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  無人機遙感技術(shù)能夠自動化,、智能化、專用化地快速獲取空間遙感信息，在生態(tài)調(diào)查中扮演著越來越重要的角色,，廣泛應(yīng)用于高時空分辨率生態(tài)環(huán)境調(diào)查、植物物候調(diào)查,、動物行為和種群數(shù)量檢測,、生物多樣性監(jiān)測、生態(tài)災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)和評估等生態(tài)調(diào)查與研究工作,。

  易科泰公司設(shè)立有光譜成像與無人機遙感技術(shù)研究中心,，基于自主研發(fā)設(shè)計Ecodrone®系列4旋翼輕便型無人機和8旋翼無人機專業(yè)遙感平臺及云臺，搭載高光譜,、多光譜,、Thermo-RGB以及高精度LiDAR等，組成完整的Ready-to-fly一體式無人機系統(tǒng),，具備系統(tǒng)高精度,、高分辨率成像、三維點云高密度以及一機多能等特點,，為陸地和海洋生態(tài)研究與監(jiān)測提供全面的低空遙感技術(shù)解決方案,。

• Ecodrone®輕便型一體式多光譜-紅外熱成像無人機遙感系統(tǒng)
• Ecodrone®一體式高光譜-激光雷達無人機遙感系統(tǒng)
• Ecodrone®一體式高光譜-紅外熱成像無人機遙感系統(tǒng)
• Ecodrone®一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達無人機遙感系統(tǒng)
• Ecodrone®水深與地形測量LiDAR無人機遙感系統(tǒng)

案例一、旱地植被分類與生物多樣性調(diào)查

半干旱生態(tài)系統(tǒng)（即旱地）中的植被在調(diào)節(jié)全球碳平衡方面發(fā)揮著重要作用,。然而,，復雜環(huán)境下不同生物群落相互交錯，對旱地區(qū)域繪制、量化植被物種和結(jié)構(gòu)造成很大的困難,。要完全解決旱地植物的分類問題,，需要綜合考慮冠層生物化學、結(jié)構(gòu)和環(huán)境變量,。高光譜遙感已被用于對全球不同生物群落內(nèi)的植被物種分類,，但大面積旱地植被的光學分類仍面對著光譜混合像元及光譜異質(zhì)性的挑戰(zhàn)。激光雷達指標（如冠層高度）表征三維冠層結(jié)構(gòu)的能力為光學分類提供了補充信息,，此外,，激光雷達數(shù)據(jù)可導出高分辨率數(shù)據(jù)高程模型 DEM，為植被分類提供坡度,、坡向和高程等地形信息,，可提高植被分類覆蓋的精度。

美國的研究學者將植被光學（高光譜）和結(jié)構(gòu)（激光雷達）信息結(jié)合,，對位于美國愛達荷州奧懷希山脈的雷諾茲溪實驗流域的干旱地區(qū)（xeric）及半干旱地區(qū)（mesic）進行了植被分類研究,。這項研究整合了高光譜光譜分類技術(shù)與激光雷達衍生數(shù)據(jù)，利用植被光譜信息,、冠層高度及地形信息,，提高了半干旱生態(tài)系統(tǒng)的分類精度，成功繪制包含土壤,、草和灌木的干旱區(qū)域豐度圖及包含白楊,、花旗松、杜松和其他河岸植被的分類地圖,。經(jīng)驗證,，將激光雷達信息納入高光譜分類方案后，整體分類準確率從  60% 提高到  89%,。

基于高光譜分類和激光雷達衍生產(chǎn)品的最終植被覆蓋圖,；（左）mesic 分類和（右）xeric 分類

案例二、藍藻水華豐度及風險評估

  藍藻是廣泛分布的光合微生物群體,，通常在溫暖,、營養(yǎng)豐富的淡水和咸水湖泊中占主導地位。藍藻已知能產(chǎn)生多種毒素,，是全球飲用水和灌溉水源以及漁業(yè)的主要威脅因素。因此,，藍藻的相對豐度參數(shù)被認為是內(nèi)陸和沿海水域質(zhì)量的重要指標,。因此，量化藍藻的相對豐度有助于環(huán)境機構(gòu),、水務(wù)部門,、公共衛(wèi)生組織等機構(gòu)及時發(fā)出藍藻水華預警。國內(nèi)研究學者基于高光譜成像技術(shù)開發(fā)了一個經(jīng)驗?zāi)Ｐ?，可以估算藍藻藻藍素（PC）和葉綠素a（Chl-a）的濃度比,，進而檢測藍藻在內(nèi)陸水域中的相對豐度,。基于遙感反演的PC:Chl-a成果可以快速推進內(nèi)陸水域中藍藻風險的初步評估,，極大地提高管理內(nèi)陸水域質(zhì)量的能力,。

左圖：由多張高光譜圖像生成的蓋斯特水庫(A)和莫爾斯水庫(B)中藍藻相對豐度的空間分布；右圖：基于決策樹分類模型評估蓋斯特水庫(A)和莫爾斯水庫(B)中藍藻對人類健康造成的風險

案例三,、機載Lidar激光雷達用于生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查

1.自然生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查

  比利牛斯山脈是歐洲西南部最大的山脈,，位于法國與西班牙交界處，山脈地勢陡峭,，最大高差達1000m,，多茂密森林，調(diào)查測量極具挑戰(zhàn)性,。國土資源部門利用機載YellowScan Lidar——Explorer對比利牛斯山脈共計400公頃覆蓋面積的多個走廊帶進行了測量,，結(jié)合航帶校準功能，最終獲取了點密度優(yōu)于100點每平方米,、精度5cm的高質(zhì)量點云成果,，為該區(qū)域的動態(tài)監(jiān)測提供了可靠的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

比利牛斯山脈研究區(qū)RGB影像及Lidar成果圖

YellowScan Explorer可以輕松處理海拔高差超過400米的測量任務(wù),；具有高精度 DTM 數(shù)據(jù)的點云垂直切片

2. 城市生態(tài)系統(tǒng)調(diào)查

  易科泰空陸雙基LiDAR系統(tǒng),，憑借自主研發(fā)的UAS 8旋翼無人機平臺與國際尖端LiDAR技術(shù)的深度融合，創(chuàng)新性地集成了移動測量吊艙,，構(gòu)建了一套集多功能,、多平臺于一體的LiDAR解決方案。該系統(tǒng)靈活多變,，能夠無縫切換于Ecodrone無人機與車載平臺之間,，同步采集同一區(qū)域的低空與地面移動測量數(shù)據(jù)，實現(xiàn)了空陸聯(lián)動的全方位覆蓋,。通過結(jié)合高分辨率激光掃描與精準定位技術(shù),，該系統(tǒng)能夠生成完整、無死角的城市地物三維點云數(shù)據(jù),，為智慧城市建設(shè),、三維建模、精準城市規(guī)劃及高效綠化管理等領(lǐng)域提供了強有力的數(shù)據(jù)支持,，推動了城市管理的智能化與精細化進程,。

比利時哈瑟爾特鎮(zhèn)Groene大道整體及局部點云圖

  比利時哈瑟爾特鎮(zhèn)的樹木管理人員，在運用這套先進的機載與車載雙模式激光雷達系統(tǒng)后,，深度挖掘了其在樹木生長監(jiān)測與修剪管理中的巨大潛力,。系統(tǒng)采集的超高密度點云數(shù)據(jù)，達到了每平方米1610點，這一精細度不僅精準鎖定了樹木的地理位置,，還實現(xiàn)了對樹高,、胸高直徑、樹冠直徑,、無枝干高度及樹冠體積等關(guān)鍵生長參數(shù)的精確測量與計算,。

  尤為值得一提的是，通過對樹木修剪前后的點云數(shù)據(jù)進行對比分析,，系統(tǒng)能夠迅速量化樹冠體積的細微變化,，進而準確評估修剪強度，這一功能極大地提升了綠化管理的科學性與效率,。管理人員得以依托這些詳實的數(shù)據(jù),，迅速評估樹木的生長狀況，識別潛在的健康問題,，為后續(xù)的綠化決策與調(diào)整提供了堅實的數(shù)據(jù)支撐,。這一創(chuàng)新應(yīng)用不僅展現(xiàn)了激光雷達技術(shù)在城市綠化管理中的巨大價值，也為智慧城市的綠色生態(tài)建設(shè)開辟了新路徑,。

參考文獻：

1. Shi K, Zhang Y, Li Y, et al. 2015. Remote estimation of cyanobacteria-dominance in inland waters. Water research, 68: 217-226
2. Hamid Dashti, et al. Regional Scale Dryland Vegetation Classification with an Integrated Lidar-Hyperspectral Approach. Remote Sensing, 11(18)

北京易科泰生態(tài)技術(shù)公司提供生態(tài)監(jiān)測與調(diào)查研究全面技術(shù)方案：

• ENVIS近地遙感生態(tài)觀測系統(tǒng)儀器
• ET-LEDIF植物冠層葉綠素熒光生態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)
• PhenoPlot輕便型植物表型成像分析系統(tǒng)
• Thermo-RGB一體式紅外熱成像儀
• Ecodrone®輕便型一體式多光譜-紅外熱成像無人機遙感系統(tǒng)
• Ecodrone®一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達無人機遙感系統(tǒng)
• Ecodrone®水深與地形測量LiDAR無人機遙感系統(tǒng)