基于无人机技术的植被覆盖率调查研究开题报告

1. 研究目的与意义

研究背景

植被覆盖度( fractional vegetation cover，fvc) 通常定义为统计范围内植被( 包括叶、茎、枝) 的垂直投影面积所占的百分比，它能够直观地反映陆表植被的生长状况，因而是区域生态系统研究的重要指标，作为生态模型、水文模型、气候预报模型、区域蒸散发模型和陆面过程模型等在内的众多模型的基本输入参数，在各个领域有着广泛的应用。就农学领域而言，植被覆盖度能够反映作物的光截获能力，对于作物的生长及产量形成有着很好的指示作用，因而准确实时地获取地表植 被覆盖度信息，对于指导农业生产有着重要的意义。

传统的植被覆盖度获取方法通常采用地面测量的方式，如目测估算法、概率计算法、仪器测量法等，此类方法由于受到人力物力的限制，仅能得到有限次数的观测数据，且地面观测范围较小无法体现植被覆盖度的时空变异特性。相比而言，近年来逐渐发展起来的卫星遥感技术以其大范围、实时观测的特点，有着不可取代的优势，已经成为植被覆盖度获取的主要手段。遥感获取植被覆盖度的方法大致可以归纳为以下几 类: 统计模型法、物理模型法、混合光谱模型分解法、 林冠密度模型法以及基于数据挖掘技术的估算方法。其中，ndvi作为表征植被的重要光谱指数，是上述植被覆盖度获取方法中的关键参数，其应用主要集中于统计模型法以及基于混合光谱模型的像元二分法。尽管方法众多，但由于卫星遥感本身在很大程度上会受到大气条件的影响， 无法确保获得影像的品质，进而会影响到植被覆盖 度计算结果的准确性，同时就农田尺度的植被覆盖 度变化监测而言，卫星遥感影像的时空分辨率难以 同时满足研究需要。

2. 研究内容和预期目标

主要研究内容

1）阅读和研究与本课题有关的专业文献资料。掌握本课题的主要研究背景和意义，以及当前研究进展。了解无人机的主要工作原理，收集有关无人机数据处理的资料，掌握无人机的特点。且了解植被覆盖调查的主要方法。完成开题报告中的文献综述部分和其他项目。

2）了解无人机的结构，性能和原理。熟悉无人机数据的主要图像处理方法和技术，重点掌握利用无人机快速便捷地获取小区域正射影像的方法和流程。掌握外业无人机获取数据的方法，航摄路线的制定，航行参数进行设置，拍摄技术要求等等。掌握利用gps rtk技术进行外业像片控制点测量的方法。掌握摄影测量软件virtuozo。了解无人机数据的基本特点。熟悉利用正射影像提取植被信息的各种方法，了解envi软件，掌握各种图像处理和信息提取的方法。对校园的植被覆盖度进行调查和研究，得出结论。结合相关资料，对植被覆盖率调查的方法和流程进行系统地分析，得出研究结论。

3. 研究的方法与步骤

1) 基本概念了解：了解无人机航拍的细则、gps rtk控制点测量内容、遥感信息提取的主要技术手段、主要采用的数据形式。

资料收集与分析：收集相关文章、进行归集整理，为设计说明书编写奠定基础。

3）数据预处理：以全校区航拍图及控制点文件，利用virtuozo nt和envi5.1软件，对影像进行图像预处理。其中主要处理操作为：对几幅遥感卫星图像进行建模处理，包括：各项参数的设置，控制点文件的导入，相邻影像的内定向、绝对定向及相对定向，产品的生成。生成的众多正射影像进行拼接，大量图像完成整幅校园正射影像，最后成果图用于envi的植被信息的提取。

4. 参考文献

[1] 郭震冬，顾正东，许盛，刘宝武. 利用无人机技术进行社区植被覆盖率调查. 北京测绘，2017，(5)：88～91

[2] 刘峰，刘素红，向阳. 园地植被覆盖度的无人机遥感监测研究. 农业机械学报，2014，11(45)：250～257

[3] 汪小钦，王苗苗，王绍强，吴云东. 基于可见光波段无人机遥感的植被信息提取. 农业工程学报，2015，31（5）：152～159

5. 计划与进度安排

1) 1.5 学生选题，导师参加选题指导，并与指导教师见面。

2)3.10-3.20 指导教师下达毕业论文任务书，熟悉无人机获取数据的完整流程，和航摄参数的设置，掌握基本原理和当前的发展现状。并根据期间参考资料情况，完成开题报告。

3)3.21-3.25 学生收集资料，实地调查，设计论文详细提纲。