[发明专利]一种无人机航空摄影估测入侵植物生物量的方法

权利要求书

1.一种无人机航空摄影估测入侵植物生物量的方法，其特征在于：采用无人机作为遥感摄影平台，通过无人机连续拍摄待估测区域的影像，同时对待估测区域入侵植物生物量样本进行实地采集并计算采样点入侵植物生物量，测量采样点GPS位置；

利用数字摄影测量技术对待估测区域影像进行处理，获取高分辨率的待估测区域地面正射影像，进而建立待估测区域地表植物群落高度变化模型影像和可见光植被指数模型影像；对待估测区域地面正射影像进行分类，确认入侵植物的空间分布，获得入侵植物分类影像模型；

利用地理信息系统软件的影像处理功能，使地表植物群落高度变化模型影像和可见光植被指数模型影像分辨率相同，把入侵植物生物量样本的采样点位置对应到待估测区域地表植物群落高度变化模型影像和可见光植被指数模型影像中，提取每一个采样点在模型影像中的地表植物群落高度值和可见光植被指数值；根据采样点入侵植物生物量、地表植物群落高度值和可见光植被指数值，建立入侵植物生物量与植物群落高度、可见光植被指数的回归模型，通过回归模型对已确认空间分布的入侵植物生物量进行估测；

所述高分辨率的待估测区域地面正射影像获取方法如下：通过对无人机航摄影像进行质量优化和GPS轨迹信息导入处理，利用运动恢复结构算法和多视角立体重构法，对影像进行拼接处理，生成稀疏点云数据，输入地面控制点的经纬度坐标及高程，引入控制点，确定将要生成正射影像的坐标系，然后对稀疏点云进行加密，形成稠密点云，再基于稠密点云数据生成三角网模型，以三角网模型作为参考，使影像上所有的点云数据处于同一平面内，生成地面正射影像；

所述待估测区域地表植物群落高度变化模型影像获取方法如下：将加密获得的稠密点云数据生成数字表面模型DSM，然后利用稠密点云分类出基础的地面变化模型，再把数字表面模型DSM跟基础的地面变化模型利用内插法生成地表变化模型DEM，将数字表面模型DSM和地表变化模型DEM叠加相减得到地表植物群落高度变化模型CHM，即获得待估测区域地表植物群落高度变化模型影像；

所述待估测区域可见光植被指数模型影像获取方法如下：利用遥感图像处理平台中植被指数模型建立功能，采用可见光植被指数公式对待估测区域地面正射影像进行可见光波段运算，生成可见光植被指数模型影像；

所述对待估测区域地面正射影像进行分类，确认入侵植物的空间分布的方法如下：将待估测区域地面正射影像导入软件eCognition Developer中，利用多尺度分割算法，基于正射影像的像素层对影像进行多尺度分割，且正射影像中的可见光的红光、绿光和蓝光波段均参与分割，分割尺度参数设置为150-200；

然后基于分割好的影像，设置入侵植物和非入侵植物的地类标准，并写上地类描述，接着在分割影像上选取不同地类特征样本，最后运用算法classification生成出分类影像，得到了入侵植物在待估测区域的分布情况，最后导出分类好的影像。

2.根据权利要求1所述的无人机航空摄影估测入侵植物生物量的方法，其特征在于，入侵植物生物量与植物群落高度、可见光植被指数的回归模型建立及生物量估测方法如下：将从地表植物群落高度变化模型影像和可见光植被指数模型影像中提取到的对应于采样点位置的地表植物群落高度值和可见光植被指数值，通过软件SPSS建立可见光植被指数与地表植物群落高度的一元函数关系；再利用SPSS建立采样点生物量与可见光植被指数、地表植物群落高度的二元线性模型；将一元函数关系代入二元线性模型中得出生物量与可见光植被指数的总函数关系式；最后在软件ENVI中键入总函数关系式后处理可见光植被指数模型影像得到生物量空间模型，将生物量空间模型与入侵植物分类影像模型进行叠加，实现待估测区域入侵植物生物量估测。

3.根据权利要求1所述的无人机航空摄影估测入侵植物生物量的方法，其特征在于，待估测区域入侵植物生物量样本实地采集方法如下：根据入侵植物长势确定植物高、中、矮的标准，在选定湿地区域内根据入侵植物高、中、矮的标准确定若干个样地，样地面积为1×1m²；入侵植物生物量收集为地上生物量。