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多光譜成像+AI系統(tǒng)技術(shù)是如何來監(jiān)測(cè)植被的?

2022-06-16 10:48 性質(zhì):轉(zhuǎn)載 作者:蜂巢航宇 來源:蜂巢航宇
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隨著“無人機(jī)+”時(shí)代的不斷深入,無人機(jī)產(chǎn)業(yè)可以應(yīng)用到各行各業(yè),小到消費(fèi)級(jí)的航拍攝影,大到無人機(jī)的行業(yè)應(yīng)用。人們讓無人機(jī)搭載高分辨率相機(jī)、熱紅外相機(jī)、多...

隨著“無人機(jī)+”時(shí)代的不斷深入,無人機(jī)產(chǎn)業(yè)可以應(yīng)用到各行各業(yè),小到消費(fèi)級(jí)航拍攝影,大到無人機(jī)的行業(yè)應(yīng)用。人們讓無人機(jī)搭載高分辨率相機(jī)、熱紅外相機(jī)、多鏡頭相機(jī)等各種傳感器系統(tǒng)獲取數(shù)據(jù),從而滿足航拍、巡檢、建模等行業(yè)的需求。

無人機(jī)多光譜成像+AI系統(tǒng)技術(shù)是植被分布、長勢(shì)、病害、估產(chǎn)等監(jiān)測(cè)的有效手段。為植被監(jiān)測(cè)提供了新的平臺(tái),以其機(jī)動(dòng)靈活、經(jīng)濟(jì)高效、受大氣環(huán)境條件影響小和光譜、空間、輻射分辨率高等優(yōu)勢(shì),在植被精細(xì)、智能監(jiān)測(cè)方面具有巨大潛力,是當(dāng)前和未來農(nóng)業(yè)、林業(yè)、海洋等領(lǐng)域植被監(jiān)測(cè)技術(shù)發(fā)展的重要方向。

多光譜成像+AI系統(tǒng)技術(shù)植被監(jiān)測(cè)案例:


1

麗水云和縣植被監(jiān)測(cè)分析

2

臺(tái)州玉環(huán)植被監(jiān)測(cè)分析

農(nóng)林業(yè)植被監(jiān)測(cè)使用的無人機(jī)種類繁多,有無人直升機(jī)固定翼無人機(jī)、多旋翼無人機(jī)等多種機(jī)型。蜂巢航宇選用的是自主研發(fā)設(shè)計(jì)的一款高性能HC-332H油電混合六旋翼無人機(jī),具備全自主飛行能力,可搭載多光譜相機(jī)和GPS+光照度模塊,為植被精細(xì)化巡檢平臺(tái)。

優(yōu)勢(shì)如下:

1、油電混合具有4小時(shí)超長航時(shí)、可靠性高、平臺(tái)通用、抗風(fēng)等級(jí)可達(dá)六級(jí);

2、相對(duì)無人直升機(jī),HC-332H無人機(jī)操作簡(jiǎn)單、體積輕巧、攜帶方便、成本低;

3、HC-332H無人機(jī)可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)飛行速度、懸停、定點(diǎn)拍照、實(shí)時(shí)傳輸視頻,飛行載重量大,可同時(shí)搭載多種傳感器;

4、HC-332H無人機(jī)飛行速度可控,飛行高度可調(diào)且可以低空飛行,同時(shí)不受起飛降落場(chǎng)地的限制;

多光譜相機(jī)

多光譜相機(jī)

專用相機(jī)模塊:基于窄波段濾光技術(shù),準(zhǔn)確獲取特定波段光譜圖像信息。

GPS+光照度模塊

光照度模塊:實(shí)現(xiàn)同步矯正功能,減少氣象變化影響,提高檢測(cè)準(zhǔn)確度。

GPS模塊:自帶GPS模塊,經(jīng)緯度信息直接與圖像疊加,保證圖像定位精度。

多光譜算法實(shí)現(xiàn)

健康、枯萎、病死植被反射率

病死植被的特征波段配合窄波段濾光技術(shù)提高檢測(cè)率:針對(duì)植被發(fā)生情況提取特征波段(不同區(qū)域、不同月份、不同樹種、不同病死情況,特征波段不完全相同),動(dòng)態(tài)調(diào)整相機(jī)參數(shù)。

集特征波段多光譜成像與高清全色圖像于一體:一次飛行同步采集多光譜圖像和高清圖像以及高精度定位信息。

具備實(shí)時(shí)同步矯正功能:大幅度降低光照變化(早中晚、陰天晴天)對(duì)成像的影響,提高采樣窗口期圖像質(zhì)量及一致性。

航空遙感圖像植被病死識(shí)別軟件

目標(biāo)林區(qū)的識(shí)別準(zhǔn)確率不低于85%,處理速度不低于2000畝/分鐘,位置誤差小于1m,國內(nèi)首創(chuàng)。

航空遙感圖像中的多模型(規(guī)則)分類算法

航空遙感圖像,植被病死木光譜特征,決策樹+貝葉斯+kNN,多級(jí)病樹特征的分類規(guī)則,國內(nèi)領(lǐng)先水平。

航空遙感圖像中的植被病死木聚類去噪算法

DBSCAN算法+基于網(wǎng)格(sting),多級(jí)去噪(像元+病樹分布特征+聚簇形狀+林區(qū)背景),國內(nèi)先進(jìn)水平。

正射影像圖智能判讀點(diǎn)疊加行政區(qū)劃圖和林班圖

正射影像圖智能判讀點(diǎn)疊加林班圖

植被葉面在可見光紅光波段有很強(qiáng)的吸收特性,在近紅外波段有很強(qiáng)的反射特性,這是植被遙感監(jiān)測(cè)的物理基礎(chǔ)。通過這兩個(gè)波段測(cè)值組合得到指數(shù),對(duì)土壤背景變化敏感,能較好地識(shí)別植被和水體。在植被處于中、低覆蓋度時(shí),該指數(shù)隨覆蓋度的增加而迅速增大,當(dāng)達(dá)到一定覆蓋度后增長緩慢,所以適用于植被早、中期生長階段的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)。

AI算法實(shí)現(xiàn)

通過機(jī)載可見光影像獲取,AI分割分析,可快速提取疫情區(qū)域,并結(jié)合定位算法,提取疫區(qū)植被經(jīng)緯度,通過GIS地圖融合,形成疫情一張圖,高效摸排疫情現(xiàn)狀,輔助管理員進(jìn)行針對(duì)性處置。

可獲取這個(gè)區(qū)域本時(shí)段植被分布情況以及植被覆蓋比值。鑒于這種情況,我們對(duì)這個(gè)區(qū)域植被作定期監(jiān)測(cè),以指數(shù)作為參評(píng)標(biāo)準(zhǔn),這樣可以得到植被長期的發(fā)育狀況,作為產(chǎn)量評(píng)估和蟲害評(píng)估的主要依據(jù),對(duì)時(shí)時(shí)的監(jiān)測(cè)植被狀況,提高植被的實(shí)際生長具有顯著意義。

蜂巢航宇應(yīng)客戶要求順利完成植被蟲害監(jiān)測(cè)任務(wù):

識(shí)別松材線蟲枯木數(shù)量,并定位到每一棵樹的坐標(biāo)。

蜂巢航宇無人機(jī)基于多光譜成像+AI系統(tǒng)技術(shù)對(duì)植被(包括農(nóng)作物、經(jīng)濟(jì)作物、草場(chǎng)和森林等)的長勢(shì)和病蟲害監(jiān)測(cè)有機(jī)動(dòng)靈活、及時(shí)、快速、成本低廉、精確度高的優(yōu)勢(shì),可以為農(nóng)林業(yè)的信息化和現(xiàn)代化作出貢獻(xiàn)。特別是提供及時(shí)準(zhǔn)確的作物生長信息有益于合理使用肥料和農(nóng)藥,直接為改善和保護(hù)環(huán)境提供幫助。

蜂巢航宇是專門從事無人系統(tǒng)及相關(guān)軟硬件系統(tǒng)的自主開發(fā)、設(shè)計(jì)、生產(chǎn)、銷售、技術(shù)培訓(xùn)與售后服務(wù)的專業(yè)化高科技公司。公司深耕無人航空器領(lǐng)域,累積多項(xiàng)科研成果與相關(guān)技術(shù),逐漸形成了擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的一系列行業(yè)應(yīng)用無人機(jī)、機(jī)載設(shè)備等產(chǎn)品。

公司擁有一支以高水平技術(shù)帶頭人為核心的研發(fā)團(tuán)隊(duì),凝聚力強(qiáng)、創(chuàng)新力強(qiáng),有多年大型國企研發(fā)經(jīng)驗(yàn)。技術(shù)團(tuán)隊(duì)由莫斯科航空學(xué)院、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、西北工業(yè)大學(xué)等知名航空院校專業(yè)技術(shù)人才和航空工業(yè)、航天科工、航天科技、中科院、中電科等院所相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)專家共同組成。

公司產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于邊海防、智慧安防、綜合巡檢、應(yīng)急保障、智慧城市等諸多行業(yè),蜂巢航宇致力于向行業(yè)用戶提供高品質(zhì)可靠實(shí)用的無人機(jī)系統(tǒng)及解決方案。

公司總部坐落于北京市豐臺(tái)區(qū)諾德中心,承接全球各地相關(guān)業(yè)務(wù),并精研于行業(yè)應(yīng)用場(chǎng)景,為用戶提供無人機(jī)相關(guān)一體化解決方案。在河南省安陽市設(shè)立了安陽蜂巢智能,專注于無人機(jī)極限條件下的各項(xiàng)測(cè)試,提高、強(qiáng)化無人機(jī)的各項(xiàng)性能。在天津設(shè)立天津航宇智能,專注于無人機(jī)的研發(fā)和生產(chǎn),為蜂巢航宇無人機(jī)提供強(qiáng)大的技術(shù)支撐。


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