宁德卫星大数据科技有限公司通过多年的技术积累,结合遥感卫片技术和无人机技术形成针对松材线虫病疫木普查的综合解决方案,可以更高效、准确实现政府部门的业务目标。本方案旨在为林业局提供一种创新的、科技化的普查方法,以提高普查效率和准确性,降低人工成本,为松材线虫病疫木的及时发现和防控提供技术支持。
服务内容:卫片初筛(数据收集、数据预处理、特征挖掘、图像解译、结果输出、成果报告与交付)+光谱无人机详查(外场飞行作业、地面采样作业、业内数据处理)+可视化结果及分析报告。
数据收集
采集相关区域的遥感卫星数据,通常以影像形式获得。数据来源于不同的卫星和传感器,具有不同的分辨率和波段。
数据预处理
在遥感卫片分析之前,需对收集到的数据进行预处理,包括辐射定标、大气校正、地理编码等。这些处理步骤能够消除传感器和大气条件对数据的影响,使得后续的数据处理和分析更加准确。
特征挖掘
利用遥感图像处理云平台,对遥感影像进行多波段合成、色彩调整、阴影修正等处理,提取疑似病疫木区域的特征信息。
通过目视解译或遥感智能解译的方式,从遥感卫片中提取出有用信息。目视解译基于专业人员的经验和技能,通过直接观察影像来判断地物的类型和特征。遥感智能解译利用图像处理和机器学习等技术,自动识别和分类地物。
根据松材线虫病疫木识别结果,结合地理信息系统(GIS)技术,制作病疫木分布图,展示病疫木的空间分布情况。
整理分析结果,编写技术报告,将普查结果以文字、图表等形式交付业主单位。
对卫片初筛的病疫木区域,使用光谱无人机进行空中飞行,重点详查,精确到植株。
多旋翼飞行平台
多旋翼体积小、重量轻、噪音低、隐蔽性好,适合多平台、多空间使用;它能够悬停,飞行范围受控,相对固定翼更安全可靠;飞机操作简单,无场地限制,成本低,螺旋桨小,安全性好,拆卸方便,维修方便。
机载光谱设备
选用轻小型机载高光谱成像仪,可搭载多种无人机平台,实现高质量光谱数据实时采集、存储。设备全套重约3kg(不含稳像云台),谱段范围400~1000nm,光谱分辨率3nm,空间分辨率0.9m(1km飞行高度),最高帧频80fps,可以满足多型飞机的巡航速度。
为了获取健康和松材线虫病疫木的光谱特征,用于建立病害模型,需要在空中作业数据采集时,同步对地面松树进行大量的光谱样本采集,用于后续进行光谱特征分析与建模。
光谱数据预处理
光谱遥感数据预处理主要对外场采集的原始数据进行辐射校正、光谱定标、反射率计算、几何校正、影像拼接等操作。
光谱遥感数据预处理主要对原始的光谱数据去除探测器的条纹噪声,标定光谱中心波长,计算数据的反射率,对影像的地理位置和正射关系进行校正。对松林原始光谱数据进行还原、反射率计算等操作,获得多个航带的松林光谱反射率数据。
高光谱伪彩色数据立方体
建模分析与可视化
通过对预处理的光谱数据进行光谱解混合、特征谱段提取等计算,可以得到健康和病疫木的光谱特征曲线。
基于对样本光谱特征分析,建立松材线虫病疫木的光谱遥感检测模型。应用该模型,通过对所有的光谱遥感影像进行全局计算,完成对松材线虫病疫木的检测。最后采用突出的颜色(鲜红色)标识出病害植株的位置,并导出疫木对应的经纬度坐标,指导人工砍伐作业。
健康与病疫木光谱特征曲线比对
病疫木定位结果示意图
卫片识别结果现场核验
多光谱遥感松材线虫病疫木识别
利用高分辨率遥感卫星拍摄的卫片,对普查区进行大面积初筛;再利用无人机飞行重点区域做详查。通过图像识别和分类算法,自动识别疑似松材线虫病疫木,为后续处置提供线索,进而提高普查的效率和精度。
林业局及相关政府部门,负责森林资源管理和保护。
从事森林生态、环境保护和资源管理研究的学术机构。
负责森林健康监测和生态保护的企业或机构。
从事林业经营、管理和技术服务的企业。
1.高效性:利用卫星遥感和无人机技术,实现大面积普查的快速响应,显著提高普查效率。
2.准确性:结合图像识别和分类算法,能够自动识别疑似死亡松树,减少人工误判,提升普查准确性。
3.数据集成能力:将卫星遥感数据和无人机数据结合,形成综合分析,提供更全面的视角和决策依据。
4.降低人工成本:通过科技化的普查方法,减少对人力的依赖,降低整体普查成本。
5.可视化分析:提供直观的可视化结果,便于各级管理者理解数据并作出科学决策。