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[期刊] 草业科学
[作者]
孙珊珊 满都呼 伟军 朝克图 阿焱 张恒 付和平 武晓东 袁帅
传统的地下啮齿动物种群数量统计方法如人工捕尽法、土丘计数法等,操作起来费时耗力。无人机航拍技术是一种灵活性强、易操作、可实现地面数据与航拍影像动态分析的技术。本研究基于无人机(unmanned aerial vehicle,UAV)航拍技术,采用不同飞行高度和拍摄面积在呼伦贝尔草甸草原13处具有代表性地点调查东北鼢鼠(Myospalax psilurus)地面土丘密度。对航拍影像进行目视解译提取土丘数量,结合地面人工调查测定土丘数量,分析最佳航拍高度;分析航拍面积与土丘密度之间的关系,明确无人机调查东北鼢鼠地面土丘的最小取样面积。研究结果表明,在呼伦贝尔草甸草原地区,调查东北鼢鼠种群相对数量时,无人机最佳航拍高度为50 m,最小取样面积为2.21 hm2。
[期刊] 草业科学
[作者]
岳闯 纪羽 袁帅 付和平 杨素文 郭乾伟 武晓东
2016年和2017年9月,在内蒙古呼伦贝尔草甸草原东北鼢鼠(Myospalax psilurus)栖息地设连续放牧区(CG)、按月轮牧区(MG)、季节轮牧区(QG)、过度放牧区(OG)和禁牧区(CK)共5个不同放牧强度样区,对植被性状和东北鼢鼠新土丘数量及其关系进行了分析。结果表明,1)放牧降低了物种的多样性,草丛高度、株丛数、生物量和盖度在季节轮牧区均最大。2)东北鼢鼠新土丘数量在不同放牧强度样区存在极显著差异(F=7.80,PQG>CK>CG>OG。3)鼢鼠新土丘数量与植物株丛数呈极显著负相关关系(P<0.01),与生物量和Shannon-Wiener指数呈显著负相关关系(P<0.05),与草丛高度和盖度呈显著正相关关系(P<0.05)。这些结果说明不同放牧方式下,草甸草原植被性状和鼢鼠新土丘数量会出现不同程度的变化,季节轮牧区可以在控制东北鼢鼠土丘密度的同时,维持植物性状的最优化和较高的生产力。因此,本研究认为在呼伦贝尔草甸草原区应采用季节轮牧的方式。
[期刊] 运筹与管理
[作者]
乐健驿 宋业新 陈洋
多舰载无人机协同对海上目标攻击的任务规划是有效提高无人机海上作战能力的关键技术之一。不同于陆基起降平台,舰载无人机的起降平台为复杂海洋环境下的移动平台。针对这一特点,考虑了舰载无人机起降场为存在时间窗口约束的移动起降场、完成任务所需空中时间以及生存威胁等各方面因素,以攻击收益最高、无人机损毁最小为目标建立了多目标任务规划模型,并给出了双种群优化算法对其进行求解。通过与经典的NSGA-2、SPEA2等多目标优化算法进行对比,仿真结果表明该方法是可行、有效的。
关键词:
舰载无人机 双种群优化算法 任务规划
[期刊] 草业科学
[作者]
郭新磊 宜树华 秦彧 陈建军
高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是青藏高原生态系统中的关键种之一,其栖息地环境特征对其空间分布的影响一直是重要的研究内容。由于传统地面观测方法耗时耗力,而卫星遥感分辨率低没法识别,因而对高原鼠兔栖息地的研究多为定性且缺少大范围量化研究。无人机航拍为研究高原鼠兔栖息地提供了新的可能,本研究于2015年6月-8月在青藏高原进行了定点定高航拍,共布设了约300个工作地点,获取了约1 800张航拍照片;每张照片覆盖地面26 m×35 m,每个像元覆盖地面约为1 cm2;通过自主开发的照片处理软件对
[期刊] 自然资源学报
[作者]
郭兴健 邵全琴 杨帆 李愈哲 汪阳春 王东亮
本研究于2017年利用无人机航拍调查对黄河源玛多县县域内的岩羊种群数量进行了估算,并对其分布规律进行了研究。无人机航拍共获取影像23784张,有效面积326.6 km~2,通过目视解译,获取样带内的岩羊种群数量为203只,种群密度为0.6215只/km~2。通过推算,得到玛多县岩羊种群数量为8968只。对玛多县岩羊分布位置与环境因子的分析结果显示:岩羊偏好于选择海拔为4100~4200 m、距公路大于3 km、距悬崖峭壁200 m以内的区域活动。本研究利用无人机航拍样带调查估算黄河源玛多县岩羊种群数量与密度,并结合ArcGIS软件对其生境进行分析,将3S技术与野生动物调查相结合,为青藏高原地区大型野生动物相关研究提供了新思路。
[期刊] 草业科学
[作者]
戚桂美 郁志宏 单艳敏 田彦军
快速确定鼠洞斑块在生态上很重要,在技术上也具有挑战性。无人机影像与面向对象分析技术(OBIA)相结合为鼠洞斑块识别提供了新的技术手段,也为理解鼠洞斑块与植被盖度之间的空间格局提供了可能。然而OBIA的扩展特征空间,包含大量冗余信息,影响鼠洞斑块提取的精度和效率。本文提出一种OBIA耦合特征选择的荒漠草原鼠洞斑块识别框架,研究支持向量机、随机森林、K-最近邻在鼠洞斑块识别上的性能,探讨鼠洞斑块面积与植被盖度之间的关系。结果表明:特征选择与随机森林相结合的算法总分类精度高达91.74%,Kappa系数为0.89,优于支持向量机和K-最近邻,表明特征选择在降低特征维度的同时,可以提升随机森林算法的性能。基于最优特征集的支持向量机在处理无人机影像上的时间成本最低,样本的平均处理时间为11.48 s,特征选择可以有效提高影像处理的速度。本文还证明了鼠洞斑块面积与植被盖度之间满足二次函数关系。该研究为基于无人机影像的荒漠草原鼠害监测提供了一种新的方法,也为鼠害防治和草原治理提供了理论指导。
[期刊] 草业科学
[作者]
伏帅 冯琦胜 党菁阳 雷可欣 乔万鑫 梁天刚 潘冬荣 孙斌 姜佳昌
植被盖度是反映植被基本情况的客观指标和重要参数。本研究在对比8种常用的可见光植被指数计算草地盖度精度的基础上,发现这些植被指数对荒漠草地的植被盖度估测效果较差,因此提出一种适用于荒漠草地植被盖度估测的荒漠植被指数(DVI),并评价了不同植被指数对不同草地类型的植被盖度估测效果,分析了不同草地类型阈值取值的变化情况。结果表明:1)所选植被指数对草甸草地和典型草地的盖度估测效果均较好,精度较高(准确率>90%,F1得分> 0.9)。草甸草地中超绿指数(Ex G)的盖度估测效果最好(准确率> 93%,F1得分> 0.95),典型草地中各植被指数无明显差异,但对荒漠草地植被盖度估测效果较差,精度较低(F1得分≤0.6)。2) DVI对荒漠草地植被盖度估测精度较高(准确度> 93%,F1得分达到0.71),能够有效弥补上述植被指数的缺陷。3)绿叶指数(GLI)和植被颜色指数(CIVE)的阈值对草地类型敏感性最弱;Ex G、超绿超红差分指数(Ex GR)、植被因子指数(VEG)、Woebbecke指数(WI)等植被指数的阈值对草甸草地和典型草地的敏感性较弱,但对荒漠草地的敏感性较强;组合指数(COM)和Lab指数(Lab)对草地类型的敏感性最强。
[期刊] 北京林业大学学报
[作者]
张一茗 付慧
无人机林地航拍图像具有的分辨率高、数据量大、边缘丰富的特点,造成了特征点配准中误匹配率的增加,因此本文提出了一种新的无人机林地航拍图像序列拼接方法。分形中的间隙度可用于描述图像区域纹理的粗糙程度,本文首先利用间隙度特征选取图像中局部图像块作为候选区域查找特征点,减少了待配准的特征点数量,提高了特征点配准正确率;其次,采用全局拼接技术变换图像,减少传统拼接中矩阵连乘产生的误差的积累和传播。实验中选取了不同拍摄高度的两组图像序列,将本方法与传统的全局SURF特征方法和降采样图像拼接方法进行了对比,结果显示本方
[期刊] 地理科学进展
[作者]
焦庆宇 陈新锋 郑志刚 柏艺琴 刘艳思 张正娟 孙龙妮
为解决无人机数量的快速增长导致其对地面尤其是城市内运行风险的提升,提高无人机的运行效率,减少无人机对地面人群造成的威胁,需基于人群密度对无人机制定特定的路径规划。然而,现阶段对无人机进行路径规划时仍以静态人口统计数据作为地面风险的分析依据,未能根据人群密度的时空变化特征对无人机进行实时路径规划。论文首先分析城市路网人群密度时空数据特征;其次,利用卷积神经网络对不同区域的人群密度进行预测;最后,根据已预测的人群密度数据,利用改进A~*算法对无人机进行实时路径规划及风险评估。使用该模型对北京上空无人机路径进行规划,结果显示,无人机运行风险降低了76%,可为无人机交通管理系统实时路径规划功能的建立提供理论参考。
[期刊] 林业科学
[作者]
马涛 郑江华 温阿敏 陈梦 穆晨
【目的】利用无人机低空遥感航拍影像探索分析大沙鼠鼠害分布与地形的关系,以期获取研究区内鼠洞分布空间特征,为科学治理鼠害提供支持。【方法】2015年10月对新疆古尔班通古特沙漠南缘的荒漠林大沙鼠典型鼠害区进行无人机低空航拍,获取空间分辨率为0.024 m的超高分辨率影像与空间分辨率为1 m的数字高程模型(DEM)影像,运用人工目视解译方法获得大沙鼠鼠洞分布情况;基于无人机航拍数字高程模型影像提取研究区的坡向、坡度、高程、地形起伏度等地形特征;叠加统计分析该区域大沙鼠鼠洞空间数据在不同地形特征中的分布占比。【结果】新疆古尔通古特沙漠南缘研究区内沙丘多为南北走向,该区大沙鼠鼠洞主要分布于沙丘的东坡及东北坡(占鼠洞的50.7%)、阴坡(占鼠洞的61.2%)、平坡和缓坡(占鼠洞的89.7%),以及海拔为432.5~435 m(高程为2.5~5 m)梯度下(占鼠洞的53.8%)和地形起伏度0.1~0.25 m范围内(占鼠洞的34.7%)。【结论】研究区域内大沙鼠鼠洞分布具有空间分布差异与地形有密切关系。在基层的大沙鼠鼠害防治中,结合考虑地形因素,可提高对鼠害的防治效率,这为新疆鼠害治理提供了新的思路与方法。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
王博文 聂同 和孜轩 胡文信
近年来,地下空间灾害事故多发频发,如何利用全地形可灵活部署的无人机快速回传灾情数据是现代化应急管理体系建设的关键任务,电子信息等相关专业教学亟须进行面向地下空间的无人机应急通信网络实验和仿真。该文结合超图理论提出基于Q-learning的自适应动态信道选择算法,并利用ns-3网络仿真平台对网络环境模拟和网络性能测试进行了仿真实验设计,验证了该算法具有在高动态场景下有效提升网络平均吞吐量的能力,可为无人机应急通信网络场景化教学实践平台的建设打下坚实基础。
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
温凯 陈缪
针对无人机培训教学的需求,研制了一款适用于无人机教学的全尺寸四旋翼无人机教学平台,并开发了配套的课程。该平台实现了将无人机带入课堂,并真实飞行,增加了无人机操作的安全性和便捷性。配套课程能够通过与无人机互动实现相关基础知识和理论的学习。该平台建立了逼真的飞行操作环境,具备教学和实时显示功能,可完成无人机的各种训练操作程序,既满足培训要求,又节约费用、降低风险,可以大大提高无人机培训效率,缩短培训时间。
关键词:
四旋翼无人机 教学平台 课程开发
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
李昂 王洋 曹英丽 于丰华 许童羽 肖文
目前常用的水稻产量估算方法以卫星遥感估产为主,卫星遥感估产的分辨率较低、缺乏机理性、误差较大。为了能够快速灵活地获取水稻冠层信息、提高分辨率、准确地估测水稻产量,利用无人机平台搭载高清数码相机,拍摄从抽穗期到成熟期的水稻冠层影像,首先应用中值滤波算法对RGB颜色空间下水稻冠层图像进行去噪,然后针对彩色水稻图像的颜色特征,将图像由RGB颜色空间转换到L*a*b*颜色空间,运用K均值聚类算法对水稻冠层图像进行聚类分析、图像分割,提取出水稻穗、获得水稻穗数量、代入水稻产量估算公式进行估产。试验区域共有18块水稻
[期刊] 实验技术与管理
[作者]
傅隆生 房文泰 武振超 李瑞
在农业院校及相关科研生产单位中,无人机被广泛应用于果园的农情信息获取,但现有消费级无人机通常只装配RGB相机,常规的定高飞行随着距离增加可能出现不稳现象,导致数据偏差,影响后续计算分析。该文基于自行开发的无人机平台,装配Nvidia开发板搭载RGB-D相机,设计果园多参数获取实验。该无人机平台能够完成果园RGB-D数据的实时监测、多个参数数据获取及存储等功能,学生可通过参数获取实验中的实际操作实现相关基础知识和理论学习,同时,该无人机平台各部件易拆装且留有开源端口,便于学生进行自主研发。经大量测试及优化后,结合RGB-D技术的无人机平台精度满足教学科研要求,结合深度学习方法开展果园中苹果树的多参数估测实验案例研究(包括果树树高、冠幅长和冠幅宽),以期为本科、研究生的教学科研工作的开展提供支撑。
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
李红军 何雄奎 宋坚利 杨苡
为全面掌握全球农用无人机的研发态势,对2000—2019年Web of Science数据库中的论文和Derwent数据库中的专利进行分析。结果显示:中国、美国、西班牙、德国、日本和印度是农用无人机研发的主要国家;无人机论文数量前五强机构均来自中国,专利数量前五强机构以美国的公司为主,但农用无人机及植保无人机专利数量前五强机构来自中国的最多;中国在植保无人机研究中占据主导地位,论文和专利数量占全球的比例分别为61%和78%;农用无人机重要论文的产出国为西班牙和美国,而重要专利的产出国为美国和中国;农用无人机研发关注作业系统、测控系统和方法原理等方面,其中植保无人机研发侧重于作业系统和部件;农用无人机在遥感监测、长势监测与估产、植物保护中有广泛应用,在畜禽监管、播种授粉、农业灌溉等方向也逐步得到推广。作业对象信息特征的提取和分析是农用无人机推广应用的关键,未来的研发既要关注终端的作业设备研究,还要深入开展作业对象表型的研究,开发出高敏感度的传感器,适应精准农业的要求。
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