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农业

利用 RGB 无人机影像验证果园树冠计数

明确一棵树的统计定义,检查相接树冠和漏识别幼树,并用独立实地观察验证果园清查成果。

利用 RGB 无人机影像验证果园树冠计数

先明确果园统计单元

一个可见树冠不一定对应一根存活树干或一棵有产出的果树。先确定台账统计的是栽植位置、单株树木,还是影像中的树冠对象,并说明补植、缺位和多干植株如何表达。该定义同时决定标注与验证规则。USGS 已发表的树冠测绘研究表明,航拍清查可以区分单个树冠、部分树冠与成片区域;具体果园仍需采用符合自身管理问题的定义,不能把研究对象的划分直接当作通用规则。

确认影像能否分开相邻树冠

选择计数方法前,查看有代表性的种植行。成熟树冠相接、阴影、较小补植苗和背景植被,可能产生不同错误。除拼接图外,还应检查原始照片,因为拼接可能改变表观边界。难以判断的对象应标为待复核,而不是强行纳入确定计数。点图层外观整齐,并不能证明影像确实区分了台账所需的每棵树,尤其在树冠严重重叠时,更不能由点数反推每一株都已经看清。

明尼苏达州 Fischer Croix 农场果园的鸟瞰图
明尼苏达州 Fischer Croix 农场果园的鸟瞰图来源: formulanone · CC BY-SA 2.0

设计具有代表性的核查样本

样本应覆盖不同冠幅、种植行状况、果园边缘和困难区域,不能只选最清楚的行。核查位置应独立于自动方法的调参样本,并记录实地观察人员如何确定真正统计单元。样本要检验可能出现的错误,包括多个树冠被合并、同一对象被重复计数。总数接近也可能掩盖相互抵消的漏检和多检:数值看似正确,单株位置却错了。因此必须保存对象层面的匹配证据。

将检测对象与实地身份匹配

把地图对象与明确的栽植位置或现场台账对照,记录遗漏、多余检测及多株合并等情况。若位置不确定性影响配对,应说明其范围和处理方法。不能将近似相等的总数当作空间清查准确的证明。业主可能需要找出真正应补植的位置,而不只是知道大约有多少树。保留匹配示例及其判断理由,便于其他审核人员理解哪些对象被接受、哪些仍需进一步核查。

按树冠和种植条件报告限制

分别汇总幼树较疏的行、成熟闭合树冠等具有实际意义的条件。某类影像证据不足时,应标明需要人工复核或其他观察方法。不能将某个地块的成功试验推广到全部品种和季节。保存处理设置、影像日期与实地核查日期;两次观察之间的补植、移除或生长变化,也可能解释不一致。在把差异全部归因于算法前,应先查清这些情况,使结果反映实际验证条件。

交付能够指导果园工作的台账

提供稳定的树木或栽植位置编号、复核状态和原片链接,明确区分直接观察与推断的条目。让工作人员尝试在果园中找到指定缺位或不确定位置,检验移交资料是否可用。与 NiVO 讨论 RGB 载荷细节时,可使用这些真实样本。验收应关注清查是否服务于约定现场任务,并如实说明限制,不能承诺适用于一切条件的自动计数,也不能假设增加像素就能分开所有重叠树冠。

技术参考

  1. USGS woody crown mapping using UAS imagery ↗
  2. MicaSense image alignment and counting context ↗
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