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《山地学报》2018,(6)
为有效实施植被信息获取及监测,亟需分类准确及易于推广的植被信息识别技术。本文利用无人机航拍获取植被光学影像,利用深度语义分割技术建构植被种类识别模型,为植被变化动态监测提供准确的植被类别信息。首先,基于安溪县龙门镇崩岗区的采样点,获取20 m航拍高度的无人机影像,构建FCN-VGG19植被识别模型,探讨不同特征融合结构对FCN-VGG19识别性能的影响,测算出各植被的覆盖面积;其次,取安溪县另一取样点的无人机影像作为验证集,分析FCN-VGG19的迁移学习能力,验证模型稳健性。结果表明:(1)基于20 m高度的无人机影像建立的FCN-VGG19-8s模型识别正确率最高,为86. 30%;(2) FCN-VGG19-8s识别精度高于FCN-VGG19-32s;并从测试集中随机抽取一张图,测算该测试图的马尾松覆盖面积为78. 38 m2,芒萁覆盖面积为12. 77 m2,柠檬桉覆盖面积为0. 89 m2;(3)在模型的迁移学习能力试验分析中,当A数据集占训练集的比例下降时,对模型识别B数据集的影响不大;当B数据集的数据量减少时,其识别精度稍有下降,仍有84. 5%。本文基于无人机光学影像,结合深度语义分割模型进行植被识别,以福建安溪县为例验证模型稳健性,分析模型在测算植被覆盖面积的适用性,旨在为植被识别研究提供新思路。 相似文献
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基于无人机和MODIS数据的巴丹吉林沙漠植被分布特征与动态变化研究 总被引：4，自引：2，他引：2
荒漠植被在减缓沙漠扩张、阻挡风沙入侵绿洲、维护绿洲稳定性方面具有重要意义。通过无人机搭载多光谱相机获取地面样地高分辨率NDVI数据以计算植被覆盖度,结合MODIS-NDVI数据,分析了MODIS-NDVI与无人机获取NDVI数据之间的一致性,进而建立MODIS-NDVI数据与样方植被覆盖度的空间反演模型,以研究巴丹吉林沙漠植被分布特征、动态变化及其对气温、降水的响应规律。结果表明:(1)基于无人机多光谱数据大样方植被覆盖度和MODIS-NDVI数据构建的植被覆盖度反演模型具有较高的模拟精度。(2)研究区总体植被覆盖度较低,空间上呈由东南向西北递减的趋势。(3)植被覆盖度总体呈现上升趋势,沙漠边缘的增速较沙漠内部更为明显,其中沙漠边缘增长率达1.53%/10a,而沙漠内部为0.84%/10a。沙漠边缘57.12%植被出现改善,而沙漠内部植被改善的面积约为21.26%。(4)植被生长主要受制于生长季降水量并呈现出明显的季节变化,此外植被对降水和气温的响应存在一定的滞后效应。 相似文献
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基于KPCA和SAM的城市植被遥感分类研究 总被引：4，自引：0，他引：4
研究高分辨率遥感城市绿地信息自动提取技术是城市遥感技术应用亟待解决的问题之一。城市绿地分布破碎,林种多样,林相不齐,具有极强的非线性特征。核主成分分析(KPCA)可以表达图像像素间的高阶关系,因而可以提取图像的非线性特征,同时提供一组相互独立的主成分。通过实验分析核函数的参数,比较变换前后的平均可分性,进行波段选择。将KPCA与SAM分类方法结合,构建基于KPCA的SAM城市植被分类方案。实验结果表明,该方案比传统的分类方法精度高。城市6种绿地类型的分类总精度为80.6%;合并为草地、园地与林地绿地类型时分类总精度达91.7%,可以满足城市植被分类与生态评价的需求。 相似文献
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植被覆盖度是监测生态系统及其功能的关键参数,如何提高大区域植被覆盖度的反演精度,对生态脆弱区环境可持续发展至关重要。本研究基于人工神经网络、支持向量回归和随机森林等机器学习方法,利用无人机、Worldview-2与Landsat 8 OLI遥感数据,对科尔沁沙地植被覆盖度进行多尺度反演。结果表明：随机森林模型比人工神经网络、支持向量回归模型表现佳,可在单元（试验区）、区域（研究区）尺度上较高精度地反演沙地的植被覆盖度,反演值与无人机实测值均在线性水平上呈显著相关（P<0.01）;在单元、区域尺度上,构建的植被覆盖度反演模型测试集R2分别为0.84、0.80,MSE分别为0.0145、0.0370,一致性指数d分别为0.9576、0.8991。利用多源遥感数据和机器学习方法,通过局部区域的高精度反演逐步实现低空间分辨率遥感影像的大区域植被覆盖度反演,不仅可有效提高沙地植被覆盖度的反演精度（R2=0.78,大于0.63）,也为区域生态环境监测与生态系统健康评价提供支持。 相似文献
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《亚热带资源与环境学报》2015,(3)
本研究针对OLI影像在辐射分辨率、近红外波段和全色波段的光谱范围以及波段数量等方面进行的调整,与ETM+进行比较分析,探究其对土地覆盖遥感分类的影响。实验发现:1)辐射分辨率的提高有利于地类之间的区分,进而提高分类的总体精度;2)近红外波段范围的调整有利于识别水体边界,对分类总体精度影响不大;3)新增的深蓝波段可明显提高水体、不透水层的分类精度,进而提高总体分类精度,卷云波段的加入不利于地类之间的区分,降低分类精度;4)全色波段范围的收窄可明显提高林草地、耕地的分类精度,裸土的分类精度也有所提高,有利于区分植被与非植被信息。研究结果能够推广OLI影像的使用,并对应用OLI影像进行土地覆盖分类具有借鉴意义。 相似文献
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提出一种基于支持向量机(SVM)的三维LiDar数据分类方法:利用kd-trees存储无序的点云数据,在局部邻域中利用点云数据间的几何关系估算植被表面特征值;将密度值和高程差值作为SVM输入特征变量,利用基于径向基函数的SVM方法实现植被点云数据的分类.实验结果为:OA分类精度达到94.31%,Kappa系数为89.53%.该方法操作性较强,在分类精度及计算效率方面比传统方法具有优势. 相似文献
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无人机遥感影像具有像幅小、几何变形大、重叠不均等特殊性,给影像信息的提取提出了难题。该文提出基于Diverse AdaBoost改进SVM的分类方法,采用RBFSVM作为AdaBoost的弱分类器,达到自适应调整参数的目的,同时引入复杂度,解决弱分类器精确度与复杂度的平衡问题。最后,利用提出的改进算法分别对汉旺镇、林趴镇无人机遥感影像进行了道路、建筑物的提取,平均提取精度均达到95%以上,与采用SVM算法的提取结果进行比较,该方法能精确提取无人机影像信息。 相似文献
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混合像元的存在是传统像元级遥感分类和面积量测精度难以达到实用要求的主要原因,为了提高遥感应用精度,须解决混合像元分解问题。传统的方法主要通过改进分解模型提高分解精度,该文在不改变线性分解模型的条件下,分析不同分辨率尺度对于线性分解精度的影响。实验中运用像元合并的方法,得到不同分辨率的TM系列遥感图像,分别选取植被、裸地、水体3种典型地物进行线性分解;以分辨率更高的Quickbird图像分类结果作为真值进行精度评价。实验结果表明:随着图像分辨率的降低,植被的RMSE值不断缩小,在30 m分辨率尺度上均值为0.36,在150 m尺度上均值为0.17,分解精度提高了1倍左右;但随着分辨率进一步降低,由于混合像元现象加剧,RMSE值上升,分解精度随之降低。 相似文献
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基于MOD13Q1数据的宁夏生长季植被动态监测 总被引：1，自引：0，他引：1
宁夏自2000年后实施退耕还林以来,局部地区的生态环境得到明显改善,为探求近15来年宁夏地区植被的动态变化及其影响因子,本文以MOD13Q1为数据源,结合DEM数据、土地利用分类图,采用Sen+Mann-Kendall非参数检验方法和Hurst模型,分析了宁夏不同行政区、不同海拔、不同坡度、不同坡向及不同植被类型生长季NDVI的空间变化特征及未来变化趋势;并利用重心迁移模型和转移矩阵分析宁夏2000-2014年间植被覆盖的时空演变特征。结果表明：①从空间分布看,宁夏南部六盘山、北部贺兰山及引黄灌溉区植被长势较好,中部干旱地区植被长势较差;且植被NDVI与海拔高程和坡度呈显著正相关。②从植被覆盖的转移矩阵看,较高植被覆盖的面积占比从2000年的17.29%增长到2014年的31.55%,主要是由较低植被覆盖转化而来的。③从重心迁移方向看,中度植被覆盖和较高植被覆盖的重心迁移最为明显,分别向东北方向偏移了129.49 km和向东南方向偏移了89.49 km。④从变化趋势看,生长季植被NDVI整体呈上升趋势,明显改善的面积占总面积的59.63%,轻微改善区域占31.72%;林地和水田显著改善的面积分别占总面积的71.50%和70.80%;显著改善的面积比例随海拔高程和坡度的增加均先增加后减少,且南部各行政区植被改善的面积均高于北部。⑤从可持续性看,植被恢复的持续性较强,89.24%的植被NDVI呈现持续改善的趋势;南部地区的持续改善的面积大于北部地区。 相似文献
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由于光学遥感穿透性差,不能穿透林冠层识别林下植被,基于单一光学遥感提取的植被覆盖度,难以反映林下植被信息,从而无法为土壤侵蚀评价提供有效植被覆盖因子。针对此问题,本文以白洋淀–大清河流域为研究对象,结合实测数据,探究不同光子点分类下光子计数ICESat-2/ATLAS植被覆盖度采样的能力,并实现了研究区内星地协同植被覆盖度采样。在此基础上,联合Sentinel-2和Sentinel-1以及DEM等多源数据,基于随机森林回归模型方法实现植被覆盖度反演,并与传统常用的NDVI像元二分法提取结果进行对比。结果表明：相比于传统的NDVI像元二分法提取的反演结果,利用本研究中构建的随机森林回归模型估算的植被覆盖度精度更高,一定程度上可以对茂密森林的林下植被进行监测,避免了光学遥感存在的林下植被信号缺失的问题。在0.05、0.1和0.15不同的植被覆盖度误差容忍范围内,精度分别提升–4.1%、5.3%和9.4%,分别达到55.6%、71.1%和94.3%。 相似文献
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基于Sentinel-2遥感时间序列植被物候特征的盐城滨海湿地植被分类 总被引：1，自引：0，他引：1
滨海湿地是具有重要功能的特殊海陆过渡带生态系统,精准获取滨海湿地植被时空分布信息具有重要意义。传统的湿地遥感观测研究集中于高空间、高光谱分辨率影像分类,往往受限于数据成本和覆盖范围,仅适用于小区域湿地监测。Sentinel-2A/B卫星影像时空分辨率高且免费共享,为大区域滨海湿地动态监测提供了可能。本文采用2018年Sentinel-2影像,提出像元级SAVI时间序列及双Logistic植被物候特征拟合重构模型,采用随机森林算法进行盐城滨海湿地植被分类,探讨Sentinel-2遥感时间序列植被物候特征分类方法的适用性。结果显示,分类总体精度达87.61%,Kappa系数为0.8358,分类结果与湿地实况相吻合,比常规单一时相分类精度总体提高19.57%。植被判别物候特征参数可为影像数据缺失或不足的滨海湿地分类提供不同植被的判别依据。研究表明,基于像元级时间序列植被物候特征的分类方法能实现植被群落混生带的精准分类以及对“异物同谱”植被的有效区分,对大区域滨海湿地植被分类具有很好的适用性,有效提高了滨海湿地植被分类精度。 相似文献
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植被是湿地生态系统健康状况的"晴雨表",明晰湿地中植被的时空分布,是湿地修复与重建、保护与合理利用的前提和基础。以洪河国家级保护区为研究区,利用全极化C-band Radarsat-2和L-band PALSAR数据,根据极化合成孔径雷达(synthetic aperture radar,SAR)目标分解理论,提取了该保护区不同波长的极化分解参数和特征参量,整合为多源极化SAR数据集,利用多尺度迭代分割算法和Random Forest机器学习算法,构建了研究区中植被的遥感识别模型,实现了对研究区中植被的高精度分类,并对比分析了不同频率SAR数据集在植被识别精度上的差异。研究结果表明,利用整合PALSAR和Radarsat-2极化数据集,获取的植被遥感分类结果的总体分类精度为86.77%,比利用PALSAR极化数据集的分类结果精度提高了15%,但是其与利用Radarsat-2极化数据集的分类结果精度差异不显著;浅水草本沼泽的生产精度达到了90.91%,深水草本沼泽的用户精度为90.63%;C-band PALSAR数据比L-band PALSAR数据更适用于高精度识别洪河国家级自然保护区中的植被。 相似文献
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分析塔里木河下游生态输水效应可为优化生态输水调配策略提供科学指导。基于Landsat系列影像、气象数据和现场钻探数据,解译土地利用类型及植被覆盖度,确定植被耗水量及地下水埋深演变趋势,以探讨生态输水的多重效应。结果显示:(1)2000—2020年,塔里木河下游林草地面积、覆盖度增长显著,1亿m^(3)生态水分别对应5.40 km^(2)天然植被面积及0.14%植被覆盖度增长。(2)2000—2015年植被耗水量重心沿塔里木河干流方向迁移,2015—2020年向自然漫溢区迁移,共向东南迁移4 359 m。(3)自然漫溢区内地下水埋深增幅高达5 m,主河道沿线2 km范围增加1~3 m,河道以外2~5 km区域地下水埋深增加0~1 m。(4)天然植被适宜耗水量约为200 mm·a^(-1),生态输水前期仅在主河道沿线局部区域存在低效耗散,后期大量集中于自然漫溢区。21年生态输水实践表明,天然植被明显改善,地下水位明显回升,生态输水效应显著;但受既有输水方式固化的制约,生态水量空间分布不均衡和低效耗散增大,生态输水方式仍存在优化的必要性。 相似文献
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基于多类型无人机数据的红树林遥感分类对比 总被引：2，自引：0，他引：2
使用固定翼无人机、消费级旋翼无人机和专业级旋翼无人机获取广东珠海淇澳岛红树林保护区多类型无人机遥感影像,使用基于面向对象分类的K-最近邻与随机森林分类器对研究区影像进行红树林树种精细分类和对比分析,并探讨了不同类型无人机平台在红树林资源调查应用中的优缺点。结果表明：1）固定翼无人机、消费级旋翼无人机和专业级旋翼无人机数据使用K-最近邻法的分类精度分别为：73.8%、72.8%和79.7%;使用随机森林法的分类精度分别为：81.1%、84.8%和89.3%。3种平台类型的无人机数据均适用于红树林精细分类研究,对于无人机红树林遥感数据,随机森林的分类方法优于K-最近邻方法。2）以拍摄面积与用时之比估算采集效率,固定翼无人机、消费级旋翼无人机和专业级旋翼无人机分别为0.036、0.013和0.003 km2/min。固定翼无人机的采集效率具有明显优势。3）固定翼无人机适合大范围红树林数据采集,要求较高;消费级旋翼无人机适于获取小范围精细数据,成本低且易学易用;专业级旋翼无人机适合搭载质量稍大的如成像光谱仪、LiDAR等专业传感器获取多源数据。最后给出了无人机在红树林遥感研究中的注意事项和建议。 相似文献
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城市地物具有多尺度分布特点,尺度鉴别与确定是分类的前提。提出改进的面积相对差指标,根据城市植被的分布状态确定最优分割尺度。采用面向对象方法,利用对象的光谱和空间信息对高空间分辨率影像进行植被分类。与基于像元的传统光谱分类方法和单尺度分类结果比较,最优分割尺度的鉴别和面向对象的分类方法分类精度较高,6种城市植被的分类总精度达85.5%,Kappa系数为0.83;同时有效抑制了光谱数据分类中存在的地物破碎问题。 相似文献
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新疆荒漠地区植被覆盖度遥感估算模型十分缺乏,给荒漠化监测等相关工作带来很大不便,开展植被覆盖度遥感估算经验模型研究,对于促进和完善相关地区的生态监测及研究工作具有积极的现实意义。通过对阜康市北部沙漠南缘和克拉玛依市中部平原荒漠进行无人机航拍,利用无人机遥感提取（光合）植被信息,并将无人机航拍影像的植被覆盖度统计单元与高分辨率卫星影像像元在空间上直接相对应,获取在高分辨率卫星影像像元尺度上的植被盖度,然后通过植被覆盖度和空间上与其相对应的源自高分辨率卫星影像的NDVI数据的拟合关系,建立基于源自高分二号影像的NDVI的阜康北部沙漠植被覆盖度遥感估算线性模型以及基于源自ZY1-02C影像的NDVI的克拉玛依平原荒漠植被覆盖度遥感估算二次多项式模型。研究中所采用的无人机遥感与卫星遥感相结合、植被覆盖度统计单元与卫星像元在空间上直接对应的方法,可避免以往相关工作中常以点位测量数据代表卫星像元数据所带来的不确定性。由于所用卫星影像的NDVI数据稳定性相对不足等原因,所建立的遥感估算模型的估算精度尚相对偏低,有待于今后进一步的工作加以改进。 相似文献
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青土湖区域属于绿洲—荒漠过渡带,生态系统脆弱,极易发展为荒漠。梭梭、白刺和芦苇为青土湖区域的植被优势种,对其生态系统稳定与健康发展起着关键作用。以青土湖区域梭梭、白刺和芦苇为研究对象,利用空间分辨率为0.5 m的高分辨率遥感影像Worldview-2,采用辅以纹理特征的面向对象分类方法,提取梭梭和白刺的冠幅面积以及芦苇的分布面积;根据野外试验数据,建立梭梭和白刺地上生物量与冠幅面积、芦苇地上生物量与分布面积关系模型。利用关系模型、冠幅面积以及分布面积对青土湖区域植被优势种地上生物量进行了估算,实现了植被优势种地上生物量估算由“点”到“面”的转换。结果表明：（1） 采取辅以纹理特征的面向对象分类方法取得了较高的分类精度,总体Kappa系数为87.9%,总体精度达到91.3%。（2） 研究区植被优势种地上生物量总量为3.17×103 t,其中梭梭地上生物量为0.54×103 t,白刺地上生物量为0.90×103 t,芦苇地上生物量为1.73×103 t,地上生物量芦苇>白刺>梭梭。该研究可以为深入研究青土湖区域生态恢复与碳储量提供参考。 相似文献
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文章主要研究基于空间三维视角的无人机技术监测农林资源的分布情况。研究中通过分析仅有蓝光、绿光和红光波段的无人机影像的光谱信息,建立目标地物的样本库,根据自定义的植被特征指数(VI’)成功提取了植被信息,在此基础上利用无人机的数字表面模型(DSM)与研究区的数字高程模型(DEM),构建了冠层高度模型(CHM),并综合使用CHM和光谱特征的均值作为阈值,提取植被信息中部分的甘蔗信息与林地信息,最后选用基于样本库的支持向量机(SVM)方法完成最后的分类工作,分类的总精度为96.44%,Kappa系数为0.928 6。为了做到成果的精细化和直观化,基于CHM阈值将林地类分为不同的高度林地资源层,采用三维模型展示最后的研究成果,充分体现了农林资源的生长与分布情况。 相似文献
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参照《中国植被》中的植被分类体系,结合野外考察结果,建立了适合中国西北农牧交错带的植被分类体系。以覆盖研究区的多幅Landsat影像为基础,按“分层分类,逐层验证”的思路,实现了对研究区植被信息的提取。提取时,先利用完全约束的最小二乘模型对遥感影像进行混合像元分解方法,将整个研究区划分为植被区和非植被区;在植被区,基于光谱特征、纹理特征和地形特征,构建CART决策树,获得了乔木林、灌丛和草原等7种主要植被型组;在植被型组内,基于不同植被类型NDVI的季节差异特征,构建NDVI差值比值指数 (NDVI_DR),将乔木林和灌丛区分为常绿和落叶植被型,使用温度植被干旱指数(TVDI),将草原进一步区分为荒漠草原、典型草原和草甸草原3种类型,从而得到各个植被型的空间分布范围。经验证,最终分类的总体精度能达到79.51%,kappa系数为0.773。采用的分类方法充分利用了遥感数据既有的光谱信息和纹理信息,同时辅以地形信息。实践结果表明,分层分类和多种指标相结合的方法可以有效实现对影像跨幅的、以复杂镶嵌结构为主要特征的农牧交错带植被信息提取,精度较高,技术可行。 相似文献