科研产出
基于无人机激光雷达的高通量作物冠层叶面积指数反演模型
《生物工程学报 》 2025 北大核心 CSCD
摘要：为探讨无人机激光雷达（light detection and ranging, LiDAR）对作物冠层叶面积指数（leaf area index, LAI）测量的可行性，利用无人机搭载激光雷达对分蘖期和伸长期的甘蔗冠层进行扫描，获取冠层点云；然后提取各行的平均高度、投影面积、不同部位点云数量等参数以及参数间的比值作为特征变量；再分别使用基于偏最小二乘回归（partial least squares regression, PLSR）、XGBoost特征重要性（XGBoost feature importance, XGBoost-FI）、随机森林递归特征消除（random forest recursive feature elimination, RF-RFE）这3种特征选择方法筛选模型最优输入变量，最后分别构建基于随机森林（random forest, RF）和自适应增强学习器（adaptive boosting, AdaBoost）的甘蔗LAI反演模型，并评估其效果。结果显示，行投影面积和行点云总量与LAI具有较高的相关性，分别达到了0.73和0.72；将行投影面积Sp、平均高度Havg、中层点云量Cm和行点云总量Ctotal作为输入变量构建的基于AdaBoost的LAI反演模型效果最好，其验证集决定系数Rv2最高，为0.713，均方根误差RMSEv为0.25。本研究结果为高通量获取大田作物的LAI提供了有效的方法，可以为甘蔗田间管理、育种提供科学指导。
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IspecHyper多旋翼无人机高光谱影像处理方法研究
《安徽农业科学 》 2024
摘要：为解决IspecHyper(莱森光学)多旋翼无人机高光谱成像系统缺乏数据处理配套软件,采集多航带高光谱数据误差大、坐标缺失、无法自动拼接等问题,以武鸣区太平镇角龙村柑橘种植基地为研究区,开展IspecHyper多旋翼无人机高光谱影像处理方法研究.首先,利用IspecHyper-VM200成像系统获取研究区高清照片和多航带高光谱影像数据;其次,以高清照片为数据源,通过PXI4D Mapper软件预处理和ENVI软件影像几何校正,形成高分辨率无人机正射影像;最后,利用ENVI软件裁剪多航带高光谱影像扭曲边界数据,以无人机正射影像为基准完成几何校正,进而通过影像镶嵌和光谱转换计算,形成高光谱反射率影像产品.结果表明,该研究形成的技术方法可有效解决IspecHyper多旋翼无人机高光谱影像处理存在问题,同时为无人机高光谱影像处理提供技术参考.
关键词： 遥感 IspecHyper 无人机 高光谱影像 图像处理
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无人机作业参数对伸长期甘蔗雾滴沉积分布的影响研究
《作物杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为优化无人机喷施甘蔗的作业参数，试验开展了四旋翼电动无人机喷施对伸长期甘蔗雾滴沉积分布特性的影响研究。设置五因素三水平正交试验，研究了化学调控剂种类、作业高度、飞行速度、喷药量和助剂种类对甘蔗冠层雾滴沉积量和雾滴均匀性的影响。结果表明，影响雾滴沉积量的因素按主次顺序依次为助剂种类、飞行速度、喷药量、作业高度和化学调控剂种类；影响雾滴均匀性的因素按主次顺序依次为助剂种类、飞行速度和作业高度。无人机最佳作业参数中化学调控剂喷药量为30L/hm~2，作业高度为4m，飞行速度为6m/s，使用加加力有机硅农用专业喷雾助剂。本文研究结果可为无人机在甘蔗上进行高效作业的发展奠定理论依据。
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基于无人机低空高光谱遥感影像的柑橘黄龙病植株监测模型
《湖北农业科学 》 2023 北大核心
摘要：以广西壮族自治区柳州市鹿寨县平山镇九简村的柑橘(Citrus reticulata Blanco)为研究对象,通过地面人工实测判别柑橘黄龙病(HLB)植株,协同无人机低空遥感获取标定柑橘种植地块的高光谱影像;计算柑橘健康植株和HLB植株冠层感兴趣区域(ROI)的平均光谱,并对初始光谱进行异常数据剔除、平滑去噪和光谱变换,得到原始光谱、一阶微分光谱(FDR)和二阶微分光谱(SDR);采用主成分分析法对其进行降维后,构建支持向量机(SVM)分类模型.结果表明,通过选择400~1 000 nm的特征波段,使用ArcGIS软件提取样本平均光谱,其全波段一阶微分光谱的训练集和测试集分类准确率分别达87.41%、84.67%,SVM分类模型参数分别为C=35.39、γ=0.01;使用ENVI软件提取样本平均光谱,其全波段一阶微分光谱的训练集和测试集分类准确率分别达92.39%、96.43%,SVM分类模型参数分别为C=5.06、γ= 1.02.无人机低空遥感高光谱监测柑橘HLB具有可行性,可快速识别柑橘种植园地的HLB植株.
关键词： 黄龙病(HLB) 无人机 高光谱 支持向量机 低空遥感 柑橘(Citrus reticulata Blanco)
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基于无人机RGB遥感的甘蔗株高估测
《作物杂志 》 2023 北大核心 CSCD
摘要：为快速准确地估测甘蔗不同生育期株高，探讨了无人机RGB系统遥感估算株高的可行性及效果。利用无人机RGB遥感平台，获取苗期、分蘖期、伸长中、后期和工艺成熟期的影像，通过Pix4D mapper生成数字表面模型（digital surface model,DSM），采用Eris Arcmap提取株高，基于DSM提取的株高与实测株高建立各生育期的估测模型，采用决定系数（R2）、均方根误差（RMSE）和平均相对误差（MRE）对模型进行评价。结果表明，基于DSM提取甘蔗各生育期的株高高于实测株高；全生育期模型拟合性最好，预测精度较高（验证集R2、RMSE和MRE分别为0.9611、0.1623和0.1102），苗期株高模型预测精度最高。其他各生育期模型的拟合性不及全生育期和苗期，精度较低，工艺成熟期模型的预测精度最低，拟合性最差。因此，基于无人机RGB遥感平台获取甘蔗不同生育期影像后通过DSM提取株高并运用于甘蔗重要生育期株高的估测时，注意不同生育期模型的适用性。
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无人机精准监测甘蔗长势技术研究与应用
《国土资源信息化 》 2021
摘要：及时准确的甘蔗长势信息对于科学种植指导和产量预估极其重要。为满足产业发展需求,本文研究无人机精准监测甘蔗长势技术,选取广西壮族自治区糖料蔗"双高"基地扶绥"甜蜜之光"开展应用。首先,通过无人机遥感平台采集2019—2020年同期高清影像,经过处理后生成可见光影像和甘蔗田块信息;其次,计算无人机植被指数NGRDI、EGRBDI、RGBVI、NGBDI、ExG、GLI,分别与同期卫星影像NDVI进行相关性分析;最后,选取相关性最高的植被指数与上年同期植被指数开展长势监测。结果表明,NGBDI与NDVI正相关性最高,其相关系数为0.805,试验区2020年8月甘蔗长势比上年优、与上年持平、比上年差的比例分别为27.04%、52.79%、20.17%,甘蔗产量有望增产。
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甘蔗喷施新型增产增糖剂效果研究
《甘蔗糖业 》 2021
摘要：为明确无人机喷施自主研发的新型增产增糖剂对甘蔗产量性状及品质的影响。本研究于2017～2019年在6个试验点开展试验,以当前广西主栽品种桂糖42号和柳城05-136为试验材料,设置无人机喷施新型增产增糖剂为处理组（T）、清水喷施为对照组（CK）。研究结果表明,无人机喷施增产增糖剂后甘蔗株高、单茎重、产量和节间数较对照分别提高8.32%、8.76%、11.99%和3.25%;无人机喷施新型增产增糖剂后甘蔗糖分、蔗汁重力纯度比对照分别高了0.78、2.57个百分点（绝对值）,蔗汁还原糖分比对照低了0.1个百分点。无人机喷施增产增糖剂后能显著提高甘蔗株高、产量和糖分,降低蔗汁还原糖分和提高蔗汁重力纯度。
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植保无人机喷施甘蔗的雾滴沉积量与农药残留量分析
《农药 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析植保无人机喷雾参数对甘蔗雾滴沉积量及农药残留量的影响.[方法]试验采用3因素(喷洒流量、飞行高度、飞行速度)3水平的正交试验,应用3WWDZ-10A四旋翼电动无人机喷施5%氯虫苯甲酰胺超低容量液剂,水敏纸收集药液雾滴并经Deposit Scan软件分析,液相-串联质谱联用仪分析叶片中的氯虫苯甲酰胺残留量.[结果]植保无人机不同喷雾参数喷施甘蔗的上部雾滴沉积量大于中部和下部雾滴沉积量,叶片中的氯虫苯甲酰胺残留量表现为上部>中部>下部的趋势,叶片上部的雾滴沉积量与叶片上、中、下部的氯虫苯甲酰胺残留量有显著的相关性;经方差分析确定较优的作业参数组合:喷头流量15 L/hm2、作业高度3 m、飞行速度4 m/s,为无人机喷施甘蔗时的作业参数提供了参考.[结论]植保无人机的喷雾参数影响甘蔗雾滴沉积量及叶片中的农药残留量.
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一种实用型无人机三维模型重建方法
《测绘与空间地理信息 》 2019
摘要：针对无人机三维模型无法单体化及难以构建实用模型的问题,文章研究了一种实用型无人机三维模型重建方法。首先,利用无人机倾斜摄影测量技术获取研究区5个角度高清数据,通过空中三角测量、加密点云、三维重建、产品输出等智能化技术处理生成了DOM、DSM、三维模型;其次,研究无人机DOM(可见光波段)的特性,利用面向对象分类方法提取了研究区地类信息;最后,借助Skyline平台,根据高度属性将提取的地类信息转换为2.5维矢量,使之与三维模型无偏差叠加,构建实用型无人机三维模型。结果表明:三维模型外观逼真,具有查询、检索、定位等实用功能,有效地改变了无人机三维模型仅有漫游的现象,同时研究的技术方法对于构建三维智慧城市具有重大意义。
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