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  為了響應(yīng)加快建立現(xiàn)代化生態(tài)環(huán)境監(jiān)測體系，健全天空地一體化監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的政策方針，北京易科泰公司于2024年3月份在陜西省樓觀臺國家森林公園進(jìn)行了無人機(jī)遙感生態(tài)監(jiān)測試驗(yàn)活動(dòng)。本次活動(dòng)采用易科泰自主研發(fā)集成的Ecodrone^®一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達(dá)無人機(jī)遙感系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集，一次飛行即可獲取高分辨率的多類無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)，同時(shí)結(jié)合地面網(wǎng)格化調(diào)查，對監(jiān)測區(qū)域內(nèi)的植被種類、生長狀況、地物分布等進(jìn)行精準(zhǔn)識別。結(jié)果如下：

• 高光譜數(shù)據(jù)分析結(jié)果：

圖1 左圖：不同地物的高光譜反射曲線圖；右圖：地物分類結(jié)果

圖2基于高光譜數(shù)據(jù)計(jì)算得到的植被指數(shù)，從左至右依次為：NDVI、 NIRv、CARrededge

  通過不同地物光譜差異實(shí)現(xiàn)的土地覆蓋類型結(jié)果良好， 與地面調(diào)查基本一致。其中荒草地占地最廣，約占44.7%，落葉闊葉樹占地最少，僅為5.1%；另外根據(jù)植被指數(shù)可知， NDVI、NIRv可有效區(qū)分樹木與其他地物，CARrededge可以區(qū)分女貞與雪松兩類常綠樹。

• 紅外熱成像數(shù)據(jù)分析結(jié)果：

  為了進(jìn)一步了解植被生長對溫度的響應(yīng)情況，計(jì)算紅外熱成像結(jié)果與植被指數(shù)的相關(guān)性，結(jié)果顯示女貞樹與溫度的相關(guān)性最高，其次是棕櫚樹，楊樹與竹子與溫度的相關(guān)性則較低。

圖3左圖：溫度與植被指數(shù)的相關(guān)性分析結(jié)果；右圖：不同種類植被與溫度的相關(guān)值

  利用Thermo-RGB軟件對紅外熱數(shù)據(jù)與RGB數(shù)據(jù)進(jìn)行融合分析，可有效提取出動(dòng)物痕跡：例如鳥窩，同時(shí)可獲取鳥窩、周圍樹枝及其他物體的溫度及占地面積。

圖4 左圖：鳥窩及周圍樹枝溫度分布圖；右圖：鳥窩形態(tài)提取分析圖

• 激光雷達(dá)數(shù)據(jù)分析結(jié)果：

  根據(jù)LiDAR數(shù)據(jù)可以將地物與地面進(jìn)行相對精確的分離；通過高度渲染圖發(fā)現(xiàn)研究區(qū)域整體上呈現(xiàn)西北低、東南高的地勢分布。通過分析點(diǎn)云剖面圖還可以精準(zhǔn)了解地物高度。

圖5 左圖：地上地物與地面分類點(diǎn)云；中圖：LiDAR高度渲染圖；右圖：數(shù)字高程模型

圖6 區(qū)域剖面測量圖

  綜合以上結(jié)果，說明Ecodrone^®一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達(dá)無人機(jī)遙感系統(tǒng)可以準(zhǔn)確了解區(qū)域植被的健康情況、形態(tài)及株高，結(jié)合環(huán)境因子監(jiān)測系統(tǒng)，也可分析植物對不同環(huán)境因子的響應(yīng)情況，同時(shí)還可探測地物覆蓋類別、進(jìn)行生物多樣性調(diào)研、野生動(dòng)物行為監(jiān)測等活動(dòng)。Ecodrone^®一體式系統(tǒng)配套智能化的分析軟件，是實(shí)現(xiàn)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測的有利工具。