【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于遙感識別，具體涉及一種基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與類型劃分的方法。
技術介紹
1、目前無人機搭配多源遙感技術被普遍應用于地質災害管理、礦產資源、城市建設、精細農業等領域，能在大尺度上識別地類。然而在城市公園小尺度上，由于生境復雜交錯、界面多樣，植被種類多且分布復雜，傳統的多光譜遙感技術無法精細化識別生境類型。若單靠目視解譯的方法來識別生境，雖然精準度有所提高，但工作量較大，費時費力。
2、常見的生境空間分類方法是基于高分衛星遙感數據并結合野外調查對生境類型進行劃分，一般尺度較大，精度較低，時效性差。基于高空間分辨率衛星遙感數據，無法區分植被冠層，相似層林很難相互分離，容易被誤分類，分類誤差較大。城市公園綠地生境單元劃分尺度較小，傳統高分影像及其影像處理方式難以滿足城市公園尺度上的高精度生境識別和分類需求。
3、城市公園是承載城市生物多樣性的重要綠色空間，其再野化是提升公園野生草本植物多樣性、優化野生動物棲息環境的關鍵。高精度識別公園生態空間，并精準劃分生境類型，是提升城市公園綠地空間質量的重要基礎工作。基于水體指數、植被指數以及葉面積指數，建立城市公園生境識別與類型劃分的方法，并與無人機多源遙測技術相結合，可有效對地表地物進行精細分類劃分。
技術實現思路
1、本專利技術的主要目的在于一種基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，解決上述
技術介紹
中生境識別精度低、劃分不準確的問題。
2、為解決上述技術問題，本
3、一種基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，包括以下步驟：
4、s1根據研究區域的樣本特點，建立生境多級分類系統；
5、s2獲取研究區域的多源遙感數據，并進行數據預處理，多源遙感數據包括：正射、多光譜和激光雷達數據；
6、s3根據預處理后的多源遙感數據的類別，分別進行二次處理，并進行矢量范圍劃分；
7、s4將s3中劃分的矢量數據進行整合，并采用整合后的數據繪制生境類型分布圖。
8、步驟s1中，根據研究區域的樣本特點，建立生境多級分類系統，包括：
9、根據城市公園綠地特征，在土地利用類型作為生境大類的基礎上，依據土地利用類型、冠層結構、功能特點和郁閉度劃分公園生境類型，分別為一級單元、二級單元、三級單元和四級單元；
10、一級單元包括綠地、裸地、鋪裝、建筑、水體；
11、二級單元在一級單元的基礎上劃分綠地、鋪裝和水體，綠地分為林地、灌木、草地等，鋪裝分為道路和廣場，水體分為駁岸與水域；
12、三級單元在二級單元的基礎上劃分林地、駁岸和水域，林地分為常綠林和落葉林，駁岸分為硬質駁岸和自然駁岸，水域劃分為清澈水體和渾濁水體；
13、四級單元在三級單元的基礎上劃分常綠林地為常綠密林、常綠中郁閉度林和常綠疏林。
14、進一步，多源遙感影像數據的獲取包括：使用多旋翼無人機對研究區域進行航測，獲取多源遙感影像原始數據，包括多光譜數據，激光雷達數據和可見光正射數據。
15、進一步，所述預處理包括：對比度和亮度的調整、銳化濾波，輻射定標、大氣校正和幾何校正。
16、進一步，步驟s2中，以滿足視圖清晰度為原則，正射、多光譜和激光雷達各自預設數據精度閾值；
17、所述可見光正射數據的預處理方法包括差分解算、參數計算與坐標轉換、數據整理和空三處理；
18、所述激光雷達數據的預處理方法包括點云軌跡的緊耦合差分解算、點云解算、航帶平差、坐標轉換、去冗余、去噪和點云賦色；
19、所述多光譜數據的預處理方法包括反射率標定和多波段影像拼接。
20、進一步，預處理后的正射、多光譜、激光雷達各自預設數據精度閾值分別為0.05m、0.1m和284點/m2。
21、通過上述對遙感影像數據的預處理操作，能夠顯著提升視覺效果和可解析性；通過消除影像中的噪聲、畸變和失真等問題，使影像更加清晰、逼真，便于觀察和判讀；預處理技術通過對比度和亮度的調整、銳化濾波等增強技術，可以突出影像中的目標物體和特征信息，使其更加易于識別和提取；預處理可以減少數據存儲和傳輸的成本，提高處理速度和分析效率。通過預處理，可以減少后續分析工作的難度和成本，從而提高整體的工作效率；預處理步驟如輻射定標、大氣校正和幾何校正等，有助于消除不同圖像之間的差異，確保它們在相同的物理尺度上可比較，從而提高遙感圖像的準確性和可用性。
22、進一步，步驟s3中，根據預處理后的多源遙感數據的類別，進行二次處理，具體為：對預處理后的多光譜數據在envi或arcgis中計算水體指數；對預處理后的激光雷達點云數據進行，包括重采樣、去噪、地面點分類、生成數字高程模型(dem)和數字表面模型(dsm)以及地面點歸一化處理，生成冠層高度模型(chm)；對可見光正射數據處理后得到高精度正射圖和數字表面模型(dsm)。
23、進一步，步驟s3中，根據處理后的多源遙感數據，進行生境劃分的方法為，根據公園水體指數、植被指數、葉面積指數和郁閉度進行不同生境的提取劃分，包括：
24、(1)多光譜數據：
25、將預處理后的正射、多光譜、激光雷達數據導入到arcgis中配準，根據公園綠地邊界進行切割，裁剪出公園綠地范圍。
26、在裁剪好的多光譜數據中，根據水體指數，提取出水體和陸域范圍(包括非水體的其他公園范圍內的用地)；具體地，使用fui水色指數對提取出的水體范圍進行水質劃分，劃分為清澈水體與渾濁水體；根據植被指數對公園陸域范圍進行劃分，提取出公園陸域范圍內的綠地、裸地和人工表面。
27、(2)激光雷達點云數據：
28、根據冠層高度模型，將綠地部分重分成喬木、灌木、草地的矢量范圍。
29、將喬木的矢量范圍導入lidar360軟件中，計算林地的葉面積指數，進而劃分出落葉林與常綠林。
30、葉面積指數計算方法：對于每一統計單元，根據點云的平均點間距構建三維網格，并統計每一層內三維網格的總數及包含激光點的網格數量，計算每一層激光點的頻率，表達式為：
31、；
32、其中，n(s)為第s層激光點頻率，ni(s)為第s層包含激光點的格網總數，nt(s)為第s層的三維格網總數，然后根據上式計算第s層的葉面積指數：
33、；
34、其中，α(θ)為葉片傾斜度改正因子，設為1.1，is為第s層的葉面積指數；最后，將各層的葉面積指數進行累加，得到整個統計單元內的葉面積指數：
35、；
36、其中，lai為葉面積指數。
37、根據郁閉度指數，使用lidar360機載林業模塊，劃分常綠喬木為常綠密林、常綠中郁閉度林、常綠疏林。
38、(3)可見光正射數據：
39、根據dsm，劃分人工表面范圍為建筑鋪本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，所述城市公園生境識別與劃分方法，包括：
2.根據權利要求1所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，步驟S1中，根據研究區域的樣本特點，建立生境多級分類系統，包括：
3.根據權利要求1所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，步驟S2中，所述預處理包括：對比度和亮度的調整、銳化濾波，輻射定標、大氣校正和幾何校正。
4.根據權利要求1所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，步驟S2中，以滿足視圖清晰度為原則，正射、多光譜和激光雷達各自預設數據精度閾值；
5.根據權利要求4所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，預處理后的正射、多光譜和激光雷達各自預設數據精度閾值分別為0.05m、0.1m和284點/m2。
6.根據權利要求1所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，步驟S3中，根據預處理后的多源遙感
7.根據權利要求6所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，根據處理后的多源遙感數據，進行二次處理后，根據公園水體指數、植被指數、葉面積指數和郁閉度指數進行不同生境的提取劃分。
8.根據權利要求7所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，所述葉面積指數的計算包括：對于每一統計單元，根據點云的平均點間距構建三維網格，并統計每一層內三維網格的總數及包含激光點的網格數量，計算每一層激光點的頻率，表達式為：
9.根據權利要求1所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，步驟S4中，在ArcGIS軟件中將S3中劃分的每種生境類型的矢量數據進行圖層設置，并采用整合后的數據繪制生境類型分布圖，最終完成研究區域公園的生境圖譜繪制。
...【技術特征摘要】
1.一種基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，所述城市公園生境識別與劃分方法，包括：
2.根據權利要求1所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，步驟s1中，根據研究區域的樣本特點，建立生境多級分類系統，包括：
3.根據權利要求1所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，步驟s2中，所述預處理包括：對比度和亮度的調整、銳化濾波，輻射定標、大氣校正和幾何校正。
4.根據權利要求1所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，步驟s2中，以滿足視圖清晰度為原則，正射、多光譜和激光雷達各自預設數據精度閾值；
5.根據權利要求4所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，預處理后的正射、多光譜和激光雷達各自預設數據精度閾值分別為0.05m、0.1m和284點/m2。
6.根據權利要求1所述的基于無人機多源遙測技術的城市公園生境識別與劃分的方法，其特征在于，步驟s3中，根據預處理后的多源遙感數據的類別，進行二次處理，...
【專利技術屬性】
技術研發人員：宋晴，張瑩萍，朱義，崔心紅，樂鶯，李斌，孟陳，秦沛金，
申請(專利權)人：上海市園林科學規劃研究院，
類型：發明
國別省市：
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