【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于遥感识别，具体涉及一种基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与类型划分的方法。
技术介绍
1、目前无人机搭配多源遥感技术被普遍应用于地质灾害管理、矿产资源、城市建设、精细农业等领域，能在大尺度上识别地类。然而在城市公园小尺度上，由于生境复杂交错、界面多样，植被种类多且分布复杂，传统的多光谱遥感技术无法精细化识别生境类型。若单靠目视解译的方法来识别生境，虽然精准度有所提高，但工作量较大，费时费力。
2、常见的生境空间分类方法是基于高分卫星遥感数据并结合野外调查对生境类型进行划分，一般尺度较大，精度较低，时效性差。基于高空间分辨率卫星遥感数据，无法区分植被冠层，相似层林很难相互分离，容易被误分类，分类误差较大。城市公园绿地生境单元划分尺度较小，传统高分影像及其影像处理方式难以满足城市公园尺度上的高精度生境识别和分类需求。
3、城市公园是承载城市生物多样性的重要绿色空间，其再野化是提升公园野生草本植物多样性、优化野生动物栖息环境的关键。高精度识别公园生态空间，并精准划分生境类型，是提升城市公园绿地空间质量的重要基础工作。基于水体指数、植被指数以及叶面积指数，建立城市公园生境识别与类型划分的方法，并与无人机多源遥测技术相结合，可有效对地表地物进行精细分类划分。
技术实现思路
1、本专利技术的主要目的在于一种基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，解决上述
技术介绍
中生境识别精度低、划分不准确的问题。
2、为解决上述技术问题，本
3、一种基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，包括以下步骤：
4、s1根据研究区域的样本特点，建立生境多级分类系统；
5、s2获取研究区域的多源遥感数据，并进行数据预处理，多源遥感数据包括：正射、多光谱和激光雷达数据；
6、s3根据预处理后的多源遥感数据的类别，分别进行二次处理，并进行矢量范围划分；
7、s4将s3中划分的矢量数据进行整合，并采用整合后的数据绘制生境类型分布图。
8、步骤s1中，根据研究区域的样本特点，建立生境多级分类系统，包括：
9、根据城市公园绿地特征，在土地利用类型作为生境大类的基础上，依据土地利用类型、冠层结构、功能特点和郁闭度划分公园生境类型，分别为一级单元、二级单元、三级单元和四级单元；
10、一级单元包括绿地、裸地、铺装、建筑、水体；
11、二级单元在一级单元的基础上划分绿地、铺装和水体，绿地分为林地、灌木、草地等，铺装分为道路和广场，水体分为驳岸与水域；
12、三级单元在二级单元的基础上划分林地、驳岸和水域，林地分为常绿林和落叶林，驳岸分为硬质驳岸和自然驳岸，水域划分为清澈水体和浑浊水体；
13、四级单元在三级单元的基础上划分常绿林地为常绿密林、常绿中郁闭度林和常绿疏林。
14、进一步，多源遥感影像数据的获取包括：使用多旋翼无人机对研究区域进行航测，获取多源遥感影像原始数据，包括多光谱数据，激光雷达数据和可见光正射数据。
15、进一步，所述预处理包括：对比度和亮度的调整、锐化滤波，辐射定标、大气校正和几何校正。
16、进一步，步骤s2中，以满足视图清晰度为原则，正射、多光谱和激光雷达各自预设数据精度阈值；
17、所述可见光正射数据的预处理方法包括差分解算、参数计算与坐标转换、数据整理和空三处理；
18、所述激光雷达数据的预处理方法包括点云轨迹的紧耦合差分解算、点云解算、航带平差、坐标转换、去冗余、去噪和点云赋色；
19、所述多光谱数据的预处理方法包括反射率标定和多波段影像拼接。
20、进一步，预处理后的正射、多光谱、激光雷达各自预设数据精度阈值分别为0.05m、0.1m和284点/m2。
21、通过上述对遥感影像数据的预处理操作，能够显著提升视觉效果和可解析性；通过消除影像中的噪声、畸变和失真等问题，使影像更加清晰、逼真，便于观察和判读；预处理技术通过对比度和亮度的调整、锐化滤波等增强技术，可以突出影像中的目标物体和特征信息，使其更加易于识别和提取；预处理可以减少数据存储和传输的成本，提高处理速度和分析效率。通过预处理，可以减少后续分析工作的难度和成本，从而提高整体的工作效率；预处理步骤如辐射定标、大气校正和几何校正等，有助于消除不同图像之间的差异，确保它们在相同的物理尺度上可比较，从而提高遥感图像的准确性和可用性。
22、进一步，步骤s3中，根据预处理后的多源遥感数据的类别，进行二次处理，具体为：对预处理后的多光谱数据在envi或arcgis中计算水体指数；对预处理后的激光雷达点云数据进行，包括重采样、去噪、地面点分类、生成数字高程模型(dem)和数字表面模型(dsm)以及地面点归一化处理，生成冠层高度模型(chm)；对可见光正射数据处理后得到高精度正射图和数字表面模型(dsm)。
23、进一步，步骤s3中，根据处理后的多源遥感数据，进行生境划分的方法为，根据公园水体指数、植被指数、叶面积指数和郁闭度进行不同生境的提取划分，包括：
24、(1)多光谱数据：
25、将预处理后的正射、多光谱、激光雷达数据导入到arcgis中配准，根据公园绿地边界进行切割，裁剪出公园绿地范围。
26、在裁剪好的多光谱数据中，根据水体指数，提取出水体和陆域范围(包括非水体的其他公园范围内的用地)；具体地，使用fui水色指数对提取出的水体范围进行水质划分，划分为清澈水体与浑浊水体；根据植被指数对公园陆域范围进行划分，提取出公园陆域范围内的绿地、裸地和人工表面。
27、(2)激光雷达点云数据：
28、根据冠层高度模型，将绿地部分重分成乔木、灌木、草地的矢量范围。
29、将乔木的矢量范围导入lidar360软件中，计算林地的叶面积指数，进而划分出落叶林与常绿林。
30、叶面积指数计算方法：对于每一统计单元，根据点云的平均点间距构建三维网格，并统计每一层内三维网格的总数及包含激光点的网格数量，计算每一层激光点的频率，表达式为：
31、；
32、其中，n(s)为第s层激光点频率，ni(s)为第s层包含激光点的格网总数，nt(s)为第s层的三维格网总数，然后根据上式计算第s层的叶面积指数：
33、；
34、其中，α(θ)为叶片倾斜度改正因子，设为1.1，is为第s层的叶面积指数；最后，将各层的叶面积指数进行累加，得到整个统计单元内的叶面积指数：
35、；
36、其中，lai为叶面积指数。
37、根据郁闭度指数，使用lidar360机载林业模块，划分常绿乔木为常绿密林、常绿中郁闭度林、常绿疏林。
38、(3)可见光正射数据：
39、根据dsm，划分人工表面范围为建筑铺本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，所述城市公园生境识别与划分方法，包括：
2.根据权利要求1所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，步骤S1中，根据研究区域的样本特点，建立生境多级分类系统，包括：
3.根据权利要求1所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，步骤S2中，所述预处理包括：对比度和亮度的调整、锐化滤波，辐射定标、大气校正和几何校正。
4.根据权利要求1所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，步骤S2中，以满足视图清晰度为原则，正射、多光谱和激光雷达各自预设数据精度阈值；
5.根据权利要求4所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，预处理后的正射、多光谱和激光雷达各自预设数据精度阈值分别为0.05m、0.1m和284点/m2。
6.根据权利要求1所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，步骤S3中，根据预处理后的多源遥感
7.根据权利要求6所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，根据处理后的多源遥感数据，进行二次处理后，根据公园水体指数、植被指数、叶面积指数和郁闭度指数进行不同生境的提取划分。
8.根据权利要求7所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，所述叶面积指数的计算包括：对于每一统计单元，根据点云的平均点间距构建三维网格，并统计每一层内三维网格的总数及包含激光点的网格数量，计算每一层激光点的频率，表达式为：
9.根据权利要求1所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，步骤S4中，在ArcGIS软件中将S3中划分的每种生境类型的矢量数据进行图层设置，并采用整合后的数据绘制生境类型分布图，最终完成研究区域公园的生境图谱绘制。
...【技术特征摘要】
1.一种基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，所述城市公园生境识别与划分方法，包括：
2.根据权利要求1所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，步骤s1中，根据研究区域的样本特点，建立生境多级分类系统，包括：
3.根据权利要求1所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，步骤s2中，所述预处理包括：对比度和亮度的调整、锐化滤波，辐射定标、大气校正和几何校正。
4.根据权利要求1所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，步骤s2中，以满足视图清晰度为原则，正射、多光谱和激光雷达各自预设数据精度阈值；
5.根据权利要求4所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，预处理后的正射、多光谱和激光雷达各自预设数据精度阈值分别为0.05m、0.1m和284点/m2。
6.根据权利要求1所述的基于无人机多源遥测技术的城市公园生境识别与划分的方法，其特征在于，步骤s3中，根据预处理后的多源遥感数据的类别，进行二次处理，...
【专利技术属性】
技术研发人员：宋晴，张莹萍，朱义，崔心红，乐莺，李斌，孟陈，秦沛金，
申请(专利权)人：上海市园林科学规划研究院，
类型：发明
国别省市：
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