[發明專利]一種輸水渠渠道兩側植被損壞監測方法及預警方法

有效

• 申請號: 202310292611.7
• 申請日: 2023-03-23
• 公開（公告）號: CN115993336B
• 公開（公告）日: 2023-06-16
• 發明（設計）人: 趙瑩;杜文貞;王光輝;邱浩;宗萍萍;李國會;陳立國;徐欣;高小童
• 申請（專利權）人: 山東省水利科學研究院
• 主分類號: G01N21/25
• 分類號: G01N21/25;G06V20/52;G06V20/17;G06V20/10;G06V10/762;G01C11/00;G01C13/00;G01D21/02
• 代理公司: 北京易捷勝知識產權代理有限公司 11613
• 代理人: 李會娟

1.一種輸水渠渠道兩側植被損壞監測方法，其特征在于，包括：

S1、在無人機預設路徑上獲取多光譜影像和水域數據；其中，所述水域數據至少包括水渠寬度、水深、水流流速、水流走向其中之一；

S2、根據多光譜影像獲取水渠兩側的植被類型和覆蓋度；

S3、基于水域數據對當前監測的植被類型和覆蓋度確定植被損壞程度；

步驟S2包括：

S21、根據多光譜影像按照分類基準將采集區分為植被、裸地和水域三個不同的分區；

S22、根據植被分區對應的多光譜影像，通過分析植被葉綠素含量和分布高度確定植被類型，植被類型包括喬木、灌木和草皮；

S23、對多光譜影像結合不同植被類型的高度標準值進行正射校正；

S24、對各種植被類型校正后的多光譜影像計算歸一化植被指數NDVI，得到NDVI空間分布圖；

S25、將NDVI空間分布圖輸入預設覆蓋度評估模型，得到植被的覆蓋度；

步驟S22包括：

S221、根據植被分區對應的多光譜影像計算地面反射率；

S222、根據地面反射率確定植被覆蓋情況的初步分析結果；

S223、按照初步分析結果對不同植被反射的波段光譜進行聚類；

S224、根據聚類結合多光譜影像中植被葉綠素含量和采集的分布高度確定植被類型以及分布；

步驟S3包括：

S31、根據水域數據計算所需防水指標；

S32、根據當前監測的植被類型確定植被水土保持能力的范圍值；

S33、比較步驟S31的所需防水指標與步驟S32的植被水土保持能力的范圍值，如果所需防水指標不在植被水土保持能力的范圍值內，則確定評估植被損壞程度為嚴重；

S34、如果所需防水指標在植被水土保持能力的范圍值內，則根據植被類型和對應的覆蓋度更新植被水土保持能力；

S35、根據更新的植被水土保持能力確定植被損壞程度。

2.根據權利要求1所述的輸水渠渠道兩側植被損壞監測方法，其特征在于，步驟S1包括：

S11、根據預設路徑獲取預設長度的無人機飛行路徑；

S12、在預設長度的無人機飛行路徑上，無人機一邊飛行一邊根據采集的圖像數據實時生成二維的多光譜影像；

S13、根據采集的多光譜影像識別水域邊界；

S14、識別無人機的拍攝范圍跨過水域邊界進入到指定水域時，及時啟動水域探測器，獲取水域數據。

3.根據權利要求2所述的輸水渠渠道兩側植被損壞監測方法，其特征在于，步驟S1還包括：

S15、基于二維的多光譜影像結合高度數據構建三維影像；

S16、對三維影像進行漏點檢測，如果發現漏點及時糾正無人機的航線并開啟補拍。

4.根據權利要求1所述的輸水渠渠道兩側植被損壞監測方法，其特征在于，步驟S25包括：

S251、根據水渠兩側種植的植被類型設定相應的空間分布高度；

S252、利用數據庫記錄的植被NDVI空間分布進行空間合成；

S253、在合成的空間分布高度和分布數據利用機器學習算法進行數據訓練，得到預設覆蓋度評估模型；

S254、將各類型的植被對應的NDVI空間分布圖分別輸入對應類型的預設覆蓋度評估模型，或統一輸入到預設覆蓋度評估模型，得到各類型植被的覆蓋度。

5.根據權利要求1-3中任一項所述的輸水渠渠道兩側植被損壞監測方法，其特征在于，步驟S3包括：

S31’、根據水域數據計算所需防水指標；

S32’、根據所需防水指標參照預設水土防護標準確定對應的所需植被水土保持能力；

S33’、根據當前監測的植被類型結合覆蓋度計算植被水土保持能力；

S34’、根據步驟S33’的植被水土保持能力與步驟S32’的所需植被防水保持能力的差值確定植被損壞程度。