基于深度学习的树木检测和健康评估研究

来源 :浙江农林大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:zdhm
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
树木是林业生态系统不可分割的一部分,在改善人类的生活环境、提供社会服务以及物质生产等多方面发挥着至关重要的作用。传统的树木检测方法需要大型设备,不易携带且受环境因素较大,对于超出单个树木水平的树还是需依赖有经验的观察者,专业要求高。当气候、地形等因素发生变化时,树木检测工作在检测精度和适用性上也有待进一步的提升。本文通过采用自主拍摄和网上获取的方式构建树木整体图像数据集,考虑到树木不同生长阶段形态的表现存在差异性,故在图像收集时以成熟的阶段树木图像作为主要的获取对象。此外,通过对角线翻转、仿射变换、色彩调整、局部裁剪、模糊处理等方式来进行数据增强处理,共选取十五类树木进行检测,实现树木具体位置分布信息的获取。基于树木整体数据集,本文提出一种基于Faster R-CNN的树木检测方法,该方法能够解决由不同光照条件和树木自身形态遮挡造成的检测效果不佳问题,通过将不同数据集在Faster R-CNN上进行检测效果的比较,可以发现原始的树木数据集的训练集在经由数据增强的操作处理后,测试集的检测精度有了一定的提升作用,在该训练集上训练得到的网络模型Faster R-CNN的m AP达到了90.28%,并将该训练集与测试集的组合作为常见树木图像数据集对检测模型的优化进行研究。此外,经过光照处理和遮挡处理后的测试集检测精度达到93.91%和93.94%,在光照处理和遮挡处理同时的作用下,树木检测的精度提升至95.09%。相比其他模型(SSD、YOLOv3)具有更好的检测效果,有利于后期树木相关属性特征信息的提取工作的推进,减少人工干预的过程,在一定程度上解放了人力。同时,在本文树木检测的基础上,通过树木的整体图像对其形态健康状况进行评价分析,主要选取倾斜程度、部位完整性和颜色作为评估指标,通过对这三个因素的具体判断和分析,对树木形态状况进行评估,获得树木存在的具体问题,实现树木在最初受损状态时能得到及时追踪推进后期养护工作,为后续的树木生长环境、地下土壤条件、树木内部情况等多方面分析做铺垫。
其他文献
西湖洞景根植于杭州得天独厚的自然条件与源远流长的文化底蕴,是一个集自然与人文为一体的文化景观。作为西湖文化景观的重要组成部分,见证了西湖的兴衰变化,并在人类活动的参与下实现了天然洞穴从自然走向人文的转变。但是大多依附于景点存在,其影响力和重要性远不及其他风景资源,对西湖洞景的系统性研究甚少。本文以杭州西湖风景区为核心的城市近郊地区洞景为研究对象。基于文献资料,对西湖洞景的形成进行分析。在自然形成方
感觉是儿童认识世界的开端,同时感觉统合能力是儿童身心发展的重要基础。鉴于感觉统合的重要性,本研究以感觉统合理论下的学龄前儿童家具为研究对象,旨在提出一套新的儿童家具设计理论,使儿童家具具备感觉统合训练的功能。首先从儿童的身心特征规律入手,围绕皮亚杰认知发展理论、埃里克森的人格发展理论、马斯洛需求层次理论、认知心理学理论等进行阐述。并从视觉、听觉、触觉、本体觉、前庭觉五个感觉器官的感知特点和感知形式
健康景观是一种能够对人体健康产生有益影响的景观形式,在当今社会具有推广意义;而芳香植物兼具观赏和保健功效,是常应用于健康景观的植物材料。本文选取香冠柏Cupressus macrocarpa‘Goldcrest’、厚皮香Ternstroemia gymnanthera、络石Trachelospermum jasminoides和紫苏Perilla frutescens四种常见芳香植物,采用动态顶空
异戊二烯(2-甲基-1,3-丁二烯,Isoprene)的合成与释放在植物非生物胁迫中具有重要作用,但是异戊二烯的合成受到多种因素的限制。在逆境条件下,异戊二烯合成释放及其调控机制尚不完全明确。本研究以美洲黑杨南林-3804(Populus deltoides,Nanlin 3804)为实验材料,对叶片施加氟草敏(norflurazon)(600μM)抑制类胡萝卜素合成和NaHSO3(4.5 m M
副溶血弧菌(Vibrio parahaemolyticus)是一种嗜盐的革兰氏阴性杆菌,对人类危害仅次于霍乱孤菌,是世界范围内重要的食源性致病菌,主要分布在海洋环境中。群体感应(quorum sensing)是细菌通过产生自体诱导因子感知细胞密度的变化从而调节相关基因表达的一种调控机制,细菌利用群体感应适应不同的生存环境的需求。革兰氏阴性细菌的群体感应系统由Lux I型自诱导物合成酶和LuxR型受
从我国东南至西北,是一条由降水驱动的梯度带,它跨越多个生物气候区,具有极其丰富的植被类型、物种多样性,承载着巨大、多样的生态系统服务功能。叶功能性状作为植物性状研究的重要组成部分,是联结植物与环境之间的桥梁,其性状特征直接影响植物的基本行为和功能,反映了植物对环境的适应性。研究降水梯度带上植物叶功能性状之间的关联以及性状与环境因子间关系,有助于理解植物响应环境变化的形态、生理机制和生态适应策略。本
金线莲(Anoectochilus roxburghii)为兰科开唇兰属植物,植株小巧,叶型独特,具有美丽的金黄色网状叶脉,不仅具有药用保健价值,还具有观赏价值。但目前对金线莲叶片呈色机制尚无研究,花青素是植物呈色的关键因素,且具有良好的抗氧化和增强免疫力的作用。二氢黄酮醇-4-还原酶(DFR)是花青素后期合成途径中导向花青素合成的一个关键的特异性酶。本论文从转录组测序结果中筛选拟参与花青素合成的
作为中国名山风景的经典类型之一,洞天福地景观暗含“天人合一”的中国传统宇宙观和“道法自然”的哲学观,是道教“神圣空间”的具象表达,也是理解人与自然关系的最佳切入点之一。浙江洞天福地作为全国重点发展区域,一直受到来自统治者、道团文人等的充分关注,呈现出持久且强盛的生命力。本研究以“历史演进中的浙江洞天福地”为线索展开,采用横向与纵向的交错研究法,结合文献、图像、实地考察及保护景观等方式,由洞天福地历
传统村落是我国农耕文明的重要结晶,有着得天独厚的自然环境与珍贵的历史文化遗存。随着我国城市化进程的快速推进,传统村落面临着剧烈的内外部重组与分化。景观资源评价是识别传统村落资源内在组成和外在表现的重要工具,为传统村落的保护与更新提供重要理论依据。本研究以杭州市15个低山丘陵型传统村落为研究对象,结合其景观资源构成要素及特征,从景观资源质量、生态环境条件、规划利用条件3方面建立低山丘陵型传统村落景观
讲故事已经成为公认有效的品牌营销方法之一。故事是企业与消费者进行沟通的有效方式,以故事形式传达的内容使得消费者更容易理解和被说服。通过讲故事的方式,企业将自身的价值理念传递给消费者,让消费者产生共鸣,从而与消费者建立起关系。目前,关于品牌故事的研究还存在一定的不足之处,通过实验法发现,品牌故事可以提高消费者的品牌态度,并且不同类型的品牌故事对消费者品牌态度的积极影响程度不同。产品故事比企业故事和消