無人機遙感技術對作物面積的有效提取研究

謝國靖 李海 龍家凱

（貴州天地通科技有限公司，貴州 貴陽 550081）

一、無人機遙感技術及其應用優(yōu)勢

（一）無人機遙感技術

無人機遙感技術是把近些年日益成熟的無人機技術與遙感技術等多項先進技術相結(jié)合，實現(xiàn)包括對國土資源的監(jiān)測等多項空間遙感信息功能。隨著無人機技術等多項技術的不斷發(fā)展，在越來越多的領域如農(nóng)作物面積的有效提取等方面的應用效果和質(zhì)量產(chǎn)生著十分好的效果，在節(jié)省人力成本和保證工作的準確性、科學性上發(fā)揮了重要的作用。

無人機遙感技術是將無人機與遙感傳感器兩個重要的設備進行有效的結(jié)合。具體來說：第一，無人機。當前在農(nóng)業(yè)領域主要應用的無人機分固定翼和旋翼兩類，在計算機控制系統(tǒng)和動力系統(tǒng)等多個系統(tǒng)的配合下，能夠?qū)崿F(xiàn)無人機的順利起飛和降落，配備著有較長續(xù)航能力的電力系統(tǒng)來使得無人機能夠在空中作業(yè)的時間越來越長。通常無人機遙感技術是將無人機配備上差分技術以及單點定位技術，快速計算像片中心點坐標，通過快速影像處理的方法，將大面積拍攝影像或高程模型進行準確的處理，后臺利用先進的快速化處理影像、影像的矢量化和矢量數(shù)據(jù)的處理軟件，來保證圖像的清晰度以及完整性。第二，遙感傳感器。遙感傳感器的種類十分豐富，它是用來遠距離檢測地面物體或周圍環(huán)境所輻射以及反射電磁波的儀器。無人機遙感技術中對于遙感傳感器的需求，會根據(jù)實際作業(yè)的要求來進行決定。當實際作業(yè)的環(huán)境發(fā)生變化時，工作人員會選擇不同種類的遙感傳感器搭載無人機技術來應用到實際工作中，從而保證能夠獲取到準確詳實的監(jiān)測數(shù)據(jù)。

（二）無人機遙感技術在有效提取作物面積中的應用優(yōu)勢

在無人機遙感技術應用之前，工作人員一般會按照傳統(tǒng)的方式來開展提取作物面積的具體工作。雖然傳統(tǒng)的測量技術也能夠?qū)椖克趨^(qū)域的基礎地理信息進行采集、數(shù)據(jù)匯總和分析工作，但是傳統(tǒng)測量技術需耗費大量的人力、物力和財力，并且形成的產(chǎn)品較為單一，對于后期的使用管理和更新帶來了一定的問題。

但是無人機遙感技術是將無人機技術并通過遙感技術來實時、快速且準確地獲取到項目區(qū)的高分辨率航空攝影圖像，通過后期不同的處理手段來推出出大面積的數(shù)字正射影像圖、數(shù)字高程模型以及數(shù)字三維模型等產(chǎn)品，上述產(chǎn)品不僅時效性強而且精度高，能夠廣泛的用于作物面積的有效提取等多項農(nóng)業(yè)工作領域。比如當前在我國眾多農(nóng)村地區(qū)，政府及有關部門為了能夠準確的獲得該地的農(nóng)作物種植面積或種植品種，借助搭載了遙感傳感器的無人機來對該區(qū)域進行掃描和攝影，相較于傳統(tǒng)的入戶登記等統(tǒng)計手段，既保證了工作的準確性，又保證了工作的效率。

二、無人機遙感技術對作物面積有效提取的實際案例分析

（一）無人機遙感技術有效提取作物面積的具體步驟

第一，工作人員會借助搭載了先進遙感技術的無人機，在項目區(qū)內(nèi)進行拍攝，從而獲取到高分辨率航空相片，將獲取到的原始資料進行核查，資料與實際要求之間保持吻合后，提交給影像后處理組。第二，后處理組根據(jù)獲得的原始影像資料，對原始相片進行勻光、增強等處理手段，把處理好的相片根據(jù)好航測相關參數(shù)導入的航空攝影測量后處理軟件中，進行同名點自動提取等形成項目區(qū)快拼影像，根據(jù)快拼影像對項目區(qū)進行相控點的布設，運用多種測量技術對外業(yè)像控點坐標進行采集，形成像控成果資料。最后，工作人員利用顯示和監(jiān)控設備來對圖像進行分析，整理出所需數(shù)據(jù)，同時匯總出實際工作所需的信息。

（二）實際案例分析

案例一，青銅峽市友誼村的無人機遙感技術作物面積有效提取工作。近年來我國糧食產(chǎn)量穩(wěn)步增長，青銅峽市友誼村是當?shù)氐闹饕Z食村，為了能夠獲取到準確的作物種植面積以及對該地區(qū)的種糧食產(chǎn)量和平均每畝糧食產(chǎn)量等相關方面的數(shù)據(jù)，早在2018 年，當?shù)剞r(nóng)業(yè)部門工作人員就使用了無人機遙感技術來對該村作物的面積、種類等相關數(shù)據(jù)進行準確的測量。當?shù)剞r(nóng)業(yè)及統(tǒng)計部門的相關人員使用了20 余臺多旋翼無人機，并且為了能夠保證數(shù)據(jù)處理的及時和快速，現(xiàn)場也配備了10 余個具備極高處理速度的移動圖形工作站，能夠現(xiàn)場對所獲得的數(shù)據(jù)進行快速處理和分析，并最終得出準確的作物面積、作物種類等相關數(shù)據(jù)。工作人員在實際的調(diào)查現(xiàn)場，提前通過計算機將無人機的飛行路線進行確定，標注出無人機需要飛行的地點，將各個點位處拍攝的高清圖片進行后期的拼接以及圖形優(yōu)化等處理流程，最終獲得作物面積和種類的準確數(shù)據(jù)。

案例二，巫溪縣塘坊鎮(zhèn)。為了能夠準確的獲得全鎮(zhèn)主要農(nóng)作物的面積數(shù)據(jù)，該鎮(zhèn)的工作人員利用無人機遙感技術來大幅度的提高測量工作的質(zhì)量和效率。塘坊鎮(zhèn)工作人員為了能夠持續(xù)的優(yōu)化無人機遙感技術所獲得數(shù)據(jù)的模型，提前畫出三個樣板地塊，在這三個樣板地塊上，先利用無人機遙感技術進行測量，積累使用經(jīng)驗和發(fā)現(xiàn)檢測過程中暴露出來的不足，直到使用經(jīng)驗不斷豐富和熟練度不斷提升后，再拓寬到整個全鎮(zhèn)作物面積的有效提取工作中。塘房鎮(zhèn)工作人員利用無人機遙感技術，把無人機所拍攝的定點圖片以及影像資料進行處理，完成拼接、裁剪和地塊勾畫等工作，圈出合格范圍內(nèi)的作物面積，并且后期工作人員也對作物的品種、總糧食產(chǎn)量和畝糧食產(chǎn)量等數(shù)據(jù)又進行了深度的核對以及分析。

三、總結(jié)

綜上所述，隨著無人機技術等多項技術的不斷成熟，無人機遙感技術也獲得了多個領域工作的重點應用，尤其是在對作物面積的有效提取上，更發(fā)揮著非常重要的積極作用。相較于傳統(tǒng)的監(jiān)測模式，無人機遙感技術的工作效率更高工作質(zhì)量也更好，既保證了數(shù)據(jù)的實效性，又保證了數(shù)據(jù)的科學與準確性，對多個傳統(tǒng)行業(yè)都會帶來積極的效果。