基于去除土壤效应的烤烟叶面积指数及烟碱含量的无人机高光谱监测研究

[目的]土壤背景在无人机遥感监测中存在干扰作用,本文旨在对烟草长势和品质无人机高光谱监测进行去土壤效应的研究。[方法]通过实施2个品种、4个施氮水平互作处理的烤烟田间试验,利用无人机平台搭载的高光谱相机获取大田关键生育期的烤烟冠层反射光谱数据,并分别使用土壤植被组分光谱分解(3SV)算法与植被指数阈值法去除土壤效应后的各小区平均光谱,利用植被指数优化算法进行全生育期烤烟叶面积指数和烟碱含量的高光谱监测模型构建。[结果]在使用3SV算法后,波段组合与烟叶烟碱相关关系较高的区域分布在λ1:450~500 nm和λ2:580~660 nm组合以及λ1:630~670 nm和λ2:680~700 nm;波段组合与叶面积指数相关关系较高的区域分布于λ1:730~770 nm和λ2:750~800 nm组合以及λ1:510~600 nm和λ2:680~700 nm。基于3SV算法的烟叶烟碱含量与叶面积指数监测模型验证精度均较植被指数阈值算法处理后有不同程度提高,‘云烟87’烟碱的模型验证决定系数R 2从0.64提高到0.88,RMSE从0.71%降低至0.29%,效果最为明显。利用3SV算法与波段优化算法,筛选出与‘云烟87’和‘K326’叶面积指数关系最佳的指数分别为NDLI_(515,691)和NDLI_(764,799);与‘云烟87’和‘K326’烟碱含量关系最佳的指数分别为NDNI_(450,658)和NDNI_(456,654),并建立了适用于监测大田生育期的叶面积指数与叶片烟碱含量的模型。[结论]通过比较不同去除土壤背景算法,发现3SV算法提高了烟草叶面积指数与烟碱监测模型的精度,为无人机高光谱大面积监测烟草长势与品质提供了技术支持。

基于视觉传达技术的无参考低光照图像增强方法

为了优化低光照图像增强效果,提出基于视觉传达的无参考低光照图像增强方法。所提方法通过全景成像技术重构低光照图像,并采用计算机原理模拟光学成像系统,引入多重分形法和半软阈值指数衰减法去除重构图像上的噪声。通过亮暗双通道系数计算图像增强过程中的最佳透射率,并以此透射率对低光照图像展开增强处理。实验结果表明,所提方法重构图像完整、图像整体质量高、SIMM值接近于1,在不影响图像清晰度的前提下实现了图像去噪,对低光照图像的增强效果明显,避免了增强过程中的图像曝光,做到了图像细节的完整保留。

基于可见光影像的夏季玉米植被覆盖度提取方法研究

为了对夏季玉米四叶期、拔节期、抽穗期和花粒期的植被覆盖信息进行快速、精确提取,提出基于可见光植被指数阈值法与直方图相结合的提取植被覆盖度新方法。对试验田中玉米的上述4阶段进行图像提取,选择了VDVI、EXG和NGBDI等3个指数对植被覆盖度进行描述,并对其精度结果进行验证。结果显示:基于无人机可见光影像的植被阈值法能够准确提取夏季玉米4个阶段生长期的植被覆盖度信息,并且采用EXG指数描述植被覆盖度效果最好。

面向对象的乌金塘水库水体提取研究分析

水是生命的源泉,是人类赖以生存和发展不可缺少的最重要的物质资源之一。在人类利用的水资源中,地表水占较大比例,对人类的生产生活具有重要影响,因此,对其进行精确提取具有重要意义。针对传统的遥感数据提取水体方法需要近红外波段、中红外波段等丰富的光谱信息,以及单独考虑光谱信息或者空间信息等问题,本文通过研究分析Landsat-8卫星影像中水库水体的光谱和空间特征,提出一种基于规则的面向对象信息对乌金塘水库水体进行提取的方法。规则中利用了单波段阈值法、水体指数阈值法和空间面积阈值法。实验结果表明,本文提出的方法较好地去除了山体阴影的影响,并且最终提取水体的精度比较高,该方法能够应用于其他山区面状水体的提取。

1987～2016年红崖山水库面积时空变化分析

【目的】红崖山水库是亚洲最大的沙漠水库,对水库的水域变化进行监测与评估,目的在于保障水库调水能力和评估民勤绿洲水资源承载能力.【方法】利用收集的1987~2016年间95景Landsat TM/OLI影像和2景GF-1卫星遥感影像,选用基于阈值分割的改进归一化差异水体指数法(MNDWI),对红崖山水库近30a的水域动态信息进行提取.【结果】红崖山水库水域面积变化具有明显的季节性,水库水域面积总体呈现波动上升趋势,1987~1991年先下降,平均每年减少约2.1km^2;1991~1997年先上升后下降,期间水域面积总体增加,即由1991年的7.85km^2增加到1997年的11.44km^2,增加了3.59km^2;1997~2009年面积再次出现以2006年为转折点的先升后降的倒"V"型变化,即从1997年的11.44km^2增加到2006年的21.37km^2,再降到2009年的9.84km^2;2009~2016年间水域面积再次波动上升,上升了10.71km^2,其年际变化总体呈"W"型趋势.【结论】定期的农业灌溉、长期的扩建加固工程及人工增雨增雪是影响水库水域面积月际和年际变化的主要原因,人口数量下降和产业结构调整是间接影响因素.