基于无人机影像结合Arcgis、Agisoft Metashape软件计算林地面积探讨

摘要：林地面积求算是森林资源调查、造林与采伐作业设计、生态系统环境损害（林业）司法鉴定等工作的重要工序，林地面积求算主要有仪器测量与图上量测两种方法，仪器测量方法主要有全站仪测算法、罗盘仪导线测量及GPS测量（又分手持GPS、差分GPS)，图上量测法主要是地形图勾绘法，而目前用得较多的方法是GPS测量，但GPS测量存在成本高（差分法）或精度低（手持GPS），工作量大耗时多等诸多缺点，本文探讨利用无人机影像与Arcgis、Agisoft Metashape软件结合计算林地面积的方法，具有速度快、精度高、省时省力等诸多优点，值得林业工作者、生态系统环境损害（林业）司法鉴定人借鉴。关键字：无人机；林地面积；Arcgis；Agisoft Metashape关键字：无人机；林地面积；Arcgis；Agisoft Metashape。
一、引言
无人机（UAV)是利用无线电遥控设备和自备的程序控制的程序控制装置操纵的，或者由车载计算机完全地或间歇地自主操作不载人飞机，随着现代无人机速度的高速发展，无人机已具备费用低、效率高、机动性好、使用方便等众多优点,广泛运用于农林业、城市管理、
气象、电力、抢险救灾、影视拍摄等民用领域。目前在林业上应用最广泛的是大疆系列多旋翼无人机（如御Mavic 2专业版，精灵4 pro v2.0），通过无人机航摄目标范围的照片，导入Agisoft Metashape
软件中制作正射影像，导出的正射影像加载到Arcgis软件中进行地理配准，然后绘制目标范围的面即可计算出林地面积，相关内容见如下所述。
二、无人机航拍
通过天气预报选择晴好天气进行航拍，准备好无人机，检查电池电量是否充足，数据线、螺旋浆等外设是否齐全，通过航线规划软件设置航拍范围、飞行高度（200-500m）、飞行速度、航向重叠度（一般要求达60%以上）、旁向重叠度（一般要求达30%以上）进行拍摄。如果对航拍精度要求比较高，外业还要进行像控点布设，布设原则为均匀布设，边角（边界）加密，点位标识可选三角标、圆形标、十字标，颜色建设选白色或蓝色。拍摄完华后将所需，照片导出保存在电脑中备用。
三、制作正射影像图
正射影像图的制作有多种软件可选，如PotoMod、Inpho、Pix4D等，这里仅以Agisoft Metashape为例进行详细说明。
3.1安装说明
安装后会出现DOS系统界面，不能关，软件黙认为英文版，通过下面设置界面可大部分中文显示：Tools→Preferences→General→Language→chinese。

3.2操作流程
1.工作流程→添加照片→点击chunk1左侧箭头显示相机→点视图→点参考（会显示在左下角）→点工作区与参考切换可查看相片的经纬度、海拨等信息；

2.工作流程→对齐照片→OK（参数默认）→保存→文件→保存为*.psx文件；

3.（可选，若只生成正射影像可跳过该步）工作流程→建立密集点云→OK（参数默认）。
4.工作流程→生成网格→OK（参数默认）；

5.工作流程→Build DEM→投影类型→OK（参数选Beijing54或默认wgs-84(EPSG:4326);

6.工作流程→Build Orthomosaic(参数选Beijing54或默认wgs-84(EPSG:4326)→OK；

7.文件→导出→Export Orthomosaic→导出JPEG/TIFT/PNG(参数选Beijing54或默认wgs-84(EPSG:4326))→导出（输入文件名）→保存。
提示：导出的TIF格式图片默认背景为白色，加载到Arcmap中后，打开图片属性，点击系统符号，钩选显示背景值，在期中三个0值中输入255，确定后可除去白色背景。

四、计算林地面积
打开Arcgis软件，加载地形图及正射影像（需事先进行坐标系转换，使其与地形图的坐标系一致），根据影像图绘制所求算林地面积范围，计算林地面积即可（见下图，图中占用林地面积为1.1253公顷）。
5.结果与讨论
以上计算林地面积的方法符合林业生产及生态系统环境损害（林
业）司法鉴定等行业精度要求，具有快速、高效、低成本等优点，特别是对于林地范围较大的面积计算其优点更为突出。该方法计算林地面积主要受航拍照片的精度、影像地理配准程度、正射影像的精度等方面的影响，对于计算面积精度要求较高的情况下，可采取布设像控点，提高航拍精度等方法加以善。

参考文献:
［1］李天文.GPS 原理及应用[M].北京:科学出版社，2003；

［2］张民侠等．涉案林地面积测算方法比较研究［Ｊ］.西南林业大学学报，2016 ;

［3］陈煜.GIS 技术及 Arcgis 软件在林业制图中的应用［Ｊ］新疆林业，2017。

最后

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