南京林业大学学报(自然科学版)

作者：任华章,孙圆,李纪霖,郝雨,林子航

单位：1.南京林业大学林草学院、水土保持学院,江苏 南京 210037,2.南京林业大学南方现代林业协同创新中心,江苏 南京 210037

关键词：行道树调查,倾斜摄影测量,无人机,层次分析法,回归模型

基金：江苏省科技厅自然科学面上基金项目(BK20191388),南京林业大学大学生创新创业项目(202210298074Y),江苏高校优势学科建设工程资助项目(PAPD)

【目的】借鉴林业调查中的无人机遥感摄影测量技术,探索一套适用于城市行道树调查的无人机飞行方案优选流程,解决多种飞行参数和飞行方案导致的行道树调查数据源参差不齐的问题。【方法】针对行道树调查,设计6种无人机飞行方案,使用层次分析法(AHP)优选出兼顾精度与效率的飞行方案。根据优选方案提取的树高建立胸径反演模型,通过决定系数(R2)、平均相对误差(MRE)和均方根误差(RMSE)等指标选取最佳胸径模型。对株数、树高、冠幅和胸径获取精度与提取效率进行比较,证明经过优选的飞行方案可以在保持一定精度的前提下提高行道树调查效率。【结果】经过AHP分析,“井”字形(飞行模式)和70 m飞行高度为兼顾精度与效率的无人机飞行最佳方案;采用该方案提取的株数精度达到查准率(Precision值)94.44%,查全率(Recall值)80.95%,以及二者衡量指标(F1值)87.18%;提取树高的平均相对误差为8.66%,均方根误差为1.22 m,决定系数为0.88;提取冠幅的平均相对误差为27.77%,均方根误差为1.30 m,决定系数为0.69;所建胸径预测模型决定系数达到0.81。该方案节约时长70%,且获取株数、树高、冠幅和胸径数值的准确性在所有方案中较高。【结论】经过优选的无人机飞行方案在达到行道树调查所需精度的前提下节约了70%时长,并获得较好株数、树高、冠幅和胸径数据。本研究提出的无人机飞行方案优选流程有效,可应用于城市行道树调查。

来源：2024年第6期

《南京林业大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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