无人机和地面图像分析检测应用冠层管理后其结构的变化


发布时间:

2021-01-07

来源:

本站

作者:

PhenoTrait

本文旨在利用无人机(UAV)图像评估葡萄园应用不同树冠管理措施后的树冠结构变化。

 

在南澳大利亚迈凯轮谷一个商业葡萄园中,以赤霞珠葡萄为试验材料,进行了四种不同的冠层管理方法处理:i–ii)在葡萄藤上进行葡萄串区域(东侧和西侧)除叶,iii)疏伐和iv)修剪枝条。利用无人机获取图像: i)处理之前,ii)处理之后,以及iii)在收获时的树冠,并评估处理结果。通过对无人机采集的RGB和多光谱图像分析,得到了冠层体积、投影冠层面积和归一化植被指数(NDVI)。使用智能手机应用程序VitiCanopy得出地面测量值:植物面积指数(PAI)。结果表明,在进行冠层管理处理后,除疏伐处理外,其他三种基于无人机测量都检测到了冠层结构的变化。正如预期的那样,基于地面的PAI是唯一有效检测由疏伐引起的内部冠层结构变化的技术。与NDVI和投影树冠面积相比,树冠体积和PAI可以更好地检测树冠结构的变化。但后者会受到地上修剪枝条干扰的负面影响。

 

在当前研究中,基于UAV的RGB /多光谱图像处理程序的流程图,用于生成树冠体积,投影树冠面积和归一化植被指数(NDVI)

 

无人机捕获图像的冠层结构测量

 

用于(a)对照和(b)疏伐地面冠层覆盖图像示例

 

综上所述,基于无人机的工具可以在葡萄园尺度上对某些冠层管理结果进行准确评估。与NDVI和投影冠层面积相比,基于无人机的冠层体积对冠层结构的变化更为敏感,更具潜力。

 

同一处理组在阶段之间的测量参数变化百分比

 

比较不同遥感方法提取葡萄冠层数据

 

来源:

OuyangJ., De BeiR., FuentesS., & CollinsC. (2020). UAV and ground-based imagery analysis detects canopy structure changes after canopy management applications . OENO One, 54(4), 1093-1103. https://doi.org/10.20870/oeno-one.2020.54.4.3647.

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