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設備與工具近期，加拿大一枝黃花頻頻登上熱搜，全國各地都在如火如荼地開展鏟除清剿工作，為何國家對這種看起來普普通通的菊科植物實施了如此嚴格的除治政策呢？
圖1 一枝黃花鏟除新聞報道
一、背景介紹
加拿大一枝黃花，又名黃鶯、麒麟草。主要生長在河灘、荒地、公路兩旁、農(nóng)田邊、農(nóng)村住宅四周，是多年生植物，根狀莖發(fā)達，繁殖力極強，傳播速度快，生長優(yōu)勢明顯，生態(tài)適應性廣闊，與周圍植物爭陽光、爭肥料，直至其它植物死亡?？芍^是黃花過處寸草不生，故被稱為生態(tài)殺手、霸王花。因此，加拿大一枝黃花在2010年就被列入了我國第二批《中國外來入侵物種名單》。
圖2 一枝黃花盛花期（圖片來源于網(wǎng)絡）
二、項目簡介
長光禹辰積極響應國家對生物入侵的防治政策，公司技術(shù)團隊于11月份赴江蘇省某地獲取加拿大一枝黃花的多光譜影像并采集了高光譜數(shù)據(jù)，旨在通過低空無人機多光譜遙感技術(shù)對加拿大一枝黃花的搜查工作提供技術(shù)支持，協(xié)助生態(tài)環(huán)保與林草治理相關(guān)部門及時獲取惡性雜草的分布情況。
本次多光譜影像數(shù)據(jù)獲取采用M300 RTK+MS600 Pro多旋翼無人機遙感系統(tǒng)，同步搭載H20可見光載荷獲取高分辨率影像；并使用ASD地物光譜儀采集加拿大一枝黃花的不同生長期的高光譜數(shù)據(jù)。
圖3 M300 RTK+MS600 Pro+H20
三、數(shù)據(jù)分析
【1】高光譜信息提取
實驗獲取了一枝黃花盛花期的冠層光譜特征以及同場景下其他常見地物的高光譜數(shù)據(jù)，截取與多光譜相機波段重疊的400-1000nm部分分析其光譜特征，可發(fā)現(xiàn)加拿大一枝黃花具有以下光譜特征：
在近紅外波段（760-1000nm）與正常綠植、木板以及人工表面有著較大的反射差異，一枝黃花的反射率明顯偏高。
因植物本身的色彩特性，其在500nm后反射率迅速升高，明顯區(qū)別于其他植物與復雜地物。
圖4 一枝黃花盛花期光譜特征曲線
【2】多光譜影像光譜信息對比
將MS600 Pro多光譜相機的原始影像數(shù)據(jù)進行配準、拼接、反射率校正等預處理工作，得到測區(qū)范圍內(nèi)的一枝黃花拼接結(jié)果。
本次任務航高100m，拼接影像分辨率約為6.7cm。
圖5 多光譜拼接影像
其中測區(qū)內(nèi)北部存在種植比較密集的一枝黃花，使用ENVI軟件查看航空影像相應地物的光譜曲線，經(jīng)對比可發(fā)現(xiàn)一枝黃花的光譜特征與高光譜數(shù)據(jù)基本相同。
故針對一枝黃花在綠、紅波段（圖6中2、3波段）與綠色植被的差異、在紅邊、近紅外波段（圖6中4、5、6波段）與紅花間的差異以及在藍、綠波段（圖6中1、2波段）與其他地物的差異為主要信息進行建模提取。
圖6 航空多光譜影像光譜特征分析
【3】一枝黃花模型提取
100m航高下一枝黃花提取結(jié)果如圖7。
圖7 100m識別結(jié)果
將所建立模型應用于其他航高拍攝的高分辨率光譜影像，亦可達到較好的提取效果。圖8為20m航高的高分辨率多光譜影像中應用模型提取前后的結(jié)果，黃色部分為一枝黃花。
圖8 高分辨率多光譜影像提取
四、結(jié)論
通過高清影像目視影像對比與實地檢驗，應用該模型提取一枝黃花的整體精度超過80%。以光譜特征差異為主要因素建立的一枝黃花提取模型可以充分分離目標特征，并實現(xiàn)目標的自動化提取工作，同時低空無人機遙感的高效工作模式，也可大幅降低人力搜查成本。
未來，長光禹辰將持續(xù)關(guān)注多光譜遙感在“加拿大一枝黃花”識別與定位領(lǐng)域的應用，為生態(tài)環(huán)境、生物入侵等領(lǐng)域提供更加完善的解決方案。
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長光禹辰成立于2017年，是一家由中國科學院長春光機所和青島高新區(qū)聯(lián)合成立的高新技術(shù)企業(yè)，公司核心團隊來自長春光機所，形成了以MS600多光譜相機為代表的無人機載光譜遙感硬件產(chǎn)品線、以Yusense Map/Map Plus為依托的光譜數(shù)據(jù)預處理及分析軟件和以Yusense Cloud為依托的端云一體化服務平臺，并在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生態(tài)、環(huán)保、警用等領(lǐng)域開展了深入的行業(yè)應用。公司專注于無人機航空遙感與光電探測領(lǐng)域，持續(xù)推出革新的軟硬件產(chǎn)品，落地更豐富的行業(yè)應用場景，致力于用技術(shù)和產(chǎn)品推動行業(yè)進步。
長光禹辰成立于2017年，是一家由中國科學院長春光機所和青島高新區(qū)聯(lián)合成立的高新技術(shù)企業(yè)，公司核心團隊來自長春光機所空間光學部，在光譜遙感、光電探測領(lǐng)域具有深厚的理論基礎和豐富的工程經(jīng)驗，掌握完整的光譜儀器系統(tǒng)設計、先進的嵌入式視覺開發(fā)、復雜場景定量遙感智能調(diào)光、高精度自動輻射校正、光譜數(shù)據(jù)半定量反演及應用等核心技術(shù)，形成了以MS200、MS400、MS600、AQ600等系列多光譜相機為代表的無人機載光譜遙感硬件產(chǎn)品線、以Yusense Map/Map Plus為依托的光譜數(shù)據(jù)預處理及分析軟件和以Yusense Cloud為依托的端云一體化服務平臺，并在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生態(tài)、環(huán)保、警用等領(lǐng)域開展了深入的行業(yè)應用。公司專注于無人機航空遙感與光電探測領(lǐng)域，持續(xù)推出革新的軟硬件產(chǎn)品，落地更豐富的行業(yè)應用場景，致力于用技術(shù)和產(chǎn)品推動行業(yè)進步。
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