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研究生:李霽原
研究生(外文):LEE, CHI-YUAN
論文名稱:應用無人機載多光譜儀平台遙測小花蔓澤蘭分佈之研究
論文名稱(外文):Application of Multi-spectrometers with UAVs for Remote Sensing of Mikania Micrantha Distribution
指導教授:呂志誠
指導教授(外文):LU, CHIH-CHENG
口試委員:譚智宏丁振卿呂志誠
口試委員(外文):TAN, CHIH-HUNGTING, CHEN-CHINGLU, CHIH-CHENG
口試日期:2019-07-29
學位類別:碩士
校院名稱:國立臺北科技大學
系所名稱:機械工程系機電整合碩士班
學門:工程學門
學類:機械工程學類
論文種類:學術論文
論文出版年:2019
畢業學年度:108
語文別:中文
論文頁數:70
中文關鍵詞:小花蔓澤蘭多光譜
外文關鍵詞:Mikania micranthaMultispectral
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本研究將以六軸無人機飛行載具搭載六波段多光譜儀來分析小花蔓澤蘭(Mikania micrantha)之分布情況,此方法能不受地域限制,進入人員無法步行到達之區域,進而減少人力浪費、有效提升剷除效率和定位精準度,所花費之成本也較低。要取得正確的光譜影像,首先我們必須對多光譜儀進行白板校正和讀取無人機上陽光接收器之資訊,目的在於記錄當下陽光之角度和強度,再來將取得之影像進行相對輻射校正,相對輻射校正主要目的是將消除圖像資料中依附在輻射亮度中的各種失真之過程,完成影像校正後,依據多光譜影像的DN值(Digital Number )進行分析,並且找出小花蔓澤蘭花朵各波段之DN值範圍,來判定是否為小花蔓澤蘭,再將我們所分析之光譜影像圖匯入地理資訊系統QGIS(Quantum GIS)裡,以DN值來顯示出小花蔓澤蘭所分布區域範圍。
The research will use the Unmanned Aerial Vehicle with multispectral images to analyze distributed situation of Mikania micrantha. So that it decreases the human resource and increases efficiency and precision well. It costs less, and it can reach the areas where the researchers can’t get in. To get the correct multispectral images; first, we have to do standard white plate correction on the multipass spectrometer and read the information from DLS 2 on Unmanned Aerial Vehicle. The purpose is to record the reflection strength immediately. Then, take the radiant correction on the taken images. The purpose on radiant correction is to eliminate the process of attaching various distortions in the radiation metric in the image data. Finishing image correction, analyzing multispectral images and figuring out the Digital Number of Mikania micrantha to distinguish whether it’s the Mikania micrantha. Then, we import the analyzed multispectral image to QGIS so that it shows the distribution area of Mikania micrantha by the Digital Number.
摘要 i
ABSTRACT ii
誌謝 iv
目錄 v
圖目錄 viii
表目錄 xii
第一章 緒論 1
1.1 研究背景 1
1.2 研究動機與目的 2
1.3 多光譜儀之遙測技術概述 3
1.3.1 整合無人機與多光譜儀 3
1.3.2 光譜儀之分類 4
1.3.3 遙測與校正 5
1.3.4 取得光譜影像圖 6
1.4 相關文獻探討 8
1.5 研究技術與方法簡介 8
1.6 論文架構 9
第二章 實驗方法 10
2.1 採樣點找尋 10
2.1.1 調查小花蔓澤蘭之特性 11
2.1.2 現地調查 11
2.1.3 樣品採集比對 12
2.2 設備介紹 13
2.2.1 GPS和陽光感測器 13
2.2.2 慣性感測器和雲載台系統 14
2.2.3 六軸無人機 15
2.2.4 六波段多光譜儀介紹 16
2.3 無人機飛行拍攝 17
2.3.1 白板校正 18
2.3.2 飛行高度監控 18
2.3.3 取得光譜影像圖 19
2.3.4 相對輻射校正 20
2.4 多光譜圖分析 22
2.4.1 MATLAB 22
2.4.2 Excel運算 23
2.4.3 QGIS 28
2.4.4 取得數據範圍 28
2.5 匯入QGIS分析 29
2.5.1 影像合併(Image merge) 29
2.5.2 波段範圍設定 30
2.6 影像拼接(Image stitching) 31
2.6.1 拼接流程 31
2.6.2 拼接成果圖 33
第三章 結果與討論 34
3.1 單波段呈現 34
3.2 實地量測實驗成果 37
3.2.1 飛行高度約為15公尺時,地面解析度0.7公分 37
3.2.2 飛行高度約為25公尺時,地面解析度1.1公分 48
3.2.3 拼接影像成果與波段範圍設定 59
3.3 比較不同飛行高度 60
3.4 小花蔓澤蘭覆蓋率 61
3.5 增加採樣點數量和比較覆蓋率之差異 64
第四章 結論與展望 67
參考文獻 68




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