上海市友好村成果

年秋金山友好村生态格局研究初步成果景遥（上海）信息技术有限公司2023年2月9日1设备参数1.1D2000无人机D2000S无人机系统是飞马全新研发的一款小型、长航时但同时能满足高精度测绘、遥感及视频应用的多旋翼无人机系统，可搭载航测模块、倾斜模块、可见光视频模块、多光谱模块等，具备多源化数据获取能力。系统标准载荷200g，续航时间74min。全系统模块化分解后可集成在一个作业箱中，便于携行、运输。具体参数见图2。图1D2000S无人机外观及其参数1.2D-MSPC2000多光谱遥感模块飞马D2000智能航测系统自推出后，就在测绘、安防市场上广泛使用，助力客户在测绘、安防等领域完成各类项目，针对光谱遥感方向的空白，飞马新推出D-MSPC2000多光谱遥感模块，该模块选用国产多光谱相机，单相机为6通道设计，可以精准获取蓝、绿、红、红边1、红边2和红外6个波段数据，可广泛应用于农林、水资源调查等场景。图2D-MSPC2000外观及其参数1.3D-OP3000倾斜摄影模块图3D-OP3000外观及其参数1.4D-LiDAR3000激光雷达模块图4D-LiDAR3000外观及其参数1.5SLAM100手持激光雷达SLAM100是飞马机器人推出的首款手持移动式激光雷达扫描仪。该系统具有360°旋转云台，可形成270°×360°点云覆盖，结合行业级SLAM算法，可在无光照、无GPS情况下获取周围环境高精度、高精细度的三维点云数据。图5SLAM100外观及其参数2初步成果2.1多光谱成果2.1.1多光谱航线及飞行参数2022年12月8日，采用飞马D2000无人机搭载多光谱载荷D-MSPC2000进行数据采集，飞行高度111m、飞行速度11m/s，分辨率8cm、飞行时间21min。图6多光谱航线规划及飞行照片2.1.2多光谱数据成果经原始数据检查——飞马网络服务差分解算——坐标转换——空三处理等操作，得到友好村共六个波段的多光谱数据成果，图7为红绿蓝波段融合所得的真彩色影像。图7友好村真彩色正射影像在友好村真彩色影像的基础上，将友好村划分为如图8所示的道路、水域、房屋、园地、林地及耕地六类不同土地利用类型。经统计友好村区域总面积为231836.7m2，林地部分总面积为173869.6m2，绿地覆盖率为80.0%。图8友好村土地利用类型归一化\t"/item/%E5%BD%92%E4%B8%80%E5%8C%96%E6%A4%8D%E8%A2%AB%E6%8C%87%E6%95%B0/_blank"植被指数(NDVI)是检测植被生长状态、植被覆盖度和消除部分辐射误差等。\t"/item/%E5%BD%92%E4%B8%80%E5%8C%96%E6%A4%8D%E8%A2%AB%E6%8C%87%E6%95%B0/_blank"NDVI能反映出植物冠层的背景影响，如土壤、潮湿地面、雪、枯叶、粗糙度等，且与植被覆盖有关。当NDVI为正值时，表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大。基于近红外波段和红光波段计算得到如图9所示的友好村NDVI分布情况，通过筛选友好村NDVI为正值的栅格个数，计算友好村植被覆盖信息。经计算2022年秋，友好村植被覆盖总面积为196504.85m2，植被覆盖率为84.8%。图9友好村NDVI分布及植被覆盖2.2倾斜摄影成果2.2.1飞行参数2022年12月8日，采用飞马D2000无人机搭载倾斜摄影载荷D-OP3000进行数据采集，飞行高度191米、飞行速度13.5m/s，分辨率3cm、飞行时间27min。图10倾斜摄影航线规划2.2.2倾斜摄影三维模型成果图11友好村三维模型成果2.3无人机激光雷达成果2.3.1飞行参数2022年12月8日，采用飞马D2000无人机搭载激光雷达载荷D-LiLAR3000进行数据采集，飞行高度98米、飞行速度13.5m/s，分辨率1.5cm、点密度38点/平方米，飞行时间9min。图12无人机激光雷达航线规划2.3.2激光雷达las成果经飞马无人机管家软件解算处理，可得如图13所示的友好村点云数据。图13无人机激光雷达成果及剖面预览于Lidar360软件中经重采样、去噪及根据地面点归一化后棵生成对应的DEM数据。如图14为友好村DEM图，不同的颜色代表不同的高程数据，由图可知友好村高程在12m-16m。图14友好村DEM2.4手持激光雷达成果2.4.1手持激光雷达数据采集2022年12月8日，持SLAM100于友好村研究区内进行多次交叉穿梭以采集精度更高的地面激光点云数据，如图15所示为地面激光点云采集现场照片。图15手持激光雷达数据采集过程2.4.2手持激光雷达数据成果图16为以高程显示的手持激光雷达数据成果。图16友好村手持激光雷达成果2.4.3手持激光雷达单木分割基于LiDAR360软件，对所采集的地面雷达数据进行分析，通过重采样、去噪、地面点分类、根据地面点归一化、单木点云分割等操作，可将点云数据进一步分割为一棵棵树。统计单木属性操作可提取每棵单木的胸径、树高、冠幅、冠径等林分信息。图17为友好村手持激光雷达点云单木分割情况。图17友好村手持激光雷达点云单木分割情况2.4.4友好村部分树木林分信息图18友好村手持激光雷达点云单木分割情况3友好村景观格局将友好村土地利用类型矢量数据转为栅格数据后，在R中基于landscapemetrics包进行景观格局指数计算，分别计算友好村景观水平和类别水平的TA、CA、PLAND、NP、PD、LPI、TE、ED及LSI等指数。3.1.1景观水平表1友好村景观水平的景观格局指数levelmetricvaluelandscapeta23.16593025landscapenp195landscapepd841.7533762landscapelpi14.27488003landscapete22779.7landscapelsi13.15846881landscapeed983.32766073.1.2类别水平表2友好村类别水平的景观格局指数classcaplandnppdlpiteedlsi道路2.06528.914653.0000228.78432.38208862.6500382.572618.5493水体1.36305.88378.000034.53355.860312100.3500522.333926.5816房屋17.386775.052873.0000315.117914.274917728.0500765.263910.6638园地1.38415.974513.000056.