论文部分内容阅读
若尔盖草地鼠害频发对当地的生产生活以及生态环境造成严重影响,研究基于无人机影像的草地鼠害信息提取方法,以期为草原鼠害监测提供一定的理论与技术参考,对若尔盖草原鼠害防治与草地资源可持续发展具有重要意义。本研究以若尔盖县辖曼乡鼠害严重的两个小牧场作为实验区,首先利用大疆精灵4Pro无人机获取实验区的航拍像片,通过处理得到4幅低空遥感正射影像,包括春夏两季的鼢鼠鼠害区影像与旱獭鼠害区影像。再运用灰度阈值分割、优选色彩纹理、基于规则的面向对象、BP神经网络共4种方法逐一对四幅影像的地表鼠害信息进行提取,并从空间精度与定量精度两个方面对提取结果进行精度评价,然后对比分析总结各方法的优劣,进而得出不同季节影像中不同鼠害信息的最佳的提取方法。主要研究结论如下:(1)在春季鼢鼠鼠害区影像中,利用优选色彩纹理、面向对象、BP神经网络三种方法提取出的鼢鼠土丘制图精度与用户精度均达到90%以上,分类结果精度高;灰度阈值分割的土丘中心部分的提取效果较差,制图精度仅为73.03%。基于规则的面向对象提取结果的数量位置精度为96.30%,面积偏离度0.16,形状偏离度0.13,各项指标均为最优,是春季影像中提取鼢鼠土丘精度最高的方法。(2)在夏季鼢鼠鼠害区影像中,灰度阈值分割与面向对象方法的提取结果漏分像元较多,制图精度仅为72%左右,土丘图斑的数量位置精度仅为57.14%与50.00%。而优选色彩纹理与BP神经网络方法的制图精度与用户精度均达到85%以上,土丘图斑的数量位置精度分别为86.36%与90.00%。BP神经网络方法的面积偏离度为0.30,为各方法中最小,是提取夏季影像鼢鼠土丘的相对较优的方法。(3)在春季旱獭鼠害区影像中,BP神经网络方法提取洞口像元的制图精度为50%,优选色彩纹理提取洞口的用户精度仅为37.77%,这两种方法对洞口的提取准确度仅为27.59%与23.81%。4种方法对洞口辐射区的提取准确度均不足40%,且图斑破碎程度普遍较高。基于规则的面向对象方法提取洞口与洞口辐射区的制图精度分别为83.02%与74.46%,用户精度分别为100.00%与99.79%,数量位置精度分别为52.17%与38.46%,洞口辐射区的面积偏离度与形状偏离度分别为0.13与0.29,是提取旱獭鼠害精度相对较高的方法。(4)在夏季旱獭鼠害区影像中,各方法对洞口辐射区的提取精度均为良好,其中灰度阈值分割的精度相对略低,其他三种方法的制图精度与用户精度均达90%以上,数量位置准确度也超过80%。对于旱獭洞口,各方法的提取精度差异较大,优选色彩纹理与面向对象方法的错分像元较多,用户精度分别仅为45.10%与65.81%;灰度阈值分割与优选色彩纹理的数量位置精度较低,准确度分别仅为59.46%与18.52%;BP神经网络提取的洞口准确度74.19%,制图精度与用户精度分别为82.37%与99.95%,面积与形状偏离度分别为0.24与0.23,是提取夏季影像中旱獭鼠害信息精度最优的方法。