基于无人机的高光谱遥感图像采集和处理技术研究
陈智虎，童倩倩*，赵泽英，岳延滨
【摘 要】摘要：高光谱遥感技术是农业监测的重要手段，能够及时、准确地分析农作物更多、更详细的信息，对分析农作物产量、长势和病虫害具有重要意义。以贵州省关岭县乐安村火龙果种植基地为研究区域，结合无人机与高光谱成像仪的优势，对研究区进行高光谱图像采集。经过图像挑选、图像预处理、图像精校正、波段提取和图像拼接处理，获取研究区最新的高光谱遥感图像，为研究农作物的生长特性及不同生长期的光谱差异奠定基础。 【期刊名称】贵州师范大学学报（自然科学版） 【年(卷),期】2019(037)005 【总页数】6
【关键词】无人机；高光谱；遥感；图像处理
引用格式：陈智虎，童倩倩，赵泽英，等.基于无人机的高光谱遥感图像采集和处理技术研究[J].贵州师范大学学报(自然科学版),2019,37(5)：52-57.[CHEN Z H,TONG Q Q,ZHAO Z Y,et al.Research on hyperspectral remote sensing image acquisition and processing technology based on uav[J].Journal of Guizhou Normal University (Natural Sciences),2019,37(5)：52-57.] 基金项目：贵州省科技厅科技支撑计划项目(黔科合支撑[2016]2558号)；贵州省科技厅科研机构服务企业行动计划项目(黔科合平台人才[2016](5715))；贵州省农业科学院科技创新专项项目(黔农科院科技创新[2017]02号)；贵州省农业科学院专项项目(黔农科院院专项[2013]019号)
0 引言
随着成像光谱技术及遥感处理技术的不断发展，高光谱遥感数据被广泛应用于各个领域。高光谱图像能够将许多原本在多光谱图像中无法体现的地物特征得以展示。高光谱遥感图像因为具有大量的波段信息，这些信息对于地物判读、作物识别等工作不仅能够节约人力物力，还能提高效率和精度，但高光谱遥感图像价格昂贵，数据处理复杂，目前，主流的遥感图像还是多光谱图像居多，高光谱遥感图像正在逐渐凸显其优越性。张顺等[1]利用无人机进行遥感图像采集，结合实地调查，利用面向对象的决策树分类方法开展草原灌丛遥感辨识方法研究，提高了灌丛的监测效率和精度；蒋幸萤等[2]利用遥感技术分析出喀斯特地区叶面积指数变化对地表温度影响存在差异性，研究指出叶面积指数上升不会造成地表温度明显变化,叶面积指数下降将对地表温度造成较大影响。 近年来，无人机技术慢慢进入大众的视野，并发展迅速，且被人们所熟知。由于无人机具有其独特的优越性，越来越多的行业开始利用无人机开展相关研究工作。张盼兴等[3]将无人机技术应用到农村土地确权工作中，提高了农村土地确权工作效率；刘帅兵等[4]利用无人机遥感图像对玉米株苗进行提取，方便快捷监测玉米长势和珠苗成活情况；潘成军等[5]利用无人机进行倾斜摄影，在进行道路施工过程中，获取道路及周边环境实景三维模型，便于绘制道路现状图，不仅能够提高工作效率，还可以提高制图精度。
无人机遥感技术能够克服航空或者航天遥感技术因重访周期长、影像空间分辨率低、起飞条件要求高以及运营管理成本昂贵等因素制约。科研工作者们已开始基于无人机高光谱遥感的相关研究。马航等[6]将无人机和高光谱遥感结合对东北粳稻叶绿素含量进行检测研究，利用4种不同类型植被指数的优势,使估测模型拟合优度和精度都得到显著的提升；高林等[7]基于无人机高光谱遥感进行
冬小麦叶面积指数反演研究，通过采集冬小麦不同生长时期的地面数据和无人机高光谱遥感数据，分析得出在3～96波段的光谱数据对于探测冬小麦的叶面积指数是可靠的；张海燕等[8]利用高光谱技术对农业中氮素利用效率与冬小麦高光谱指标之间的关系进行研究，认为冬小麦高光谱指标与氮素利用效率的相关性优于以往的植被指数。无人机遥感由于方便快捷、精度高、成本低等优点，很好地弥补了卫星遥感的不足，无人机也被广泛地应用到农业研究中[9-12]。虽然学者们基于高光谱图像进行了大量的研究，但是这些研究的基础离不开高光谱图像，目前基于无人机的高光谱遥感图像采集的研究还比较少。利用无人机搭载高光谱成像仪采集研究区高光谱遥感图像，能够为无人机高光谱遥感在未来的实践应用及理论研究奠定了基础。
1 研究区概况
关岭布依族苗族自治县位于贵州省中部，地处云贵高原东部脊状斜坡南侧向广西丘陵倾斜的斜坡地带，地势西北高、东南低，最高海拔1 850 m，最低海拔370 m，大部分地区海拔在800～1 500 m之间；地貌具有高低起伏大，类型复杂多样的特征，碳酸盐岩分布广泛，岩溶地貌与常态地貌交错分布，地貌形态千姿百态，石芽、竖井、漏斗、洼地、谷地、盲谷、丘峰、峰林等地貌形态广泛分布；气候以中亚热带季风湿润气候为主，四季分明，热量充足，雨量充沛，水热同季，境内12.5%的低热河谷地区有“天然温室”之称，植物种类繁多；全县土地总面积1 468 km2，辖8镇6乡，2018年末，户籍总人口36.68万人，县人民政府驻地关索镇，县域内居住着布依族、苗族、仡佬族、彝族等33个民族，关岭县境内种植了大量火龙果，主要分布在上关镇。 火龙果对生长环境要求较高，最佳生长温区在25～35 ℃，适宜生长在中性或
基于无人机的高光谱遥感图像采集和处理技术研究
