[发明专利]一种基于无人机激光雷达的玉米涝渍灾害评估方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及农业灾害遥感应用领域，具体涉及一种基于无人机激光雷达的玉米涝渍灾害评估方法及系统。

背景技术

玉米是我国主要的粮食作物，在我国农业经济乃至国民经济中具有重要地位。玉米是水需求量大但不耐涝的农作物，涝渍灾害会引起玉米发生一系列生理生化和形态特征的变化，如吸收水分和养分的能力下降；有氧呼吸受到抑制，无氧呼吸加强，在消耗大量养分的同时产生大量对根系有害物质，叶片光合作用效率降低，生长发育受到抑制，严重时导致植株死亡。随着农业生产技术的发展和田间管理的改善，玉米涝渍灾害由于其本身的不可控性和难处理性已经逐渐成为影响玉米高产稳产的主要限制因素之一。

目前，尚未有基于无人机激光雷达的的方法能够在玉米种植区域发生涝渍灾害时，快速且准确的得知涝渍灾害的严重程度，因此，如何基于无人机激光雷达的设计一种客观且快速地监测玉米涝渍灾害发生范围和受灾程度的方法，是亟待解决的问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于无人机激光雷达的玉米涝渍灾害评估方法及系统，能够客观且快速地监测玉米涝渍灾害发生范围和受灾程度，为灾情评估和灾后补救提供技术支撑。

为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：

一方面，本发明提供了一种基于无人机激光雷达的玉米涝渍灾害评估方法，所述方法包括：

根据预先获取的玉米种植区域的LIDAR点云数据，得到所述玉米种植区域的玉米点云数据与地面点回波点云数据；

根据所述玉米点云数据与地面点回波点云数据，得到所述玉米种植区域的冠层高度信息；

以及，对所述玉米种植区域的冠层高度信息进行涝渍灾害等级划分，得到所述玉米种植区域的涝渍灾害评估结果。

进一步的，所述根据预先获取的玉米种植区域的点云数据，得到所述玉米种植区域的玉米点云数据与地面点回波点云数据，包括：

控制无人机上的激光探测与测量LIDAR设备对所述玉米种植区域进行点云数据采集；

以及，将采集到的所述点云数据依次进行噪声去除及数据分类提取处理，得到所述玉米种植区域的玉米点云数据与地面点回波点云数据。

进一步的，所述根据所述玉米点云数据与地面点回波点云数据，得到所述玉米种植区域的冠层高度信息，包括：

根据所述玉米点云数据与地面点回波点云数据，生成所述玉米种植区域中的冠层高度模型CHM；

以及，根据所述玉米种植区域中的冠层高度模型CHM，得到所述玉米种植区域内全部像素点的冠层高度信息。

进一步的，所述根据所述玉米点云数据与地面点回波点云数据，生成所述玉米种植区域中的冠层高度模型CHM，包括：

分别对所述玉米点云数据和地面点回波点云数据进行克里金插值处理；

根据所述玉米点云数据生成所述玉米种植区域的数字地表模型DSM，并根据所述地面点回波点云数据生成所述玉米种植区域的数值高程模型DEM；

以及，根据所述数字地表模型DSM与所述数值高程模型DEM的差值，生成所述玉米种植区域中的冠层高度模型CHM。

进一步的，所述对所述玉米种植区域的冠层高度信息进行涝渍灾害等级划分，得到所述玉米种植区域的涝渍灾害评估结果，包括：

根据所述玉米种植区域的实际涝渍灾害数据，获取所述玉米种植区域的涝渍灾害等级；

以及，根据所述涝渍灾害等级对所述玉米种植区域的冠层高度信息进行涝渍灾害等级划分，得到所述玉米种植区域的涝渍灾害评估结果。

进一步的，根据所述玉米种植区域的实际涝渍灾害数据，获取所述玉米种植区域的涝渍灾害等级，包括：

获取所述玉米种植区域的实际涝渍灾害数据；

根据所述实际涝渍灾害数据，采用正态统计理论得到所述实际涝渍灾害数据的均值μ和标准差σ；

以及，将μ-σ和μ+σ作为划分所述玉米种植区域的涝渍灾害等级的阈值，得到所述玉米种植区域的涝渍灾害等级。

进一步的，所述方法还包括：

利用全球定位系统GPS接收机对所述玉米种植区域进行田间现场调查面状取样；

以及，将所述田间现场调查面状取样的结果作为所述涝渍灾害评估结果的真值样本，对所述涝渍灾害评估结果进行精度评价。

另一方面，本发明还提供了一种基于无人机激光雷达的玉米涝渍灾害评估系统，所述系统包括：

点云数据获取模块，用于根据预先获取的玉米种植区域的LIDAR点云数据，得到所述玉米种植区域的玉米点云数据与地面点回波点云数据；