基于A(yíng)I技術(shù)松材線(xiàn)蟲(chóng)病智能識別方案-飛燕遙感林區普查

松樹(shù)是當今我國推進(jìn)美麗中國和生態(tài)文明建設進(jìn)程中，眾多重要生態(tài)區、自然保護地的主要樹(shù)種。但我國多達9億畝的松科植物資源目前正遭受著(zhù)體長(cháng)約1毫米、肉眼看不見(jiàn)的松材線(xiàn)蟲(chóng)的威脅和危害。被松材線(xiàn)蟲(chóng)感染后的松樹(shù)，針葉黃褐色或紅褐色，萎蔫下垂，樹(shù)脂分泌停止，整株干枯死亡，最終腐爛。

松材線(xiàn)蟲(chóng)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(xiàn)蟲(chóng)病被列為國際性檢疫對象之一。2021年 7月國家林業(yè)和草原局《全國松材線(xiàn)蟲(chóng)病疫情防控五年攻堅行動(dòng)計劃（2021-2025）》，2022年9月國家林業(yè)和草原局發(fā)布了《松材線(xiàn)蟲(chóng)病防治技術(shù)方案（2022年版）》，指導各地科學(xué)精準系統做好松材線(xiàn)蟲(chóng)病疫情防控工作。為此，飛燕遙感推出了基于A(yíng)I技術(shù)松材線(xiàn)蟲(chóng)病智能識別方案。

一、AI松材線(xiàn)蟲(chóng)病智能識別方案

(一)AI智能識別設計

利用無(wú)人機、大飛機等監測平臺采集林區數據，依托自主研發(fā)識別AI算法，構建人工智能數據樣本庫，覆蓋多時(shí)期、多樹(shù)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智能識別流程

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.識別處理，設置處理參數（模型權重、置信度），對模型權重初始化，調整置信度的值；設置完成后開(kāi)始進(jìn)行自動(dòng)化識別處理。

3.成果導出，AI松材線(xiàn)蟲(chóng)病識別完成后生成帶標識成果圖和疑似疫木坐標表。

二、AI智能識別方案特點(diǎn)

松材線(xiàn)蟲(chóng)病死樹(shù)出現的高峰期在每年的8—10月份，一株松樹(shù)感染松材線(xiàn)蟲(chóng)病最快40天左右就會(huì )死亡。飛燕遙感AI智能識別方案具有監測速度快、識別準確率高、實(shí)施成本低的特點(diǎn)，能夠及時(shí)發(fā)現松樹(shù)異常情況，確保疫情早發(fā)現、早除治。

(一)監測速度快

空域協(xié)調能力強。飛燕遙感在航空領(lǐng)域深耕20年，開(kāi)創(chuàng )了一套獨有的實(shí)施方案——評估-規劃-實(shí)施-監控-總結，能夠及時(shí)抓住可飛天氣，在有效時(shí)間內進(jìn)行日常監測和秋季專(zhuān)項調查，航飛效率提升30%。

航攝設備先進(jìn)，數據采集效率高。飛燕遙感擁有10臺先進(jìn)航攝設備及多套旋翼和固定翼無(wú)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(fā)射頻率2000Hz，30個(gè)激光點(diǎn)/平方米；自主研發(fā)AIMS多模態(tài)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(diǎn)云數據200萬(wàn)點(diǎn)/秒、高光譜影像分辨率5nm），完全滿(mǎn)足各種場(chǎng)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(chóng)害侵害早期與健康植被的細微光譜差異，為森林病蟲(chóng)害的早期監測預警提供了可能。通過(guò)AIMS多模態(tài)航攝儀獲取高分辨率的影像數據、多光譜數據及點(diǎn)云數據，時(shí)空同步的多源數據融合，結合機器學(xué)習，利用林業(yè)領(lǐng)域的知識庫進(jìn)行訓練，可以做到單木級別的松材線(xiàn)蟲(chóng)染病樹(shù)木的自動(dòng)化提取?；跇颖菊{查、目視解譯、圖像識別、機器學(xué)習、深度學(xué)習等方法解決林業(yè)病蟲(chóng)害方面的需求。

(二)識別準確率高

1.豐富的樣本庫

樣本是松材線(xiàn)蟲(chóng)精準識別重要的一環(huán)，樣本采集除了參考了樣本分類(lèi)標準收集松樹(shù)的各個(gè)時(shí)期樣本（健康狀態(tài)、初期狀態(tài)、中期狀態(tài)、晚期狀態(tài)）外，還充分考慮樹(shù)種（黑松、馬尾松等）、其它病蟲(chóng)害、脅迫等因素。

2.先進(jìn)的識別模型

飛燕AI識別診斷模型，聚焦于中后期松材線(xiàn)蟲(chóng)病的識別。采用先進(jìn)的深度學(xué)習算法開(kāi)發(fā)松材線(xiàn)蟲(chóng)病害智能識別模型，通過(guò)大量樣本學(xué)習，從而實(shí)現對松材線(xiàn)蟲(chóng)病害樹(shù)木的快速、準確識別，同時(shí)利用邊緣計算等算法確定病樹(shù)位置，從而提高松材線(xiàn)蟲(chóng)病害防治效率和精準度。

(三)實(shí)施成本低

傳統松材線(xiàn)蟲(chóng)害防治工作，以人工地面普查為主，大范圍的林區普查需要耗費大量的人力、物力和財力。飛燕智能識別診斷平臺依托飛燕的采集優(yōu)勢，對林區數據定期采集，同時(shí)利用遙感解譯、大數據、人工智能等技術(shù)，高效識別、定位病木位置分布，為林區工作人員疫木除治提供依據。

得益于獲取多角度的傾斜影像，樹(shù)木在房屋遮擋的位置也可以提取

三、應用場(chǎng)景案例

(一)林區重點(diǎn)區域巡查監測預警

2022版松材線(xiàn)蟲(chóng)病防治技術(shù)方案明確要求對林區重點(diǎn)區域應該加強巡查頻次。根據文件要求飛燕遙感提出“無(wú)人機機巢+識別算法+平臺”一體化智能監測平臺的解決方案。通過(guò)無(wú)人機巡查監測的方式，實(shí)時(shí)采集、實(shí)時(shí)分析、實(shí)時(shí)展示，做到早發(fā)現早處置，最大程度降低人力成本，提升巡檢效率。

福建某地區智能識別監測成果

(二)林區大范圍的專(zhuān)項普查

普查工作對全域的松林以及松木加工企業(yè)、木材市場(chǎng)、在建工地和設備包裝物棄放地、單位和居民住所周邊以及人為活動(dòng)頻繁的林地等區域進(jìn)行全面調查。通過(guò)大飛機優(yōu)勢大范圍高效采集、智能識別診斷及時(shí)全面掌握疫情發(fā)生情況和防控成效，為科學(xué)決策和制定下一年度防治方案提供支撐。

PWD（松材線(xiàn)蟲(chóng)?。┰?.5以上，基本可以確定是染病樹(shù)木