本发明涉及无人机测绘，尤其涉及一种无人机土地测绘系统及方法。
背景技术：
1、土地测绘是一项综合应用测量学原理与现代技术手段，对地表及地下空间的地形、地物位置、形状、大小、高度等地理信息进行量测、分析与表达的工作。它涉及采集地理空间数据，包括边界线、建筑物、道路、水系、植被等地形特征，通过地面测量、航空摄影测量、卫星遥感等方法获取数据，再利用gis(地理信息系统)、gps(全球定位系统)和rs(遥感技术)等高科技手段进行处理、成图与管理。
2、耕地测绘是指利用测绘技术和方法对耕地区域进行精确测量和绘图的过程，旨在获取耕地的空间分布、面积、形状、土壤类型、土地坡度、灌溉状况等多维度信息。这一过程对于合理规划土地使用、提高农业生产效率、监测土地退化、实施耕地保护政策以及评估农业生态状况具有重要意义。
3、现有的测绘方式主要采用人工手持测量工具进行测量，这样工作效率低，劳动强度大。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种无人机土地测绘系统及方法，旨在可以实现从数据采集、处理到成果输出的全链条自动化，大大提升了土地测绘的效率和质量。
2、为实现上述目的，第一方面，本发明提供了一种无人机土地测绘系统，包括无人机平台、激光标定摄像头、耕地识别模块、面积计算模块和报告生成模块；
3、所述无人机平台，用于搭载激光标定摄像头进行空中拍摄；
4、所述激光标定摄像头，用于利用激光器辅助摄像头对耕地进行精确距离标定并采集地面图像；
5、所述耕地识别模块，用于从拍摄图像中识别耕地边界及作物类型；
6、所述面积计算模块，用于基于耕地边界和激光器测量的距离数据，结合摄像头参数将图像中识别出的耕地面积转换为实际耕地面积；
7、所述报告生成模块，用于基于定位信息和实际耕地面积生成测绘报告。
8、其中，所述无人机平台包括无人机单元、航线设置单元和gps定位单元；
9、所述航线设置单元，用于基于测绘的耕地区域规划飞行航线；
10、所述无人机单元，用于基于飞行航线执行飞行动作；
11、所述gps定位单元，用于实时记录无人机飞行轨迹及拍摄位置坐标。
12、其中，所述激光标定摄像头包括校准单元、测距单元、图像采集单元和同步单元；
13、所述校准单元，用于对摄像头和激光器进行时间同步和光学对准；
14、所述测距单元，用于启动激光器发射激光脉冲至待测地面，并接收回波信号；
15、所述图像采集单元，用于连续拍摄地面图像；
16、所述同步单元，用于将激光测距数据与地面图像同步处理，使得每一帧图像都有相应的距离信息。
17、其中，所述耕地识别模块包括图像获取单元、图像校正单元、图像增强单元、植被分割单元、作物特征提取单元、模型训练单元和耕地识别单元；
18、所述图像获取单元，用于收集无人机拍摄的地面图像；
19、所述图像校正单元，用于对地面图像进行辐射校正以消除大气影响，并进行几何校正以确保图像的地理精度；
20、所述图像增强单元，用于通过直方图均衡化和对比度增强提升图像质量；
21、所述植被分割单元，用于基于归一化差异植被指数设定阈值进行初步分割，得到植被区域图像；
22、所述作物特征提取单元，用于从植被区域图像中提取作物特征，所述作物特征包括光谱特征、纹理特征和空间布局特征；
23、所述模型训练单元，用于利用作物特征和训练集训练支持向量机；
24、所述模型训练单元，用于基于支持向量机对植被区域图像中的耕地进行识别，得到耕地边界及对应的作物类型。
25、其中，所述面积计算模块包括摄像头标定单元、距离获取单元、测量单元、映射单元和面积计算单元；
26、所述摄像头标定单元，用于对摄像头进行镜头畸变矫正和几何标定，利用已知尺寸的标定物来确定摄像头的内参和外参；
27、所述距离获取单元，用于获取激光器提供的多个点到相机的距离数据，并与摄像头捕捉图像的时刻同步；
28、所述测量单元，用于结合摄像头参数和距离数据，使用三角测量原理计算耕地在三维空间中的点云数据；
29、所述映射单元，用于将三维点云数据投影回二维图像平面；
30、所述面积计算单元，用于对映射后的耕地区域边界进行多边形近似，并应用多边形面积计算公式计算耕地的实际覆盖面积。
31、其中，所述面积计算模块还包括修正单元，所述修正单元，用于对计算得到的实际覆盖面积进行补偿。
32、其中，所述报告生成模块包括信息汇总单元、分类单元和可视化单元；
33、所述汇总单元，用于汇总所有耕地的测绘信息；
34、所述分类单元，用于按区域和作物类型分类统计耕地总面积；
35、所述可视化单元，用于利用数据可视化工具对数据进行可视化处理。
36、其中，所述植被分割单元包括分析子单元、迭代优化单元和分割子单元；
37、所述分析子单元，用于采用直方图分析找到ndvi值分布的峰谷，选取谷点作为阈值；
38、所述迭代优化子单元，用于使用otsu方法以最大化类别间的方差；
39、所述分割子单元，用于利用选定的阈值对ndvi图像进行二值化处理，将ndvi值高于阈值的像素标记为植被像素，低于阈值的像素标记为非植被。
40、第二方面，本发明还提供一种无人机土地测绘方法，包括：无人机平台搭载激光标定摄像头进行空中拍摄；
41、利用激光器辅助摄像头对耕地进行精确距离标定并采集地面图像；
42、从拍摄图像中识别耕地边界及作物类型；
43、基于耕地边界和激光器测量的距离数据，结合摄像头参数将图像中识别出的耕地面积转换为实际耕地面积；
44、基于定位信息和实际耕地面积生成测绘报告。
45、本发明的一种无人机土地测绘系统及方法，无人机平台根据预设的飞行路径自主或遥控飞行，其高度灵活性确保了对各类地形地貌的全面覆盖和详尽拍摄。激光标定摄像头：安装于无人机下方，这是一款集成了高清晰度相机与精密激光测距系统的复合传感器。摄像头在无人机飞行过程中连续拍摄地面图像，而激光器则发射光束精确地标记地面特征点，实现对拍摄区域的三维空间精确定位。耕地识别模块运用图像分割算法识别并勾勒出耕地的边界，区分耕种与未耕种区域。随后，通过颜色、纹理和形态特征的模式识别，自动分类识别出各种作物类型，如水稻、小麦、棉花等，为农业生产规划提供精细化信息。面积计算模块利用从激光标定摄像头获得的精确距离数据，结合无人机的gps定位信息和摄像头的内部参数(如焦距、视野角度)，该模块采用几何计算将二维图像中识别出的耕地边界映射到真实三维空间，从而准确计算出每块耕地的实际面积。这一过程确保了测绘结果的高精度和可靠性。报告生成模块负责汇总所有测绘数据，并自动生成结构化、可视化的测绘报告。报告不仅包含每片耕地的位置坐标、精确面积、作物种类分布等关键信息，还可能融入历史数据对比分析、作物健康状况评估及土地适宜性评价等内容。报告形式多样，既适合专业技术人员深入研究，也便于政府管理者和农民快速理解土地资源现状，为制定科学的土地管理和农业政策提供数据支持。综上所述，这一无人机土地测绘系统通过集成化的软硬件解决方案，实现了从数据采集、处理到成果输出的全链条自动化，大大提升了土地测绘的效率和质量。
1.一种无人机土地测绘系统，其特征在于，
2.如权利要求1所述的一种无人机土地测绘系统，其特征在于，
3.如权利要求2所述的一种无人机土地测绘系统，其特征在于，
4.如权利要求3所述的一种无人机土地测绘系统，其特征在于，
5.如权利要求4所述的一种无人机土地测绘系统，其特征在于，
6.如权利要求5所述的一种无人机土地测绘系统，其特征在于，
7.如权利要求6所述的一种无人机土地测绘系统，其特征在于，
8.如权利要求7所述的一种无人机土地测绘系统，其特征在于，
9.一种无人机土地测绘方法，其特征在于，
