首页|基于无人机多光谱影像的黄帝陵侧柏古树群健康快速诊断

基于无人机多光谱影像的黄帝陵侧柏古树群健康快速诊断

尹代皓

基于无人机多光谱影像的黄帝陵侧柏古树群健康快速诊断

尹代皓1
扫码查看

作者信息

  • 1. 西北农林科技大学
  • 折叠

摘要

古树群具备十分重要的科研、文化和生态价值。近50年来,由于气候变化加剧,加之人为活动的干扰,古树普遍出现树势衰退、枯稍、树干空腐、病虫害等问题,古树健康管理的重要性日益突出。加强对古树(群)的健康监测,及时发现和掌握古树健康状况动态,已成为古树健康管理的重中之重。黄帝陵景区侧柏(Platycladus orientalis L.)古树群占地 160 公顷,是目前已知的全世界面积最大、最古老、保护最完整的人工种植古柏群。本研究以黄帝陵景区侧柏古树群为对象,采用地面调查与无人机遥感影像解译,完成该区域立地类型划分和侧柏古树群分布及数量调查;在对侧柏古树群分布中心区域 142 株古树健康状况实地调查基础上,结合无人机多光谱遥感影像,利用SVM、RF和NB模型选择构建古树健康评价最佳模型;引入树冠面积及坡向变量,提高健康评价精度;利用标记分水岭算法分割中心区域古树群,实现该区域侧柏古树群健康状况快速评价,并研究古树群健康状况空间分布格局。主要研究结论如下: (1)黄帝陵景区大型侧柏古树数量27509株。 (2)利用 Boruta 算法对 95 个变量进行特征筛选,共筛选出 3 个植被指数(NDVIredge、RBNDVI和NDGI)和1个纹理特征指数(3×3窗口下的冠层DSM均值)。 (3)在选用的3种模型中,NB模型精度最高,其次是RF模型和SVM模型。引入树冠面积和坡向变量后,所有模型的精度都得到显著提高,改良后的RF(A-RF)精度最高,达75%和0.571。 (4)利用标记分水岭算法对黄帝陵园周围中心区域进行树冠分割,准确度为88.19%,分割出古树2595株,健康古树有1125株,衰退有1121株,极度衰退有349株。 综上所述,采用无人机遥感技术,实现了对古树数量和健康状况的快速统计和诊断,黄帝陵侧柏古树群中有大型古树 27509 株,建立起的侧柏古树群健康状况评价技术体系,精度为75%。

关键词

古树保护/健康评价/无人机多光谱影像/机器学习

引用本文复制引用

授予学位

硕士

学科专业

林学

导师

赵忠

学位年度

2024

学位授予单位

西北农林科技大学

语种

中文

中图分类号

TU
段落导航相关论文