无人机高光谱与激光雷达监测服务

无人机设备，包括M350RTK、M300RTK（配备A/B双控系统及增强图传），搭载了高光谱成像仪（138个波段）、激光雷达系统，以及用于正射影像采集的相机，确保多维度、高精度数据同步获取

一、前期准备

（一）需求沟通与方案制定

1. 本次数据采集的主要任务包括：获取四个小流域及两个样地的高光谱与激光雷达数据，要求高光谱数据拼接后成像亮度均匀、阴影部分最小化，激光雷达数据冠层点云密度尽可能高，航带完整。所有航飞区域均在原定样地边界基础上向外扩展50米，以确保数据覆盖全面。

（二）无人机高光谱与激光雷达监测服务设备选型

1.    为保障飞行任务顺利实施，相关人员在任务前期做了大量准备工作：样地边界精准定位：在原有样地坐标基础上向外扩展30–50米，确保飞行区域完全覆盖实际样地；航线科学规划：利用Land Viewer等专业地理信息系统，结合地形与样地布局，设定与样方方向一致的航飞角度磁北356°，优化飞行路径，所有样地航飞参数保持一致；天气严格筛选：激光雷达数据采集优先选择雨后至少一天、冠层干燥的天气；高光谱则选择云量低于10%、太阳高度角大于40°（高落差区域大于50°）的晴朗天气，同时自然风速在8米/秒以内；飞行报备与空域协调：所有飞行任务均通过国家无人机监管平台UOM及国家公园当地执法所完成报备，确保飞行活动合法合规；应对限高挑战：针对长虹、何田、齐溪等位于500米限高区的流域，采用“高低起降点接替飞行”策略，由双人团队协作，确保全天候连续高效作业。复杂天气及大范围执飞挑战：高光谱飞行受天气影响较大，需同时关注太阳高度角、移动云层的动态以及不同坡面可照射时长，采用分区采集和不同坡向的分时采集，最终采用多时相互补拼接方式完美解决。03飞行执行高效，数据质量优异正式飞行任务分为试飞与数据采集两个阶段：试飞阶段：通过挂载H20相机进行仿地100米高度飞行，验证设备状态与信号传输，为后续正式任务奠定基础；•高光谱采集：设置仿地飞行高度150米，最大飞行速度6米/秒，根据实际起降地形设置返航高度50-280米，严格执行黑白校正流程，每次校正时长间隔不超过30分钟。受多云天气影响，整个采集过程历时25天，其中长虹小流域因天气复杂采取分区采集方式，耗时6天，其余流域有效执飞基本在2个晴天内完成。目前共获得18.8TB原始导出和中间数据，最终获取的高光谱缩略图拼接效果良好，除部分北向坡面因太阳高度角与地形原因存在阴影外，整体数据质量高，无明显暗区，完整光谱数据待进一步拼接转换；•激光雷达采集：设置仿地飞行高度80米（长虹、何田因地形复杂提升至100米），最大飞行速度8米/秒。激光雷达数据采集不受多云天气限制，与高光谱任务交替进行，总耗时约一周，共获取点云原始数据与赋色影像近932GB，初步点云解算图已生成，冠层结构清晰；•数据导出与存档：每次飞行任务结束后，及时导出高光谱与激光雷达原始数据，分类存储并上传至科研服务器，高光谱数据根据飞行样区与大小在1-2天内获取初步缩略图，激光雷达在1天内完成航线点云的初步处理，根据缩略图拼接效果和航线及点云完整度决定后续是否补飞；目前所有数据已进入完整拼接、解算与后期处理阶段。

2. 正射影像：虽未完成全面拼接，但试飞与航线规划阶段获取的局部影像已为后续分析提供基础；•高光谱缩略图：涵盖古田、长虹、何田、齐溪四个小流域，拼接图像清晰展示了植被冠层的光谱特征，为植被分类、健康诊断、光合作用能力评估等提供直观依据；• 激光雷达点云数据：初步解算生成的点云图分辨率高、冠层结构细节丰富，为生物量估算、林分结构分析、三维植被建模等研究打下坚实基础。这些高光谱与激光雷达数据将在以下方面发挥重要作用：• 支撑钱江源国家公园典型区域生态系统动态监测与长期科研观测； 为生物多样性保护、碳汇计量与生态产品价值实现提供数据支撑；• 推动遥感技术在自然保护地管理中的深入应用，提升生态保护的科学化与智能化水平。

二、数据采集