基于无人机可见光波段对荒漠植被覆盖度提取的研究
1
2018
... 荒漠生态系统是中国内陆干旱地区重要的陆地生态系统,荒漠植被具有防风固沙、涵养水源等重要生态功能,并通过固碳增汇与土壤保持对维持大气碳平衡、减缓气候变化具有显著作用[1-2].植被覆盖度作为量化植被状况的关键指标,能够直接反映生态系统健康水平,并为准确估算区域碳平衡提供重要依据[3-5].但荒漠生态系统独特的干旱少雨、土壤贫瘠等环境特征,使其生态环境尤为脆弱,亟须有效保护[6]. ...
荒漠植被覆盖度遥感提取研究进展
1
2024
... 荒漠生态系统是中国内陆干旱地区重要的陆地生态系统,荒漠植被具有防风固沙、涵养水源等重要生态功能,并通过固碳增汇与土壤保持对维持大气碳平衡、减缓气候变化具有显著作用[1-2].植被覆盖度作为量化植被状况的关键指标,能够直接反映生态系统健康水平,并为准确估算区域碳平衡提供重要依据[3-5].但荒漠生态系统独特的干旱少雨、土壤贫瘠等环境特征,使其生态环境尤为脆弱,亟须有效保护[6]. ...
基于可见光影像提取干旱荒漠区植被覆盖度
1
2025
... 荒漠生态系统是中国内陆干旱地区重要的陆地生态系统,荒漠植被具有防风固沙、涵养水源等重要生态功能,并通过固碳增汇与土壤保持对维持大气碳平衡、减缓气候变化具有显著作用[1-2].植被覆盖度作为量化植被状况的关键指标,能够直接反映生态系统健康水平,并为准确估算区域碳平衡提供重要依据[3-5].但荒漠生态系统独特的干旱少雨、土壤贫瘠等环境特征,使其生态环境尤为脆弱,亟须有效保护[6]. ...
基于无人机低空遥感的荒漠植被覆盖度与归一化植被指数验证及其对水热梯度的响应
1
2020
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
宁夏农牧交错区植被覆盖时空变化及成因分析
1
2023
... 荒漠生态系统是中国内陆干旱地区重要的陆地生态系统,荒漠植被具有防风固沙、涵养水源等重要生态功能,并通过固碳增汇与土壤保持对维持大气碳平衡、减缓气候变化具有显著作用[1-2].植被覆盖度作为量化植被状况的关键指标,能够直接反映生态系统健康水平,并为准确估算区域碳平衡提供重要依据[3-5].但荒漠生态系统独特的干旱少雨、土壤贫瘠等环境特征,使其生态环境尤为脆弱,亟须有效保护[6]. ...
基于无人机遥感与随机森林的荒漠草原植被分类方法
2
2021
... 荒漠生态系统是中国内陆干旱地区重要的陆地生态系统,荒漠植被具有防风固沙、涵养水源等重要生态功能,并通过固碳增汇与土壤保持对维持大气碳平衡、减缓气候变化具有显著作用[1-2].植被覆盖度作为量化植被状况的关键指标,能够直接反映生态系统健康水平,并为准确估算区域碳平衡提供重要依据[3-5].但荒漠生态系统独特的干旱少雨、土壤贫瘠等环境特征,使其生态环境尤为脆弱,亟须有效保护[6]. ...
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
Estimating fractional cover of non-photosynthetic vegetation for various grasslands based on CAI and DFI
1
2021
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
Mapping the fractional cover of non-photosynthetic vegetation and its spatiotemporal variations in the Xilingol grassland using MODIS imagery (2000-2019)
1
2022
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
A novel spectral index for estimating fractional cover of non-photosynthetic vegetation using near-infrared bands of Sentinel satellite
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2021
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
结合Sentinel-2数据与光谱特征的稀疏非光合植被指数构建
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2023
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
Comparison of different multispectral sensors for photosynthetic and non-photosynthetic vegetation-fraction retrieval
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2020
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
... 本方法基于VDVI与亮度指数构建判别规则,前提是不同地物在特征空间中具有相对稳定的分布差异.在无人机拍摄过程中,云层、太阳高度角及气溶胶的变化会直接影响地物的成像特征[11],同时影响影像的镶嵌质量,造成地物色彩不协调,加剧同谱异物和异物同谱现象,从而影响分类精度.在此情况下,基于全局阈值的分割方法难以兼顾局部差异,可能导致提取结果非最优. ...
Estimation of non-photosynthetic vegetation cover using the NDVI-DFI model in a typical dry-hot valley,Southwest China
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2024
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
... 受制于荒漠地区特殊的自然环境,荒漠植被普遍稀疏、叶片面积小、叶绿素含量低,易受气候变化影响,植被生长和光谱特征变化速度较快[34].尽管荒漠植被总体以绿色植被形态存在,但部分荒漠植被以非光合作用植被形式存在,如枯枝、落叶和枝干等[14],对防风固沙、水源涵养和维持生态平衡也具有重要作用.非光合作用植被与绿色植被的光谱特征存在明显差异,现阶段无人机遥感植被提取方法鲜少考虑非光合作用植被提取[12,35-37].因此,亟须研究无人机可见光遥感中非光合作用植被的提取方法[35],而非光合作用植被在评估干旱区植被状况、碳存储、水土流失、草原资源管理和水资源状况等方面有重要作用[14,38-39]. ...
Identification of non-photosynthetic vegetation fractional cover via spectral data constrained unmixing algorithm optimization
1
2025
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
Sentinel-1和Sentinel-2良好反演稀疏非光合植被覆盖度
3
2023
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
... 受制于荒漠地区特殊的自然环境,荒漠植被普遍稀疏、叶片面积小、叶绿素含量低,易受气候变化影响,植被生长和光谱特征变化速度较快[34].尽管荒漠植被总体以绿色植被形态存在,但部分荒漠植被以非光合作用植被形式存在,如枯枝、落叶和枝干等[14],对防风固沙、水源涵养和维持生态平衡也具有重要作用.非光合作用植被与绿色植被的光谱特征存在明显差异,现阶段无人机遥感植被提取方法鲜少考虑非光合作用植被提取[12,35-37].因此,亟须研究无人机可见光遥感中非光合作用植被的提取方法[35],而非光合作用植被在评估干旱区植被状况、碳存储、水土流失、草原资源管理和水资源状况等方面有重要作用[14,38-39]. ...
... [14,38-39]. ...
考虑植被端元变异性的光谱解混方法
1
2023
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
Combining object-oriented and deep learning methods to estimate photosynthetic and non-photosynthetic vegetation cover in the desert from unmanned aerial vehicle images with consideration of shadows
1
2022
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
基于改进像元三分模型的植被覆盖度提取及时空变化分析
1
2024
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
Extraction of photosynthetic and non-photosynthetic vegetation cover in typical grasslands using UAV imagery and an improved SegFormer Model
1
2025
... 在非光合作用植被(Non-Photosynthetic Vegetation,NPV)信息提取方面,当前技术路径已从早期的简单指数法发展为融合多源数据、结合物理模型与先进算法的综合体系.基于光谱特征与植被指数反演法,研究者开发了多种有针对性的光谱指数.Bai等[7]证实死可燃物指数(Dead Fuel Index,DFI)和纤维素吸收指数(Cellulose Absorption Index,CAI)与NPV覆盖度(fractional NPV cover,fNPV)显著正相关;Chai等[8]在锡林郭勒草原区建立了DFI-fNPV线性回归模型,验证了DFI在该区域反映NPV的有效性;Tian等[9]提出了基于导数光谱差异的近红外NPV-土壤分离指数(NPV-Soil Separation Index,NSSI),在实验室光谱数据上被验证能有效分离NPV与裸土(Bare Soil,BS);袁浩等[10]结合Sentinel-2卫星的特定波段与NPV的光谱特征,构建稀疏NPV指数,可有效提升低覆盖度条件下的探测能力.光谱混合分析方法的发展呈现出从通用模型向精细化、本地化模型优化的趋势.早期研究侧重于比较不同传感器和基础模型(LSMM/NSMM)的性能[11].随后,研究重点转向提升模型核心环节的精度,包括开发更优的端元选择方法和构建更有效的指数组合模型[12].然而,这些方法仍受限于光谱变异性问题.最新研究通过建立本地化光谱库,大幅提升了模型在区域尺度上的反演精度和鲁棒性[13].将Sentinel-1与Sentinel-2数据协同,能够显著提高稀疏NPV覆盖度反演的准确性[14];光谱解混方法可以实现逐像元地估计植被变异性端元[15].机器学习与深度学习技术为NPV覆盖度的精细提取提供了强大的数据驱动解决方案,He等[16]验证DeepLabV3+模型与随机森林等传统机器学习方法相比,显著提高了分类精度,实现了光合作用植被(Photosynthetic Vegetation,PV)和NPV区域的半自动提取;张凡等[17]引入DBSCAN聚类与QuickHull凸包算法,提出了自适应端元特征值提取算法(AEEE);He等[18]提出改进的语义分割模型SegFormer-CPED,显著提高了半干旱地区PV和NPV的分割精度和边界清晰度. ...
基于无人机可见光影像的荒漠植被分布格局研究方法
3
2020
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
... [19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
... [19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
基于无人机遥感的高寒草原沙化模型及等级划分
1
2019
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
基于无人机影像的戈壁区植被空间分布特征及其主要影响因素研究
2
2020
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
... ,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
基于无人机可见光影像的绿色植被提取
3
2021
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
... [22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
... 阈值α和β是本方法的关键(图5).传统研究中,常用双峰直方图法或者Otsu's阈值法自动确定阈值[22-23].但本研究中2个样地的VDVI指数和亮度值直方图均未呈现理想的双峰分布规律,导致自动阈值方法难以准确分离不同地物类别,从而影响分类精度(图6). ...
基于可见光波段无人机遥感的植被信息提取
1
2015
... 阈值α和β是本方法的关键(图5).传统研究中,常用双峰直方图法或者Otsu's阈值法自动确定阈值[22-23].但本研究中2个样地的VDVI指数和亮度值直方图均未呈现理想的双峰分布规律,导致自动阈值方法难以准确分离不同地物类别,从而影响分类精度(图6). ...
Unmanned Aerial System multispectral mapping for low and variable solar irradiance conditions:potential of tensor decomposition
0
2019
废弃矿山植被覆盖度无人机遥感快速提取技术
2
2020
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
... 无人机影像的空间分辨率对植被提取具有重要影响.研究表明,在草地和灌木区域,由于地物的尺度效应,飞行高度升高会导致影像空间分辨率降低,进而加剧地物的混合像元问题,基于像素的提取方法面临更高的不确定性,最终导致植被提取精度下降[25, 43].因此,本方法更适用于空间分辨率较高、地物结构相对清晰的影像数据.在实际应用中,应根据目标地物尺度合理设置飞行高度,一般建议影像分辨率优于地物最小识别单元的1/3,以降低尺度效应带来的影响[44-46]. ...
无人机遥感植被覆盖度提取方法研究综述
1
2021
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
基于无人机可见光数据荒漠灌木覆盖度提取方法研究
1
2021
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
基于NDVI的新疆荒漠地区植被覆盖度遥感估算经验模型研究
1
2020
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
基于U型神经网络的沙丘-草甸相间地区无人机影像植被覆盖度提取及其影响因素
1
2021
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
结合GEE平台与机器学习算法的荒漠信息提取
0
2023
基于无人机激光雷达的额济纳绿洲植被覆盖度监测及变化分析
0
2024
基于多源遥感和机器学习方法的科尔沁沙地植被覆盖度反演
0
2022
基于无人机高光谱影像的植被覆盖度遥感估算模型比较
1
2021
... 传统的荒漠地区植被信息获取方法多依赖耗时费力的野外实地调查方法,其数据代表性常显不足[19-20].近年来,无人机遥感技术逐步成熟,以其高空间分辨率和灵活性为荒漠植被信息获取提供了新途径.但当前方法更多集中在绿色植被提取,不同学者通过构建可见光波段的植被指数和优化图像分割及分类技术两个方向,提出了多种植被提取方法[19, 21].其中,植被指数法主要是突出、强化可见光(RGB)波段绿色植被信息,常见的指数有可见光波段差异植被指数(Visible-band Difference Vegetation Index,VDVI)、超绿指数(Excess Green Index,ExG)、差异增强植被指数(Difference Enhanced Vegetation Index,DEVI)等[22-25].受无人机机载相机内控参数和环境因素等影响,无人机影像容易出现同谱异物现象[26],部分学者利用颜色空间替代色彩空间,构建了基于HSV(Hue, Saturation, Value,即色相、饱和度、明度)或LAB(亮度、红绿轴、黄蓝轴)颜色空间.图像分割及分类技术主要包括以经验选择法、Otsu's阈值法和直方图熵值法等为代表的阈值分割法[22,27-28],利用样本库构建无人机光谱特征和类别的统计模型,以决策树、随机森林、支持向量机和深度学习模型等为代表的机器学习算法[4,6,21,29-33],以及利用面向对象分割算法或者超像素分割方法的图像分割算法[19].但是,目前利用无人机遥感提取荒漠地区植被信息的研究尚存在不足. ...
三种典型荒漠植物生长期光谱特征变化分析
1
2018
... 受制于荒漠地区特殊的自然环境,荒漠植被普遍稀疏、叶片面积小、叶绿素含量低,易受气候变化影响,植被生长和光谱特征变化速度较快[34].尽管荒漠植被总体以绿色植被形态存在,但部分荒漠植被以非光合作用植被形式存在,如枯枝、落叶和枝干等[14],对防风固沙、水源涵养和维持生态平衡也具有重要作用.非光合作用植被与绿色植被的光谱特征存在明显差异,现阶段无人机遥感植被提取方法鲜少考虑非光合作用植被提取[12,35-37].因此,亟须研究无人机可见光遥感中非光合作用植被的提取方法[35],而非光合作用植被在评估干旱区植被状况、碳存储、水土流失、草原资源管理和水资源状况等方面有重要作用[14,38-39]. ...
Novel vegetation indices for estimating photosynthetic and non-photosynthetic fractional vegetation cover from Sentinel data
2
2022
... 受制于荒漠地区特殊的自然环境,荒漠植被普遍稀疏、叶片面积小、叶绿素含量低,易受气候变化影响,植被生长和光谱特征变化速度较快[34].尽管荒漠植被总体以绿色植被形态存在,但部分荒漠植被以非光合作用植被形式存在,如枯枝、落叶和枝干等[14],对防风固沙、水源涵养和维持生态平衡也具有重要作用.非光合作用植被与绿色植被的光谱特征存在明显差异,现阶段无人机遥感植被提取方法鲜少考虑非光合作用植被提取[12,35-37].因此,亟须研究无人机可见光遥感中非光合作用植被的提取方法[35],而非光合作用植被在评估干旱区植被状况、碳存储、水土流失、草原资源管理和水资源状况等方面有重要作用[14,38-39]. ...
... [35],而非光合作用植被在评估干旱区植被状况、碳存储、水土流失、草原资源管理和水资源状况等方面有重要作用[14,38-39]. ...
遥感技术指导非光合植被覆盖度研究综述
0
2018
基于Sentinel-2数据的典型草原光合/非光合植被覆盖度指示
1
2018
... 受制于荒漠地区特殊的自然环境,荒漠植被普遍稀疏、叶片面积小、叶绿素含量低,易受气候变化影响,植被生长和光谱特征变化速度较快[34].尽管荒漠植被总体以绿色植被形态存在,但部分荒漠植被以非光合作用植被形式存在,如枯枝、落叶和枝干等[14],对防风固沙、水源涵养和维持生态平衡也具有重要作用.非光合作用植被与绿色植被的光谱特征存在明显差异,现阶段无人机遥感植被提取方法鲜少考虑非光合作用植被提取[12,35-37].因此,亟须研究无人机可见光遥感中非光合作用植被的提取方法[35],而非光合作用植被在评估干旱区植被状况、碳存储、水土流失、草原资源管理和水资源状况等方面有重要作用[14,38-39]. ...
Comparison of the backpropagation network and the random forest algorithm based on sampling distribution effects consideration for estimating nonphotosynthetic vegetation Cover
1
2021
... 受制于荒漠地区特殊的自然环境,荒漠植被普遍稀疏、叶片面积小、叶绿素含量低,易受气候变化影响,植被生长和光谱特征变化速度较快[34].尽管荒漠植被总体以绿色植被形态存在,但部分荒漠植被以非光合作用植被形式存在,如枯枝、落叶和枝干等[14],对防风固沙、水源涵养和维持生态平衡也具有重要作用.非光合作用植被与绿色植被的光谱特征存在明显差异,现阶段无人机遥感植被提取方法鲜少考虑非光合作用植被提取[12,35-37].因此,亟须研究无人机可见光遥感中非光合作用植被的提取方法[35],而非光合作用植被在评估干旱区植被状况、碳存储、水土流失、草原资源管理和水资源状况等方面有重要作用[14,38-39]. ...
Refining medium resolution fractional cover for arid Australia to detect vegetation dynamics and wind erosion susceptibility on longitudinal Dunes
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2021
... 受制于荒漠地区特殊的自然环境,荒漠植被普遍稀疏、叶片面积小、叶绿素含量低,易受气候变化影响,植被生长和光谱特征变化速度较快[34].尽管荒漠植被总体以绿色植被形态存在,但部分荒漠植被以非光合作用植被形式存在,如枯枝、落叶和枝干等[14],对防风固沙、水源涵养和维持生态平衡也具有重要作用.非光合作用植被与绿色植被的光谱特征存在明显差异,现阶段无人机遥感植被提取方法鲜少考虑非光合作用植被提取[12,35-37].因此,亟须研究无人机可见光遥感中非光合作用植被的提取方法[35],而非光合作用植被在评估干旱区植被状况、碳存储、水土流失、草原资源管理和水资源状况等方面有重要作用[14,38-39]. ...
库布齐沙漠土地荒漠化动态变化与旅游开发研究
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2010
... 研究区位于鄂尔多斯高原的杭锦旗境内,属于典型温带大陆性季风气候.该区春季气温变化剧烈、风沙天气多,夏季短促高温少雨,秋季凉爽,冬季漫长、寒冷干燥.年均气温5.6 ℃,年降雨量200 mm以上,年蒸发量3 313 mm.土壤以风沙土为主,植被类型自东向西呈地带性分布:东部为典型草原植被,西部为荒漠化草原植被,西北边缘为草原化荒漠植被[40]. ...
The random subspace method for constructing decision forests
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1998
... 为更好地验证方法的有效性和实用性,本文选择随机森林方法(Random Forest, RF)[41]和自动阈值提取方法进行结果对比.随机森林方法用少量样本作为训练样本,分类方法使用Python的sklearn包实现,输入特征为VDVI与亮度指数BI叠加形成的二维特征空间.模型基于Python中scikit-learn(sklearn)库实现.对于关键参数决策树数量(n_estimators),当树的数量达到一定规模后,模型精度趋于稳定,而继续增加树的数量仅会带来计算成本的增加而难以显著提升分类效果.因此,参考相关文献中的常用设置,并结合数据规模与计算效率,将决策树数量设定为300,其余参数采用默认值. ...
A threshold selection method from gray-level histograms
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1979
... 自动阈值提取方法的阈值α和β由Otsu's方法获取[42].为保持数据一致性,目前方法输入数据均为VDVI和亮度值数据,其中自动阈值法分别对两种指数数据进行阈值提取. ...
不同植被指数和无人机航高对草地盖度估测精度的影响
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2021
... 无人机影像的空间分辨率对植被提取具有重要影响.研究表明,在草地和灌木区域,由于地物的尺度效应,飞行高度升高会导致影像空间分辨率降低,进而加剧地物的混合像元问题,基于像素的提取方法面临更高的不确定性,最终导致植被提取精度下降[25, 43].因此,本方法更适用于空间分辨率较高、地物结构相对清晰的影像数据.在实际应用中,应根据目标地物尺度合理设置飞行高度,一般建议影像分辨率优于地物最小识别单元的1/3,以降低尺度效应带来的影响[44-46]. ...
The use of variograms in remote sensing:I.scene models and simulated Images
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1988
... 无人机影像的空间分辨率对植被提取具有重要影响.研究表明,在草地和灌木区域,由于地物的尺度效应,飞行高度升高会导致影像空间分辨率降低,进而加剧地物的混合像元问题,基于像素的提取方法面临更高的不确定性,最终导致植被提取精度下降[25, 43].因此,本方法更适用于空间分辨率较高、地物结构相对清晰的影像数据.在实际应用中,应根据目标地物尺度合理设置飞行高度,一般建议影像分辨率优于地物最小识别单元的1/3,以降低尺度效应带来的影响[44-46]. ...
建筑区遥感观测最优尺度确定方法优化研究
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2019
农田景观空间异质性分析及遥感监测最优尺度选择:以三江平原为例
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2012
... 无人机影像的空间分辨率对植被提取具有重要影响.研究表明,在草地和灌木区域,由于地物的尺度效应,飞行高度升高会导致影像空间分辨率降低,进而加剧地物的混合像元问题,基于像素的提取方法面临更高的不确定性,最终导致植被提取精度下降[25, 43].因此,本方法更适用于空间分辨率较高、地物结构相对清晰的影像数据.在实际应用中,应根据目标地物尺度合理设置飞行高度,一般建议影像分辨率优于地物最小识别单元的1/3,以降低尺度效应带来的影响[44-46]. ...
Thresholding technique with adaptive window selection for uneven lighting image
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2005
... 无人机影像植被提取领域已发展多种算法,其中基于指数的阈值分割法,原理简洁、操作方便、实用性强,在干旱区具有较强实用性.但本研究结果表明,该类方法在应用中仍受到影像不均一、特征分布重叠及尺度效应等因素的制约.针对本文中VDVI与亮度指数在部分样地未呈现明显双峰分布的问题,导致自动阈值法失效、联合阈值需人工调整,未来可以考虑采用自适应阈值分割方法[47-48],根据局部区域的统计特征动态确定阈值,以提高方法在光照不均或地表异质性较强区域的适应能力.在低覆盖度草地中,绿色植被易受土壤背景影响而被低估,与影像空间分辨率及混合像元密切相关.针对该问题,未来可结合混合像元分解方法,以减弱尺度效应对分类结果的影响[49].在自动化方面,本文方法仍依赖一定的阈值经验调整,结合当前计算机视觉的发展趋势,未来可基于已有样本数据构建无人机遥感影像数据集[50],探索引入深度学习语义分割模型,发展面向无人机植被提取的分割模型,提高复杂场景下的自动提取能力. ...
Adaptive window selection for non-uniform lighting image thresholding
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2021
... 无人机影像植被提取领域已发展多种算法,其中基于指数的阈值分割法,原理简洁、操作方便、实用性强,在干旱区具有较强实用性.但本研究结果表明,该类方法在应用中仍受到影像不均一、特征分布重叠及尺度效应等因素的制约.针对本文中VDVI与亮度指数在部分样地未呈现明显双峰分布的问题,导致自动阈值法失效、联合阈值需人工调整,未来可以考虑采用自适应阈值分割方法[47-48],根据局部区域的统计特征动态确定阈值,以提高方法在光照不均或地表异质性较强区域的适应能力.在低覆盖度草地中,绿色植被易受土壤背景影响而被低估,与影像空间分辨率及混合像元密切相关.针对该问题,未来可结合混合像元分解方法,以减弱尺度效应对分类结果的影响[49].在自动化方面,本文方法仍依赖一定的阈值经验调整,结合当前计算机视觉的发展趋势,未来可基于已有样本数据构建无人机遥感影像数据集[50],探索引入深度学习语义分割模型,发展面向无人机植被提取的分割模型,提高复杂场景下的自动提取能力. ...
Improving the estimation of fractional vegetation cover from UAV RGB imagery by colour unmixing
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2019
... 无人机影像植被提取领域已发展多种算法,其中基于指数的阈值分割法,原理简洁、操作方便、实用性强,在干旱区具有较强实用性.但本研究结果表明,该类方法在应用中仍受到影像不均一、特征分布重叠及尺度效应等因素的制约.针对本文中VDVI与亮度指数在部分样地未呈现明显双峰分布的问题,导致自动阈值法失效、联合阈值需人工调整,未来可以考虑采用自适应阈值分割方法[47-48],根据局部区域的统计特征动态确定阈值,以提高方法在光照不均或地表异质性较强区域的适应能力.在低覆盖度草地中,绿色植被易受土壤背景影响而被低估,与影像空间分辨率及混合像元密切相关.针对该问题,未来可结合混合像元分解方法,以减弱尺度效应对分类结果的影响[49].在自动化方面,本文方法仍依赖一定的阈值经验调整,结合当前计算机视觉的发展趋势,未来可基于已有样本数据构建无人机遥感影像数据集[50],探索引入深度学习语义分割模型,发展面向无人机植被提取的分割模型,提高复杂场景下的自动提取能力. ...
Segment Anything
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2023
... 无人机影像植被提取领域已发展多种算法,其中基于指数的阈值分割法,原理简洁、操作方便、实用性强,在干旱区具有较强实用性.但本研究结果表明,该类方法在应用中仍受到影像不均一、特征分布重叠及尺度效应等因素的制约.针对本文中VDVI与亮度指数在部分样地未呈现明显双峰分布的问题,导致自动阈值法失效、联合阈值需人工调整,未来可以考虑采用自适应阈值分割方法[47-48],根据局部区域的统计特征动态确定阈值,以提高方法在光照不均或地表异质性较强区域的适应能力.在低覆盖度草地中,绿色植被易受土壤背景影响而被低估,与影像空间分辨率及混合像元密切相关.针对该问题,未来可结合混合像元分解方法,以减弱尺度效应对分类结果的影响[49].在自动化方面,本文方法仍依赖一定的阈值经验调整,结合当前计算机视觉的发展趋势,未来可基于已有样本数据构建无人机遥感影像数据集[50],探索引入深度学习语义分割模型,发展面向无人机植被提取的分割模型,提高复杂场景下的自动提取能力. ...