結果數據進行比較，可得出微型無人機遙感技術對鼠害的監測效果優于傳統人工監測。

2.根據權利要求1中所述的一種基于微型無人機技術的高原鼢鼠和高原鼠兔危害監測方法，其特征在于，所述的步驟1)中地面控制點標志采用邊長大于10㎝的木板，在平地和坡地研究區內均勻設置多個地面控制點標志。

3.根據權利要求1中所述的一種基于微型無人機技術的高原鼢鼠和高原鼠兔危害監測方法，其特征在于，所述的步驟2)中所述的無人機航拍高度范圍應以相同間隔進行多次航拍，以單幅影像的幅寬、分辨率、研究區相片總量和測試樣地內目視解譯的鼠丘和鼠洞個數共4項指標確定最佳航拍高度，規劃無人機進行航拍。

4.根據權利要求1中所述的一種基于微型無人機技術的高原鼢鼠和高原鼠兔危害監測方法，其特征在于，所述的步驟5)中對無人機航拍影像進行拼接處理，形成拼接影像的具體方法包括：

1)航線設計時航向重疊率大于75%，旁向重疊率大于60%；將具有一定重疊度的航拍影像按航帶或區塊分開，便于計算機處理，增加自動拼接成功率；

2)把按航帶或區塊分開的影像分別進行拼接、勻色處理，影像拼接軟件采用Pix4Dmapper，最終得到研究區數字正攝影像。

5.根據權利要求1中所述的一種基于微型無人機技術的高原鼢鼠和高原鼠兔危害監測方法，其特征在于，所述的步驟6)中解譯標志是在成像質量好的影像上選擇各不同鼠害程度區域作為標志區，在標志區內選擇植被、新舊鼠丘、鼠洞和其他地面典型圖斑，拍攝地面實地照片，使影像要素與地面要素一一對應。

6.根據權利要求1中所述的一種基于微型無人機技術的高原鼢鼠危害監測方法，其特征在于，所述的步驟7)中對解譯樣本的分類，本次試驗影像鼢鼠解譯擬分成植被、新舊鼠丘三種地物類型，鼠兔解譯擬分為植被、裸地、鼠洞三種地物類型，每種地物類型選擇30個訓練樣本，將監督分類后的結果與原始影像圖層疊加，通過目視解譯的方法糾正計算機分類的錯分和漏分，最終獲得高原鼢鼠鼠丘和高原鼠兔鼠洞分類圖。

7.微型無人機在高原鼢鼠危害監測中的應用。