基于3S技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法与流程

基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法
技术领域
1.本发明涉及干旱河谷区域林场环境巡视技术领域，尤其是基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法。


背景技术：

2.本文中所述的3s技术是指遥感技术(remotesensing，rs)、地理信息系统(geographyinformationsystems，gis)和全球定位系统(globalpositioningsystems，gps)的统称，其是空间技术、传感器技术、卫星定位与导航技术和计算机技术、通讯技术相结合，多学科高度集成的对空间信息进行采集、处理、管理、分析、表达、传播和应用的现代信息技术。
3.干旱河谷是青藏高原一类特殊的山地生态系统，主要分布于金沙江、怒江、澜沧江和雅砻江中下游，大渡河和元江中游，岷江和白水江上游等河谷区。特殊的地质地貌、气候和植被等特征导致了干旱河谷本身具有高度的脆弱性，在高强度人为干扰体的叠加作用下退化严重。目前干旱河谷的突出问题是植被覆盖率低，水土流失严重，生态恶化形势严峻。
4.目前，现有的高原干旱河谷地存在以下生态环境问题：
5.第一，植被稀疏，盖度低，森林覆盖率减少，水文状况恶化；
6.第二，土壤贫瘠，水土流失严重；
7.第三，崩塌、滑坡、泥石流等自然灾害频发；
8.第四，干旱河谷范围扩大，干旱化加剧。
9.但是，现有技术中的暂无准确可靠的干旱河谷区域林场环境巡视分析方法，其导致干旱河谷区域检测管理依然采用人为的方式，其效率低，并且准确可靠性不高。
10.因此，急需要提出一种逻辑简单、准确可靠的基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法。


技术实现要素：

11.针对上述问题，本发明的目的在于提供基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法，本发明采用的技术方案如下：
12.第一部分，本技术提供了基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法，其包括以下步骤：
13.选取待检测的干旱河谷区域，并进行边界标记；
14.建立边界标记后的干旱河谷区域的原始坐标，并进行坐标转换；
15.对待检测的干旱河谷区域进行初步探测，获得基础统计数据集；根据转换后的坐标与基础统计数据集进行数据对应映射；
16.利用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域内的三维空间数据，包括干旱河谷区域内林场环境的全景正射图像数据；
17.根据转换后的坐标、基础统计数据集和全景正射图像数据建立待检测的干旱河谷
区域的林场环境全景三维空间初始数据模型；
18.采用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域，并构建当前的林场环境全景三维空间数据模型，并与林场环境全景三维空间初始数据模型进行比对，获得林场植被变化区域。
19.第二部分，本技术提供了一种基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视的装置，其包括：
20.边界标记模块，选取待检测的干旱河谷区域，并进行边界标记；
21.坐标转换模块，与边界标记模块连接，建立边界标记后的干旱河谷区域的原始坐标，并进行坐标转换；
22.基础统计数据集采集映射模块，对待检测的干旱河谷区域进行初步探测，获得基础统计数据集；根据转换后的坐标与基础统计数据集进行数据对应映射；
23.遥感采集模块，与坐标转换模块连接，利用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域内的三维空间数据，包括干旱河谷区域内林场环境的全景正射图像数据；采用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域，并构建当前的林场环境全景三维空间数据模型；
24.三维初始模型构建模块，与坐标转换模块、基础统计数据集采集映射模块和遥感采集模块连接，根据转换后的坐标、基础统计数据集和全景正射图像数据建立待检测的干旱河谷区域的林场环境全景三维空间初始数据模型；
25.对比识别模块，与三维初始模型构建模块连接，并与林场环境全景三维空间初始数据模型进行比对，获得林场植被变化区域。
26.第三部分，本技术提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法。
27.第四部分，本技术提供了一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，实现基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法的步骤。
28.与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
29.(1)本发明结合将遥感技术、地理信息系统技术和全球定位系统技术，并准确可靠的建立林场环境全景三维空间初始数据模型，再后期检测中，采用遥感技术并沿着规划的遥感路线采集待检测的干旱河谷区域，获得检测的当前的林场环境全景三维空间数据模型，并与林场环境全景三维空间初始数据模型进行比对，获得林场植被变化区域。
30.(2)本发明通过对边界标记后的干旱河谷区域进行遥感路线规划，并进行飞行的高度的设定、图像采集的站点位置信息的设定，保证遥感采集准确可靠。
31.(3)本发明通过对全景正射图像数据中的图像进行预处理，并剔除背景，即无植被的区域，以减少计算工作量。
32.综上所述，本发明具有逻辑简单、准确可靠等优点，在干旱河谷区域林场环境巡视技术领域具有很高的实用价值和推广价值。
附图说明
33.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需使用的附图作简单介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对保护
范围的限定，对于本领域技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
34.图1为本发明的逻辑流程图。
具体实施方式
35.为使本技术的目的、技术方案和优点更为清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明，本发明的实施方式包括但不限于下列实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
36.本实施例中，术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。
37.本实施例的说明书和权利要求书中的术语“第一”和“第二”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述对象的特定顺序。例如，第一目标对象和第二目标对象等是用于区别不同的目标对象，而不是用于描述目标对象的特定顺序。
38.在本技术实施例中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本技术实施例中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其它实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
39.在本技术实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个或两个以上。例如，多个处理单元是指两个或两个以上的处理单元；多个系统是指两个或两个以上的系统。
40.如图1所示，本实施例提供了本实施例提供了基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法，其包括以下步骤：
41.第一步，选取待检测的干旱河谷区域，并进行边界标记；在此，根据遥感飞行的续航等信息，将干旱河谷区域分为若干块，并对任一块进行边界标记。其好处在于，利用后期路径规划，并且比较数据集相对较少，其计算量可以在一定程度上减少。
42.第二步，建立边界标记后的干旱河谷区域的原始坐标，并进行坐标转换，包括：
43.(1)获取干旱河谷区域内原始的地形地貌、水系和自然地理信息数据；
44.(2)建立干旱河谷区域的边界线和图像采集的站点位置信息。
45.在此，还需要对边界标记后的干旱河谷区域进行遥感路线规划，其中，遥感路线规划包括飞行的高度、图像采集的站点位置信息。在本实施例中，飞行高度为相对位置，即林场植被与无人机的相对位置。
46.第三步，对待检测的干旱河谷区域进行初步探测，获得基础统计数据集；根据转换后的坐标与基础统计数据集进行数据对应映射。
47.第四步，利用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域内的三维空间数据，包括干旱河谷区域内林场环境的全景正射图像数据。在此，需要对景正射图像数据中的图像进行预处理，其包括：
48.(1)在同一站点连续采集数张图像，并提取数张图像中相同的特征点；
49.(2)剔除图像中的相同的特征点，并进行灰度处理，以剔除林场环境的土质背景。
50.第五步，根据转换后的坐标、基础统计数据集和全景正射图像数据建立待检测的
干旱河谷区域的林场环境全景三维空间初始数据模型；
51.第六步，采用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域，并构建当前的林场环境全景三维空间数据模型，并与林场环境全景三维空间初始数据模型进行比对，获得林场植被变化区域。
52.上述实施例仅为本发明的优选实施例，并非对本发明保护范围的限制，但凡采用本发明的设计原理，以及在此基础上进行非创造性劳动而作出的变化，均应属于本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法，其特征在于，包括以下步骤：选取待检测的干旱河谷区域，并进行边界标记；建立边界标记后的干旱河谷区域的原始坐标，并进行坐标转换；对待检测的干旱河谷区域进行初步探测，获得基础统计数据集；根据转换后的坐标与基础统计数据集进行数据对应映射；利用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域内的三维空间数据，包括干旱河谷区域内林场环境的全景正射图像数据；根据转换后的坐标、基础统计数据集和全景正射图像数据建立待检测的干旱河谷区域的林场环境全景三维空间初始数据模型；采用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域，并构建当前的林场环境全景三维空间数据模型，并与林场环境全景三维空间初始数据模型进行比对，获得林场植被变化区域。2.根据权利要求1所述的基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法，其特征在于，还包括：对边界标记后的干旱河谷区域进行遥感路线规划。3.根据权利要求2所述的基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法，其特征在于，所述遥感路线规划包括飞行的高度、图像采集的站点位置信息。4.根据权利要求3所述的基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法，其特征在于，所述全景正射图像数据的处理包括：在同一站点连续采集数张图像，并提取数张图像中相同的特征点；剔除图像中的相同的特征点，并进行灰度处理，以剔除林场环境的土质背景。5.根据权利要求4所述的基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法，其特征在于，所述建立边界标记后的干旱河谷区域的原始坐标，包括以下步骤：获取干旱河谷区域内原始的地形地貌、水系和自然地理信息数据；建立干旱河谷区域的边界线和图像采集的站点位置信息。6.一种基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视的装置，其特征在于，包括：边界标记模块，选取待检测的干旱河谷区域，并进行边界标记；坐标转换模块，与边界标记模块连接，建立边界标记后的干旱河谷区域的原始坐标，并进行坐标转换；基础统计数据集采集映射模块，对待检测的干旱河谷区域进行初步探测，获得基础统计数据集；根据转换后的坐标与基础统计数据集进行数据对应映射；遥感采集模块，与坐标转换模块连接，利用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域内的三维空间数据，包括干旱河谷区域内林场环境的全景正射图像数据；采用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域，并构建当前的林场环境全景三维空间数据模型；三维初始模型构建模块，与坐标转换模块、基础统计数据集采集映射模块和遥感采集模块连接，根据转换后的坐标、基础统计数据集和全景正射图像数据建立待检测的干旱河谷区域的林场环境全景三维空间初始数据模型；对比识别模块，与三维初始模型构建模块连接，并与林场环境全景三维空间初始数据模型进行比对，获得林场植被变化区域。7.根据权利要求6所述的基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视的装置，其特征在于，还包括：图像处理模块；所述图像处理模块对全景正射图像数据的预处理，其包括：
在同一站点连续采集数张图像，并提取数张图像中相同的特征点；剔除图像中的相同的特征点，并进行灰度处理，以剔除林场环境的土质背景。8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5任一项所述的基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法。9.一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时，实现权利要求1至5任一项所述的基于3s技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法的步骤。

技术总结
本发明公开了基于3S技术的干旱河谷区域林场环境全景巡视方法，包括：选取待检测的干旱河谷区域，并进行边界标记；建立边界标记后的干旱河谷区域的原始坐标，并进行坐标转换；对待检测的干旱河谷区域进行初步探测，获得基础统计数据集；根据转换后的坐标与基础统计数据集进行数据对应映射；利用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域内的三维空间数据，根据转换后的坐标、基础统计数据集和全景正射图像数据建立待检测的干旱河谷区域的林场环境全景三维空间初始数据模型；采用遥感技术采集待检测的干旱河谷区域，并构建当前的林场环境全景三维空间数据模型，并与林场环境全景三维空间初始数据模型进行比对，获得林场植被变化区域。获得林场植被变化区域。获得林场植被变化区域。


技术研发人员：邱明 李峰 孙福勇 邓祖烦 肖敏 代英 金媛 王世新 刘千里 张利 彭晓芳 陈雪莲 泽仁措 邓燕 袁方科 李伟 马玉兰 喻福群 杨素香
受保护的技术使用者：阿坝藏族羌族自治州生态保护与发展研究院
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/8/23