基于无人机机载光谱仪的绿潮面积监测技术研究

作     者：石凤星 

作者单位：燕山大学 

学位级别：硕士

导师姓名：毕卫红;童维军

授予年度：2022年

学科分类：0810[工学-信息与通信工程] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 081002[工学-信号与信息处理] 

主      题：绿潮 多光谱 高光谱 无人机 植被指数 监督分类 

摘      要：自2008年以来,绿潮暴发给我国沿海地区的生态环境和经济发展带来了负面影响。由于绿潮暴发迅速、持续时间长、覆盖范围大,传统的船舶航次调查无法进行全面实时的监测,遥感卫星分辨率较低,难以在绿潮暴发初期进行有效监测,无人机搭载普通相机获取的地物信息少,监测精度低,所以利用无人机机载光谱仪对绿潮进行监测是十分必要的,对绿潮灾害的防控和治理具有重要意义。本文开展了基于无人机机载光谱仪的绿潮面积监测技术研究,主要研究内容如下。首先,介绍绿潮监测的国内外研究现状,分析不同监测方法的优缺点,提出解决问题的方法。其次,对绿潮识别分割理论进行研究,采用植被指数结合阈值分割和监督分类的方法对图像中的绿潮藻进行识别与分割。再次,开展基于无人机机载多光谱仪的绿潮面积监测技术研究,介绍研究区域的概况,开展多光谱图像反射率校正实验,研究无人机飞行高度和航拍面积的对应关系,拼接多光谱图像,然后利用归一化绿波段差值植被指数结合最大类间方差法对多光谱图像中的绿潮藻进行识别分割,并验证该方法的监测精度。最后,开展基于无人机机载高光谱仪的绿潮面积监测技术研究,利用反射率校正板对高光谱图像进行反射率校正,测量分析绿潮暴发区域典型地物的高光谱曲线,利用不同的植被指数和不同的监督分类器分别对高光谱图像中的绿潮藻进行识别与分割,对实验结果进行对比分析,确定最优的监测方法,最终实现对绿潮面积的实时、精准监测。