基于AI技術松材線蟲病智能識別方案-飛燕遙感林區普查

發布日期：2023-09-12 09:44 瀏覽量：10425

松樹是當今我國推進美麗中國和生態文明建設進程中，眾多重要生態區、自然保護地的主要樹種。但我國多達9億畝的松科植物資源目前正遭受著體長約1毫米、肉眼看不見的松材線蟲的威脅和危害。被松材線蟲感染后的松樹，針葉黃褐色或紅褐色，萎蔫下垂，樹脂分泌停止，整株干枯死亡，最終腐爛。

松材線蟲病具有致病力強、傳播快、治理難度大的特征，一旦松林感染，將造成毀滅性打擊。因此，松材線蟲病被列為國際性檢疫對象之一。2021年 7月國家林業和草原局《全國松材線蟲病疫情防控五年攻堅行動計劃（2021-2025）》，2022年9月國家林業和草原局發布了《松材線蟲病防治技術方案（2022年版）》，指導各地科學精準系統做好松材線蟲病疫情防控工作。為此，飛燕遙感推出了基于AI技術松材線蟲病智能識別方案。

一、AI松材線蟲病智能識別方案

(一)AI智能(neng)識別(bie)設計

利用無人機、大飛機等監測平臺采集林區數據，依托自主研發識別AI算法，構建人工智能數據樣本庫，覆蓋多時期、多樹種多脅迫等樣本數據，以支撐高性能算法模型的訓練和識別。

(二)AI智能識別(bie)流程(cheng)

1.上傳數據，上傳待識別區域正射影像數據，上傳完成后分割處理多幅圖像。

2.識別處(chu)理(li)，設置(zhi)(zhi)處(chu)理(li)參數（模(mo)型權(quan)重、置(zhi)(zhi)信(xin)度(du)），對模(mo)型權(quan)重初始化，調(diao)整置(zhi)(zhi)信(xin)度(du)的值；設置(zhi)(zhi)完成后(hou)開(kai)始進行(xing)自動化識別處(chu)理(li)。

3.成果導出(chu)，AI松材線蟲病識別完成(cheng)后生成(cheng)帶(dai)標識成(cheng)果圖和疑似疫(yi)木坐標表。

二、AI智(zhi)能識別方案特點

松(song)(song)材線蟲病死(si)樹出現(xian)的(de)(de)高峰期在(zai)每年的(de)(de)8—10月份，一株松(song)(song)樹感(gan)染松(song)(song)材線蟲病最快40天(tian)左右就會死(si)亡。飛(fei)燕遙感(gan)AI智能(neng)識別(bie)(bie)方案(an)具有監測(ce)速度快、識別(bie)(bie)準確(que)率高、實施成本(ben)低的(de)(de)特(te)點，能(neng)夠(gou)及時發現(xian)松(song)(song)樹異常(chang)情(qing)況，確(que)保疫情(qing)早發現(xian)、早除治。

(一(yi))監(jian)測速度快

空域協調能力強。飛燕遙感在航空領域深耕20年，開創了一套獨有的實施方案——評估-規劃-實施-監控-總結，能夠及時抓住可飛天氣，在有效時間內進行日常監測和秋季專項調查，航飛效率提升30%。

航攝設備先進，數據采集效率高。飛燕遙感擁有10臺先進航攝設備及多套旋翼和固定翼無人機傾斜攝影系統，其中大幅面高精度UCE相機像素達2.6億；全國僅有的2臺RIEGL1560i，發射頻率2000Hz，30個激光點/平方米；自主研發AIMS多模態航攝儀，一次性采集多源數據（下視影像2.8億像素、傾斜影像8.8億像素、點云數據200萬點/秒、高光譜影像分辨率5nm），完全滿足各種場景下的數據采集要求......

高光譜遙感以其強大的光譜敏感性(納米級的窄通道）能夠探測到植被在病蟲害侵害早期與健康植被的細微光譜差異，為森林病蟲害的早期監測預警提供了可能。通過AIMS多模態航攝儀獲取高分辨率的影像數據、多光譜數據及點云數據，時空同步的多源數據融合，結合機器學習，利用林業領域的知識庫進行訓練，可以做到單木級別的松材線蟲染病樹木的自動化提取。基于樣本調查、目視解譯、圖像識別、機器學習、深度學習等方法解決林業病蟲害方面的需求。

(二(er))識別準確率高

1.豐富的樣本庫

樣本(ben)(ben)是松材線蟲精準識(shi)別(bie)重要的(de)一環，樣本(ben)(ben)采集(ji)(ji)除了參考了樣本(ben)(ben)分(fen)類標準收(shou)集(ji)(ji)松樹的(de)各(ge)個(ge)時期樣本(ben)(ben)（健康(kang)狀態(tai)(tai)、初期狀態(tai)(tai)、中期狀態(tai)(tai)、晚期狀態(tai)(tai)）外，還充分(fen)考慮樹種(zhong)（黑松、馬(ma)尾(wei)松等）、其它病蟲害、脅迫等因素。