目前，国家大力提倡生态文明建设，特别强调加大耕地保护力度，恢复矿山占用和被破坏的耕地面积迫在眉睫，我国在这方面也做了大量的工作，然而根据《2012年中国国土资源统计年鉴》统计，我国尚有80%左右的矿业废弃地尚未修复，国内矿区生态修复工作任重道远。

      由于矿区分布零散，面积相对较小，采用传统方法获取矿区不同时相的影像资料，需要定期利用航空或航天手段，成本高昂，分辨率低。无论从经济、效率还是质量方面均已不适宜现阶段研究。随着无人机遥感技术的兴起，易科泰紧跟前沿科技步伐，自主设计研发了EcoDrone无人机多光谱遥感系统，搭配专业地面光谱测量系统，以其优异的性能、高效的作业及低廉的成本在矿区生态修复研究中倍受亲睐。

研究区概况

      本次研究区为河北境内某铁矿矿区，总面积约5Km²。当地为暖温带半湿润季风气候，夏季降雨量充沛。研究区内由于生态恢复良好，植被较为茂密；由于前期采矿，导致地形高差较大，有大面积水域；铁矿导致研究区地磁环境复杂。上述环境对航摄时间选择、无人机性能、飞控人员操控、以及数据后处理均有很大考验。

图1 研究区照片

数据获取

2017年8月11至13日，易科泰无人机遥感事业部运用自主研发设计的UAS-4四旋翼无人机遥感平台搭载RedEdge5通道多光谱相机对河北某矿区进行无人机多光谱遥感数据获取。本研究课题从技术设计、航摄实施到数据处理检查全过程严格按照《数字航空摄影规范 第1部分：框幅式数字航空摄影》（GB/T 27920.1-2011）、《无人机航摄系统技术要求》（CH/Z 3002-2010）、《数字测绘成果质量检查与验收》（GB/T 18316-2008）等相关规范要求，圆满完成预定区域数据采集工作。

图2  无人机现场作业

图3  Spectrosense手持式光谱测量系统实地测量NDVI

表1 技术参数及数据信息

数据处理分析

（1）色彩融合

本次作业过程中由于受雨天、云影以及强地磁环境影响，软件全自动处理后存在小部分色差、拼接漏洞问题，需要经过人工编辑处理消除。

图4 RGB影像（部分）人工处理前后对比

（2）DEM内插

由于水体匹配漏洞、地形起伏引起的投影差存在，自动生成的DEM需要经过平滑内插消除高程误差，才能用于后期专业分析。

图5 DEM构TIN内插

（3）NDVI对比校准

由于影像存在投影差导致地物有变形，因此通过光谱波段提取的NDVI值在影像变形大的区域存在较大误差。我们可通过Spectrosense地面光谱测量系统实地测得精确NDVI值对其进行精度检验和校准，从而可获得高精度的NDVI值。

表2 NDVI实测检验对比

注：高精度检验中误差计算公式：

图6  左图为影像提取NDVI值 右图为Spectrosense直接测定NDVI值

由中误差看出，影像提取的NDVI和Spectrosense直接测得NDVI存在较大误差，引起原因主要是Spectrosesnse传感器经余弦校准测得方圆0.6m²的均值，而本次影像获取由于雨后植被叶面未干，且相机没有进行精确反射校准而存在杂波和畸变，提取NDVI会存在误差。因此，红外摄影必须避开雨后初晴或露水较大时段。

小结

EcoDrone无人机多光谱遥感系统从技术路线设计、实际作业执行、飞行保障到数据后处理整个技术体系合理高效，完全满足科学研究对于数据质量、现势性、数据完整性以及精度的严格要求。其高效便捷的作业流程在本次矿区数据获取处理任务中，得到了客户的高度认可。依靠易科泰生态技术有限公司在生态领域积累的丰富技术及经验，EcoDrone无人机遥感系统在矿区生态修复研究领域必将展现广阔的发展前景。