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[期刊] 中国农业科学
[作者]
甘平 董燕生 孙林 杨贵军 李振海 杨凡 王立志 王建雯
【目的】基于无人机平台的遥感技术是目前研究的热点,也是推动现代化农业快速发展的主要力量之一。笔者欲通过分析涝灾研究区激光雷达点云数据反演的玉米冠层高度,快速准确实现玉米涝灾受灾范围监测和灾情评估,为防灾减灾、高产稳产、农业保险理赔等提供依据。拓展无人机载LiDAR数据在农业领域的应用价值,为农业等相关部门快速有效掌握农情信息提供保障。【方法】2016年7月19—20日,以因大暴雨导致涝灾的北京市昌平区一块玉米大田作为研究区,基于无人机平台获取研究区激光雷达数据。通过冠层高度模型(canopy height
[期刊] 中国农业大学学报
[作者]
刘婷 苏伟 王成 刘睿 李治 姜方方
以机载ＬｉＤＡＲ离散点云数据为数据源，基于植被冠层孔隙率与叶面积指数的关系，提出一种反演大田玉米叶面积指数的方法。对反演ＬＡｉ和实测ＬＡｉ进行对比分析，结果表明：基于ＡｘｅＬｓｓｏｎ改进的不规则三角格网加密方法可以将地面点和非地面点分开，结合高分辨率影像能够提取出玉米冠层点云；基于孔隙率反演ＬＡｉ，尼尔逊参数的选择对结果影响很大，利用扫描天顶角模拟尼尔逊参数，ＬＡｉ反演结果接近于真实情况。利用机载ＬｉＤＡＲ点云数据能精确地反演大田玉米ＬＡｉ，该研究方法适用于中等高度的农作物，可以扩展到甜菜、甘蔗等其他中等高度农作物。
[期刊] 清华大学学报(自然科学版)
[作者]
陈长坤 孙凤琳
洪涝灾害造成的危害广泛且复杂,合理的洪涝灾害灾情评估方法是制定有效防灾减灾措施的关键手段.根据《洪涝灾情评估标准》(SL579—2012),结合死亡人口、受灾人口、农作物受灾面积、直接经济损失、倒塌房屋、水利设施经济损失等关键影响因素,建立了洪涝灾害评价指标.综合灰色关联度分析法和熵权法,提出一种针对暴雨洪涝灾情的分级评估方法,并以2014—2018年的全国年度洪灾数据为例进行应用,最后结合评估结果和实际情况,提出了暴雨洪涝灾害防灾减灾工作的建议.结果表明:全国暴雨洪涝灾情熵权灰色关联度数值高的区域集中在东南区域和西北区域,防洪防涝工作重点分别在城市防洪和沙漠防洪;2016年全国暴雨灾情熵权灰色关联度分级属于较大洪涝灾害年.
[期刊] 中国农业科学
[作者]
运彬媛 谢铁娜 李虹 岳翔 吕明玥 王佳琦 贾彪
【目的】作物氮素营养状况是表征玉米冠层绿色程度和健康状态的关键指标，为比较玉米氮素营养估测模型中单一光谱指数模型与融合纹理信息模型精度的差异，探究基于无人机多光谱与纹理信息融合的玉米氮素营养估测模型的精准性与可靠性。【方法】采用Matrice 300 RTK多旋翼飞行器搭载MS600 Pro多光谱传感器，获取2年间6个氮素水平下玉米抽雄-吐丝期的多光谱影像数据，提取植被指数和纹理特征信息，综合分析植被指数、单纹理特征、组合纹理指数及植被指数和纹理指数融合的相关性，优选信息量最大的植被指数、归一化差值纹理指数（NDTI）及其组合信息，利用多元逐步回归（MSR）、随机森林（RF）、支持向量机（SVM）和灰狼优化的卷积神经网络（GWO-CNN）对比估测玉米叶片氮含量（LNC）、植株氮含量（PNC）、叶片氮积累（LNA）和植株氮积累（PNA）4个氮素营养参数。【结果】（1）不同氮素处理下玉米原始光谱反射率之间存在差异，红波段R（660 nm）、蓝波段B（450 nm）和近红外波段NIR（840 nm）波段差异较为显著。（2）基于无人机多光谱影像提取的植被指数（EVI、GARI、REOSAVI、SIPI和MCARI）、单纹理特征(var450、var660、mean840、dis720和hom840)和组合纹理指数NDTI均可用于VT-R1阶段玉米LNC、PNC、LNA及PNA估测，其中基于植被指数的GWO-CNN模型对LNC、PNC、LNA和PNA的估测效果优于单纹理特征和纹理指数模型，R2分别为0.831、0.761、0.826和0.770。（3）融合植被指数和纹理指数的GWO-CNN模型对LNC、PNC、LNA和PNA估测精度明显高于植被指数和纹理指数，R2分别为0.921、0.901、0.917和0.892，较单一光谱信息最优估测模型精度R 2分别提高了9.77%、15.54%、9.92%和13.68%。【结论】融合多光谱的植被指数和纹理指数能够有效提高玉米氮素营养估测精度，较好地评估玉米氮素分布情况，为田块尺度下基于无人机平台的玉米氮肥精准管理提供新思路。
关键词：
玉米 氮素 多光谱 植被指数 纹理信息
[期刊] 中国农业科学
[作者]
王立志 顾晓鹤 胡圣武 杨贵军 王磊 范友波 王艳杰
【目的】通过对倒伏发生前后的多时相ＨＪ－１Ｂ卫星ＣＣＤ多光谱影像植被指数的变化分析，实现区域尺度下的玉米倒伏受灾范围监测和灾情评估。【方法】以２０１５年８月３日因大风暴雨导致大面积玉米倒伏的河北省藁城市为研究区，提取ＨＪ－１Ｂ ＣＣＤ多光谱影像的多种植被指数，根据多时相植被指数变化量与实测倒伏样本的关联分析，筛选玉米倒伏敏感植被指数，采用正态（偏正态）统计理论的双阈值划分策略划定阈值，构建基于植被指数变化分析的玉米倒伏灾情遥感监测模型，评价玉米倒伏灾情严重程度，并基于野外实测样本进行精度评价。【结果】基于城镇、水体、倒伏与未倒伏玉米的ＨＪ－１Ｂ ＣＣＤ２多光谱反射率曲线可得，玉米与城镇建筑物和．．．
[期刊] 数理统计与管理
[作者]
魏章进 隋广军 唐丹玲
中国位于太平洋西岸,台风灾害对沿海地区的社会经济发展构成了严重威胁。本文以广东省为例,对台风所造成的灾情建立了灾情指数序列,采用有序样品聚类方法对灾情划分等级;并以灾情指数为因变量,探讨致灾因子与灾情因子之间的相关关系,建立了台风灾情预评估模型,并对模型进行了相关统计检验和实证分析,结果表明建立的统计模型具有较好的灾情预评估能力,可为台风减灾防灾决策提供参考。
关键词：
台风 灾害评估 多元回归 有序样品聚类
[期刊] 统计与决策
[作者]
张丽媛 李涛
针对现有的自然灾害灾情等级评估方法,未考虑评价指标的层次性,评价权重设计忽视其客观性,文章提出一种基于三角函数的评价指标权重确定方法,利用群决策中偏好集结思想,提出一种新的基于评价指标层次关系的自然灾害灾情等级评估模型及其算法,最后给出了应用该方法对我国2002~2009年历年自然灾害灾情等级分级的计算结果。
[期刊] 福建农林大学学报(自然科学版)
[作者]
杨焕波 赵静 兰玉彬 鲁力群 贾鹏 李志铭
为了快速获取夏季玉米四叶期、拔节期和抽穗期的植被覆盖度信息,以无人机拍摄的夏季玉米3个时期的可见光图像为研究对象,通过计算获取可见光波段的差异植被指数、过绿指数和归一化绿蓝差异指数.利用上述3种植被指数,通过时序交点阈值法和最大熵阈值法提取玉米3个生长时期的植被覆盖度信息,将监督分类结果作为真值对上述两种方法的提取效果进行评价.结果表明,与时序交点阈值法相比,利用最大熵阈值法确定的阈值提取玉米植被覆盖度精度较高,玉米3个生长时期的可见光波段差异(VDVI)植被指数的提取误差分别为4.66%、3.42%和5.81%.
[期刊] 中国农业科学
[作者]
赵静 李志铭 鲁力群 贾鹏 杨焕波 兰玉彬
【目的】为了精确高效识别玉米田间杂草,减少除草剂施用,提高玉米种植管理精准性。【方法】通过六旋翼无人机搭载多光谱相机获取玉米田块多光谱图像。为分离图像中植被与非植被像元,计算了7种植被指数,采用最大类间方差法提取植被指数图像中非植被区域,制作掩膜文件并对多光谱图像掩膜。通过主成分分析对多光谱图像进行变换,保留信息量最多的前3个主成分波段。将试验区域分为训练区域和验证区域,在训练区域中分别选取了675处玉米和525处杂草样本对监督分类模型进行训练,在验证区域选取了240处玉米样本及160处杂草样本评价模型分类精度。将7种植被指数、3个主成分波段的24个纹理特征及经过滤波的10个反射率,共计41项特征作为样本特征参数。利用支持向量机-特征递归消除算法(support vector machines-feature recursive elimination,SVM-RFE)和Relief算法从41项特征中各筛选14项特征构成特征子集,采用支持向量机、K-最近邻、Cart决策树、随机森林和人工神经网络对特征子集进行监督分类。【结果】支持向量机与随机森林对全部特征及2个特征子集分类效果较好,支持向量机总体精度为89.13%—91.94%,Kappa>0.79,随机森林总体精度为89.27%—90.95%,Kappa>0.79。【结论】SVM-RFE算法对数据降维效果优于Relief算法,支持向量机(SVM)模型对区域冠层尺度下玉米与杂草的分类效果最好。
[期刊] 地理科学进展
[作者]
陈亚宁，杨思全
关联度是事物之间、因素之间关联性的量度。本文基于计算自然灾害损失评价指标的参考序列Ｕ０和其比较序列Ｕｉ之间的关联度这一思路，建立灰色关联灾情评估模型，并以新疆“９６．７”洪水灾害灾情评估为例进行实例分析，计算得出了新疆“９６．７”洪水灾害中部分地州市灾害等级的归属及其等级序列。结果表明：应用灰色关联灾情评估模型进行自然灾害灾度等级划分，既避免了人为的主观任意性，又能够很好地与实际相吻和。因而，灰色关联灾情评估模型是一种科学、实用的灾度评价方法。
关键词：
自然灾害；灰色关联；灾情评估
[期刊] 中南林业科技大学学报
[作者]
戴颖成 陈知明 刘峰 李建军 吴毅 吴若南
【目的】森林火灾对生态环境的破坏巨大，各种火灾探测方法近年来备受关注，但不同的检测载体与检测数据在森林火灾检测的应用中仍具有各自的局限性。为此，提出一种基于深度学习与无人机红外影像的森林火灾燃烧点检测模型，旨在减少无人机森林火灾检测的延迟和丢失，提升森林火灾检测效率和检测能力。【方法】采集中国北部亚干旱地区森林火灾巡护数据，增加北亚利桑那大学无人机森林燃点数据提升模型的学习范围，同时对数据进行数据增广，提升模型学习的数据量。利用红外影像的成像特点对森林火灾燃烧点进行特征放大，降低检测数据的复杂度。引入计算量适当的目标检测算法，减少无人机森林火灾检测系统的检测时延。【结果】1）红外影像下的森林火灾燃烧点检测模型在非极大抑制IoU阈值为0.3的条件下，其检测AP(Average precision)值达到了0.961 6，检测精度（Precision）达到了0.929 3。2）红外影像森林火灾检测模型在40 fps的实时视频中的检测速度平均达到了31 fps。3）在图像翻转、图像旋转与图像仿射变换3种数据增广模式下，模型的检测性能达到最高。【结论】基于红外影像的森林火灾燃烧点检测模型对森林火灾更敏感，减少了森林火灾检测的计算量，减轻了地面站计算机的计算负担。图像的色域变换对红外数据下的森林火灾燃烧点检测模型提升效果不明显。
[期刊] 中国农业资源与区划
[作者]
王晶晶 史云 刘含海
[目的]高光谱成像技术在卫星遥感平台上由于飞行高度与技术限制等原因无法满足当前对于智慧农业与精准农业的需求,无人机平台的出现可以有效地弥补这一问题,给精细化、定量化研究农田信息提供数据支持。受平台稳定性,荷载能力等因素的制约,传统的推扫式高光谱成像仪不适用于无人机平台,而框幅式成像仪的应用前景较为广泛。但此类成像仪由于成像原理等因素的影响,获取的波段图像间存在姿态与位置差异,无法直接投入到后期应用中,在投入使用前需要进行波段配准。[方法]结合传统基于特征点的配准方法针对波段配准展开研究,对图像间灰度与位置
[期刊] 中国农业科学
[作者]
陈鹏飞 李刚 石雅娇 徐志涛 杨粉团 曹庆军
【目的】验证无人机机载高光谱传感器S185,并基于其获得的影像探讨无人机高光谱遥感反演叶面积指数的新方法。【方法】以东北玉米为研究对象,在吉林省公主岭市开展了玉米氮肥梯度试验,共设5处理,每个处理3次重复。分别在玉米的V5—V6,V11,R1—R2等生育期(Ritchie生育期)进行无人机飞行试验和地面光谱及叶面积指数测定,共获得数据45组。为验证S185影像数据,在相同尺度下提取S185影像信息与地面光谱信息,一方面从测定同一目标地物两者光谱反射率间的相关性进行分析,另一方面筛选15种常用的各类光谱指数,从整个生育期通过影像数据计算的各光谱指值与地面光谱仪计算的相应值变化趋势的一致性进行分析;将45组样品随机选择30组,基于人工神经网络算法利用S185数据建立反演叶面积指数的模型,剩下15组样品作为外部验证样品,用来验证神经网络模型的预测效果。另外,基于相同的分组数据,利用前面筛选的各光谱指数分别建立叶面积指数的反演模型,以与人工神经网络建模结果进行比较。【结果】在各个生育时期,同种目标地物S185测定数据与地面光谱仪测定数据间具有很强的相关性,相关系数在0.99以上;在玉米整个生育期,S185数据计算的各光谱指数与地面光谱仪计算的各光谱指数变化趋势相同,相关系数在0.88以上;在构建基于人工神经网络法反演叶面积指数的模型中,建模时的决定系数为0.96,均方根误差为0.42,相对均方根误差为13.15%;外部验证时的决定系数为0.95,均方根误差为0.54,相对均方根误差为16.74%,这一结果优于基于各光谱指数建立的叶面积指数反演模型。【结论】无人机搭载S185传感器可用于准确获取玉米冠层高光谱信息,且可利用人工神经网络法基于这一数据建立玉米叶面积指数的反演模型。
[期刊] 沈阳农业大学学报
[作者]
郭爽 兰玉彬 许童羽 陈春玲 于丰华 姚伟祥 马辉 孙慕君
作为智能农业的重要组成部分,植保无人机的使用大大提高了作业效率,但智能设备快速推广使用的同时也对环境产生了一定的风险及危害。为了实际检测植保无人机的喷施效果并评估施药风险,开展北方寒地玉米多旋翼植保无人机航空喷雾效果研究,着重对比3种不同施药量下雾滴在玉米冠层不同部位的沉积效果,同时就添加助剂对于雾滴沉积的影响效果进行分析。结果表明:自然风对雾滴沉积效果的影响程度要强于施药量的变化,尤其是当无人机使用孔口尺寸较小的常规压力喷头进行喷施作业时,若自然风风速较大会显著导致无人机有效沉积减少(p=0.045);在2m的喷施作业高度下,施药量为15L·hm~(-2)(1#、4#)和30L·hm~(-2)(2#)时雾滴沉积效果的差异并不是很大。只有当施药量增大为45L·hm~(-2)时,才可以在一定程度上增加喷施雾滴在玉米冠层间的沉积,但会导致雾滴的沉积均匀性变差以及沉积率降低,污染环境的风险也随之加大。研究还发现添加助剂会使航空喷施雾滴粒径显著增大,对于雾滴覆盖率和沉积密度的沉积分布效果也有一定影响作用,却并不显著。研究结果可以作为当前植保无人机施药作业的参考。
[期刊] 长江流域资源与环境
[作者]
朱浩 王凯 程向阳 刘佼 王晓东
利用安徽省雷电灾害资料和闪电定位资料,对1998~2012年的雷电灾害特征进行了统计分析,选取年平均雷灾次数N、年平均伤亡人数M和年平均经济损失E作为基本评价指标,利用熵权综合评价模型对安徽省78个县级行政单位的区域雷电灾情进行评估,对雷电灾害强度空间分布做了等级划分。结果表明:2002~2009年为安徽省雷电灾害高发年份;全省雷电灾害主要集中发生在6、7、8月份;雷电灾害发生于城市(县城)的频次要多于乡村;乡村地区的雷电灾害损失类型主要为人身伤亡,城市的雷电灾害损失类型主要为电子设备的物理损害和经济损失;民用、电力和通信为全省主要雷电灾害损失行业。综合灾情指数G分布反映了不同地区受雷电灾害的...
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