无人机载多光谱遥感在玉米倒伏信息提取方面取得重要进展

发布时间:2023-12-21

山东理工大学农业工程与食品科学学院兰玉彬团队在《农业工程学报》发表了题为“基于无人机多光谱遥感的台风灾后玉米倒伏信息提取”的研究论文,此研究采用搭载长光禹辰公司自主研发的MS600 Pro多光谱相机的四旋翼无人机,获取了台风灾后玉米倒伏田块的多光谱图像,利用特征筛选和机器学习对玉米倒伏信息进行了提取。


近年来,台风天气偏多,暴风雨不时发生,对玉米产量影响极大,轻则会对玉米造成15%~20%的减产,严重时可能造成一半以上的减产,随着无人机技术的发展,具有高分辨率、实时性能优越的无人机遥感能够及时、准确提取玉米倒伏信息,能够为灾后农业生产、政府决策及保险理赔提供数据和技术支持。



通过利用四旋翼无人机搭载MS600 Pro多光谱相机采集台风灾后的玉米地块尺度多光谱影像,提取影像的多光谱植被指数、反射率和纹理等特征。将提取的所有特征作为全特征集,利用 ReliefF、支持向量机递归(Support Vector Machines-Recursive Feature Elimination ,SVM-RFE)和套索算法(Least Absolute Shrinkage and Selection Operator,Lasso)三种特征筛选方法创建数据子集,采用5种监督分类模型对4种特征集进行分类提取研究区内玉米倒伏信息。通过特征筛选方法可大幅减少参与分类的特征数量,且可取得较高分类精度。采用KNN和ANN模型能有效识别土壤背景、正常玉米和倒伏玉米,K最邻近模型结合 SVM-RFE特征筛选方法分类精度最高,达93.49%,Kappa系数为0.9,并得到采用KNN模型结合SVM-RFE特征筛选方法分类结果最好。


研究表明,采用无人机多光谱影像数据,利用特征筛选和机器学习能够及时、准确提取灾后玉米倒伏信息,为台风灾后农作物倒伏信息提供了一种有效的技术手段。


附:


[1] 论文信息:赵静,闫春雨,杨东建,温昱婷,黎文华,鲁力群,兰玉彬.基于无人机多光谱遥感的台风灾后玉米倒伏信息提取[J].农业工程学报,2021,37(24):56-64.


[2] 论文下载(PDF格式):http://www.tcsae.org/cn/article/doi/10.11975/j.issn.1002-6819.2021.24.007