无人机航高对落叶松毛虫虫害遥感监测精度的影响

摘要

【目的】探究无人机航高对落叶松毛虫(Dendrolimus superans)虫害监测精度的影响机制,以期构建先进的森林虫害监测技术框架,为无人机近地面森林虫害遥感监测提供重要参考。【方法】以大兴安岭落叶松毛虫虫害频发区为试验区,以无人机不同航高下采集的多光谱遥感影像为基础数据,获得健康、轻度和重度虫害的386株落叶松树冠层光谱指数和纹理特征,通过方差分析法(ANOVA)及连续投影算法(SPA)提取对虫害严重程度敏感的光谱特征,结合随机森林(RF)和支持向量机(SVM)算法构建虫害严重程度监测模型,揭示航高对监测精度的影响。【结果】①光谱指数和纹理特征的总体(轻度+重度)监测精度均随航高上升呈下降趋势,而轻度和重度虫害的监测精度却有不同变化态势。②光谱指数(修正型三角植被指数2、绿光归一化差值植被指数2、绿光归一化差值植被指数、差值植被指数、简单比值指数1)+纹理特征(MEA 3)组合的虫害监测精度达到最优(总体精度和Kappa值分别为92.3%和0.891),但其总体和轻度的监测精度随航高上升呈下降趋势(下降速率分别为0.04%/m和0.03%/m),重度的监测精度有上升趋势(上升速率为0.03%/m)。【结论】航高对无人机近地虫害监测精度具有明显影响,并且轻度和重度监测精度随航高的变化速率和趋势有差异。与重度虫害相比,轻度的监测精度随航高的变化速率较快。无人机对虫害早期高精度遥感识别宜选择低航高,而适当提升航高亦能获得对虫害严重度评估监测的预期效果。