[发明专利]基于无人机遥感技术的放牧强度监测方法

说明书

本发明公开了基于无人机遥感技术的牧场尺度放牧强度监测方法，涉及放牧强度监测技术领域，包括：利用基于GPS后处理差分技术，建立实时通讯基准站与地面控制靶标，实现基于无人机遥感厘米级测量精度的激光点云、多光谱/高光谱影像数据获取；建立草原生产力无人机遥感高精度测算模型；在不同草原类型区开展模型验证与结构参数对比分析，实现草原生产力中高分辨率快速精确计算；使用YOLOV4算法解算出图像中家畜的数量；根据草地生产力信息和家畜数目监测调查区的放牧强度。这样的方法，使用无人机对放牧的草场进行监测以及对草场中的牲畜进行计数，减少了人力消耗，且记录清晰，可实时监测草场的放牧状态。

技术领域

本发明涉及放牧强度监测技术领域，具体而言，涉及基于无人机遥感技术的放牧强度监测方法。

背景技术

草原生态系统是全球分布最广、最重要的陆地生态系统类型之一，但近年来，随着人口的增长，牲畜数量的倍增，不合理的放牧已对草地生态系统造成了严重的破坏。因此，对草场实际放牧强度进行监测，完善放牧预警机制，对于指导畜牧业生产、环境保护有着不可替代的重要作用和现实意义。

对放牧强度的研究主要集中于不同放牧强度对草原植被群落特征和草地生产力多样性的影响。现有估算放牧强度的方法主要是通过调查统计牲畜的数量与分布，对比草地的理论载畜量与实际载畜量的差异。但这样的研究方法需要耗费大量的人力，不适用与大范围草地放牧强度的研究。但随着卫星遥感技术的发展，已有一些学者将卫星遥感应用于草地放牧强度的估测。

现有技术对放牧强度进行监测存在以下缺点：

1、对于一些高分辨率数据(如LandsatTM)，因其重复周期过长,在进行放牧强度估算时,草地植被的生长影响放牧强度的估算精度；而对于NOAA-AVHRR虽然时间分辨率很高,但由于空间分辨率过低,也影响放牧强度的估算精度。

2、在估算各草地类型的放牧强度时，会在建立预测模型时假设研究区牧草长势相同，这种假设适合长势均一的草原，但对于生长状况差异较显著的草地，利用该方法计算放牧强度容易产生较大误差。

3、对于家畜的估算，之前一直依靠于，下级上报的形式，但这样上报数据真假难辨，大多牧民为了领取补贴都会把数据进行虚假填报，对于计算放牧强度没有可靠的数据支持。

发明内容

为了克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明实施例提供基于无人机遥感技术的放牧强度监测方法，以实时监测草场的放牧状态，从而估算出放牧强度。

本发明的实施例是这样实现的：

一种基于无人机遥感技术的放牧强度监测方法，包括以下步骤：

获取无人机在样带中包含植被、家畜的遥感影像，利用基于GPS后处理差分技术，建立实时通讯基准站与地面控制靶标，实现基于无人机遥感厘米级测量精度的激光点云、多光谱/高光谱影像数据获取；综合利用植被表型结构信息与植被光谱信息，建立草原生产力无人机遥感高精度测算模型；利用草原多样性变化地统计模型、机器学习模型与植被红边技术提出卫星遥感升尺度估算方法，在不同草原类型区开展模型验证与结构参数对比分析，实现草原生产力中高分辨率快速精确计算；根据样带中拍摄的家畜的影像数据，使用YOLOV4算法解算出图像中家畜的数量；根据草地生产力信息和家畜数目监测调查区的放牧强度。