[发明专利]一种基于无人机遥感的大面积油茶林快速估产方法

说明书

本发明属于经济林智能监测技术领域，公开了一种大面积油茶林快速估产方法，基于无人机遥感的大面积油茶林快速估产方法包括：油茶林选择；油茶数据采集；油茶林冠幅提取；典型油茶抽样；油茶林低空航拍；油茶果智能检测；油茶林快速估产。本发明基于无人机航拍技术，开展大面积的油茶林快速估产，填补国内油茶林快速估产的空白。本发明的低空无人机航拍具有操作灵活、数据获取效率高、图像成本低、时效性强的特点，可快速获取试验区油茶林的空间分布信息；本发明具有快速、无损、准确率高、尺度大的优点；能够实现油茶林产量数据的快速检测、计数和评估，具有应用于大面积油茶林快速估产的潜力。

技术领域

本发明属于经济林智能监测技术领域，尤其涉及一种基于无人机遥感的大面积油茶林快速估产方法、系统。

背景技术

目前，油茶作为我国南方特有的木本油料树种，与油棕、油橄榄和椰子并称为世界四大木本食用油料植物，在区域经济中具有重要地位。随着经济的发展，油茶林种植面积逐年扩大，快速地对油茶林进行估产对于保证粮油安全及油料产业的发展均具有重大的现实意义。然而由于缺乏足够的重视，传统的油茶林估产大多依赖人工采摘称重，该方法消耗大量的人力物力财力，而且操作过程极易引入人工误差。近年来，无人机遥感的发展为油茶林快速监测提供了条件，因此研发快速高效的大面积油茶林快速估产方法非常有必要。

现有的作物估产方法主要分为有损和无损两种。有损估产方式即采用人工实地采摘称重，然后折算最终产量，该方法耗时耗力、且具有破坏性，无法扩展到大面积。传统的油茶林估产主要采取这种方法，目前全国油茶种植面积己达6775万亩，其中湖南省种植面积为2300万亩，人工估产己成为制约油茶林产业快速发展的瓶颈；无损估产方式大多采用卫星遥感法，即通过卫星提取具有代表性的光谱因子，然后结合外业数据构建合理的产量预估模型。卫星遥感应用于作物估产具有快速、无损、尺度大的优势，对宏观决策具有重要意义。例如刘焕军等基于时间序列的Landsat遥感影像，采用相关分析和线性回归方法，建立了基于植被指数与实测数据的棉花产量预测方法，结果表明模型精度较高。然而卫星遥感存在重访周期长、影像分辨率低、混合像元、作物物候和天气影响等条件限制，对农林经营者实际生产的辅助作用甚微。同时，现有油茶林产量估测方法估产成本高，对大面积丘陵山地的油茶林快速估产无能为力，为获取油茶林不同生长时期的估产参数需要多次外业调查，可行性低。

近年来，无人机遥感的发展为作物快速估产提供了新的条件。无人机遥感空间分辨率高、获取速度快、操作简单、作业成本低，可选取最优作业时期获取最佳植被指数，建立有效的无人机遥感估产模型，进而有效辅助农业经营者进行生产管理。韩文霆等基于无人机遥感平台，结合多时相植被指数对夏季玉米产量进行估算；Kaul等对玉米和大豆进行估产研究，发现人工神经网络方法比多元线性回归建立的估产模型更为准确。目前，国内学者基于无人机遥感的作物估产研究主要集中在柑橘、棉花、小麦、大豆、水稻、油菜、玉米和苹果等农作物方面，鲜有基于无人机遥感的油茶林快速估产研究报道。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：

(1)由于缺乏足够的重视，传统的油茶林估产大多依赖人工采摘称重，该方法消耗大量的人力物力财力，而且操作过程极易引入人工误差。

(2)现有油茶林产量估测方法中，人工估产的方法灵活性差、速度慢、不适合大面积快速估产。

(3)现有油茶林产量估测方法成本高，对大面积丘陵山地的油茶林快速估产无能为力，为获取油茶林不同生长时期的估产参数需要多次外业调查，可行性低。

(4)现有技术中鲜有基于无人机遥感的油茶林快速估产研究报道。