基于低空无人机遥感的冬小麦覆盖度变化监测

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1、第28卷第13期农业工程学报Vol.28No.131602012年7月TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineeringJul.2012基于低空无人机遥感的冬小麦覆盖度变化监测1,21,21,2※2,31,21,2李冰，刘镕源，刘素红，刘强，刘峰，周公器（1.北京师范大学地理学与遥感科学学院，北京100875；2.北京师范大学遥感国家重点实验室，北京100875；3.北京师范大学全球变化与地球系统科学研究院，北京100875）摘要：无人机遥感作为卫星遥感的有益补充

2、，具有高时效、高分辨率、低成本、低损耗、低风险及可重复等优点。为了利用无人机遥感系统进行快速机动地监测大面积农作物覆盖度变化，更好地服务和指导农业生产，该文设计了一套以低空无人直升机为平台的多光谱载荷观测系统，并以冬小麦为研究对象，对冬小麦生长过程中的5个主要生育期进行监测，提出一种从时间序列影像的植被指数直方图曲线中获取植被指数阈值的方法，并利用植被指数阈值法提取研究区域内冬小麦覆盖度时序变化曲线，分析了空间尺度对提取植被覆盖度的影响。研究结果表明，利用低空无人机遥感监测冬小麦覆盖度变化的方法可行，分析结果可靠，在大面积农

3、作物覆盖度的测量有很好的应用前景。关键词：遥感，监测，无人机，覆盖度，冬小麦doi：10.3969/j.issn.1002-6819.2012.13.026中图分类号：S127文献标志码：A文章编号：1002-6819(2012)-13-0160-06李冰，刘镕源，刘素红，等.基于低空无人机遥感的冬小麦覆盖度变化监测[J].农业工程学报，2012，28(13)：160－165.LiBing,LiuRongyuan,LiuSuhong,etal.Monitoringvegetationcoveragevariationofwi

4、nterwheatbylow-altitudeUAVremotesensingsystem[J].TransactionsoftheChineseSocietyofAgriculturalEngineering(TransactionsoftheCSAE),2012,28(13):160－165.(inChinesewithEnglishabstract)[19-26]与覆盖度的相关模型；二是通过人工地面采集数字影0引言[27-28]像，对影像进行图像分隔或分类操作，提取覆盖度。通近年来，无人机遥感以其在云下低空飞行的能力

5、，过卫星影像提取覆盖度，受天气影响大，且空间分辨率、弥补了卫星光学遥感和普通航空摄影易受云层遮挡影响时间分辨率常常难以满足作物田块尺度的覆盖度变化研[1]的缺陷，成为遥感不可或缺的手段。与传统卫星遥感和究需求。人工地面采集影像提取覆盖度，在大面积范围航空遥感相比，无人机遥感具有高时效、高分辨率、低应用时耗时耗力、效率较低。然而，低空无人机遥感可成本、低损耗、低风险及可重复等诸多优势，能够快速以弥补原有覆盖度变化监测方法的不足。[2]获取国土、资源、环境等空间要素，其应用领域也从早本文将针对于低空无人机遥感的可行性展开相关研[

6、3-5][6-9]期的军事应用逐渐扩大到大地测量、灾害监测、气究，首先设计并构建了基于低空无人机平台的多光谱载[10-14][9,15-16]象监测、资源调查等民用领域。由于无人机遥荷观测系统，并以冬小麦为例，通过对无人机观测系统感能够灵活的获取多尺度、多时相的地面观测数据，其获取的数据进行分析，获取了冬小麦在不同生长时期的将有助于开展卫星遥感数据和产品真实性检验以及尺度覆盖度变化情况，其结果将有助于分析低空无人机平台转换等方面的研究工作。植被覆盖度，是描述地表植被在作物生长状态检测等方面的适用性，以为指导农业生分布的重要参

7、数，在分析植被分布影响因素、评价区域产提供一种新的可选手段。[17]生态环境等方面具有重要意义。在农学领域，它也反1无人机低空遥感系统映农作物对光的截获能力，指示作物的生长发育和生物[18]产量，是农学所关心的一个重要参数。估测农作物的1.1无人机低空遥感系统的组成覆盖度对指导农业生产管理和农业生态系统评价有重要无人机低空遥感系统以无人飞行平台，机载数码相的意义。随着精准农业的发展需要，遥感已作为监测作机、数码摄录机等数字遥感设备进行拍摄和记录，通过物覆盖度变化的重要手段。遥感监测作物覆盖度变化主遥感数据处理技术进行影像的分

8、析处理，以实现对地面要分为2类：一是通过卫星影像数据，建立光谱植被指数信息的实时调查与监测。一个完整的无人机遥感系统包括空中飞行与数据获收稿日期：2011-12-17修订日期：2012-04-16取模块和地面监控模块。其中空中飞行与数据获取模块资助项目：国家自然科学基金项目（4117126