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介绍
当前无人机遥感技术在生态环境与农业、林业等领域中得以快速应用，中国在无人机遥感硬件、算法及应用实践领域处于国际领先水平，《生态环境无人机遥感监测方法与案例》总结该领域已有成果，系统梳理应用于生态环境遥感监测的无人机与传感器及其基本原理与方法，并介绍典型生态系统的无人机遥感监测应用实践，力求推进无人机遥感技术深度应用。
生态环境问题关乎人类生存与可持续发展。及时、准确监测生态环境变化是制定与实施精准管理策略的前提条件。近年来，无人机及传感器快速发展，促进了无人机遥感技术的应用。凭借机动、灵活、成本低、受天气影响小、高时空分辨率的特点，无人机遥感已逐渐成为生态环境监测的重要手段之一。生态环境遥感监测涉及的要素众多且变化快，不但涵盖各类型生态系统的多种属性信息，而且监测对象的背景和光谱特征复杂。因此，基于无人机遥感实现生态环境的监测，需要从具体监测对象出发来搭配合适的无人机与传感器类型，高效地获取影像信息，并开发具有代表性的遥感分析诊断方法，实现对目标地物信息的准确估测与生态环境监测应用。
随着无人机遥感技术与应用的迅速发展，生态环境无人机遥感监测理论与方法不断充实与更新，该领域新技术、新方法、新案例亟须进行系统总结。因此，《生态环境无人机遥感监测方法与案例》孙志刚等著. 北京：科学出版社，2024.5）聚焦无人机遥感生态环境监测，系统总结生态环境监测应用场景中常用的无人机、传感器，并结合各领域典型案例介绍生态环境监测流程与算法。
全书共13 章。
第1 章，生态环境遥感监测无人机平台。无人机遥感顾名思义是基于无人机为平台的遥感技术。不同无人机遥感平台具有不同优缺点。本章分别介绍了目前常见的固定翼无人机、旋翼无人机、垂直起降固定翼无人机等无人机机型及其特点。
第2 章，生态环境遥感监测传感器。传感器是无人机遥感的核心组件，其记录着来自目标地物的信息。不同类型传感器，其记录信息的谱段不同，适合于监测不同生态环境要素。本章详细介绍了可见光数码相机、多光谱相机、高光谱成像仪、红外热像仪、激光雷达和合成孔径雷达等常见无人机遥感传感器及其特点与适用范围。
第3 章，洪水无人机遥感监测及灾后评估。洪涝灾害是我国常见的自然灾害之一，无人机遥感技术对及时发现灾情、布置抢险救灾、灾后评估与规划建设具有重要意义。本章介绍了基于组网无人机遥感技术的洪灾态势监测、灾后灾情评估的技术流程与实施效果。
第4 章，河湖富营养化无人机遥感监测。水体富营养化是识别水体污染的重要指标。本章详细介绍了基于无人机遥感的水体叶绿素a（Chl-a）浓度反演与水体富营养化分级评估的方法、流程与实施效果。
第5 章，盐碱地土地质量无人机遥感监测。盐碱地分布广、面积大、类型多，及时掌握盐碱地的质量状况，对于合理规划农业种植结构具有重要意义。本章以黄河三角洲盐碱地为例，介绍了耦合无人机、卫星遥感影像开展盐碱地质量监测的方法与实施效果。
▲ 盐碱地土地质量无人机遥感监测案例研究的技术路线图
第6 章，作物长势无人机遥感监测。及时掌握作物长势状况，根据作物的需求来进行精准管理，对于节约成本、增加农民收益、保护环境具有重要意义。生物量是作物重要的长势参数，本章以小麦生物量反演为例，介绍了基于无人机多光谱影像、激光雷达数据等开展生物量反演的方法与实施效果。
第7 章，作物倒伏无人机遥感监测。作物生育中后期发生倒伏，将会显著降低作物产量和品质，及时监测作物倒伏情况对灾后减损与评估具有重要意义。本章以小麦倒伏监测为例，介绍了耦合无人机遥感与深度学习技术的小麦倒伏监测方法与实施效果。
第8 章，冬小麦麦苗密度无人机遥感监测。合理的种植密度有利于小麦形成高产量和高品质，及时掌握麦苗密度对后期管理具有重要意义。本章介绍了基于无人机遥感与深度学习技术耦合的小麦种植密度监测方法与实施效果。
▲ 植株密度估算模型工作流概览图（a），以及三种不同的网络结构图［（b）DeNet、（c）UNet 和（d）SegNet］
第9 章，森林冠层覆盖度制图。森林冠层覆盖度的定义为冠层垂直投影所占的地面比例，是森林清查的重要内容。高分辨率的无人机立体像对影像为森林冠层覆盖度调查提供了可靠的数据源。本章以大兴安岭林区为例，介绍了基于无人机遥感立体像对的林区冠层覆盖度自动监测方法与实施效果。
第10 章，森林松材线虫病无人机遥感监测与管理。松材线虫病发病快、破坏力强，是造成我国森林资源损失最为严重的森林病虫害。传统卫星遥感监测在观测频次、分辨率等方面难以满足松材线虫病监测的需求。本章以山东省烟台市东北部林区为例，介绍了基于无人机遥感的森林松材线虫病监测方法与实施效果。
第11 章，野生动物无人机遥感调查。野生动物调查是保护野生动物和生态环境管理中的关键一环，基于无人机遥感的野生动物调查是一种安全、便捷且经济的手段。本章以玛多县野生动物调查为例，介绍了耦合无人机遥感与深度学习技术的藏野驴调查的方法与实施效果。
第12 章，高原草地放牧强度监测与定量评估。畜牧业对于高原牧区社会经济可持续发展至关重要。适度放牧不仅有助于提高草地生产力，还能帮助牧民增收稳收。本章以若尔盖县向东村草原牧场放牧强度监测为例，介绍了基于无人机遥感的草地放牧强度监测方法与实施效果。
▲ 基于星–机–地一体化监测的放牧强度估算方法流程图
第13 章，未来发展展望。本章对本书进行了系统总结，提出了生态环境监测中平台与载荷、应用场景与监测方法中存在的问题，并展望了未来可能的发展方向。
本书主要是作者们多年在该领域科研工作的积累。本书各分工：第1 章由周科、陈鹏飞撰写；第2 章由陈鹏飞、赵佳夫撰写；第3 章由黄诗峰、孙亚勇、李楠、胡梦成撰写；第4 章由杨斌、张军强撰写；第5、第6 章由朱婉雪、孙志刚撰写；第7 章由张东彦、陈鹏飞、丁洋撰写；第8章由彭金榜、孙志刚撰写；第9 章由俞天宇、倪文俭撰写；第10 章由杨斌、张军强撰写；第11 章由彭金榜、王东亮、孙志刚撰写；第12 章由雷光斌、张正健、边金虎、李爱农、廖小罕撰写；第13 章由孙志刚、陈鹏飞、王柳月撰写。全书由孙志刚、陈鹏飞完成逻辑框架设计、统稿、定稿。书稿撰写过程中，廖小罕在本书内容与结构设计，王柳月等在文献整理、插图绘制、文本修订等方面提供了大量的帮助，特此致谢。
书中涉及的相关研究与书籍出版得到了国家重点实验室自主创新项目（KPI009）、国家自然科学基金创新研究群体科学基金（72221002）、国家重点研发项目（2022YFB3903403）等的支持。
本书力图集科学性、系统性、基础性、前沿性、实用性于一体，涉及面广、内容跨度大，具有广泛的适用性，可供从事生态环境与相关领域无人机遥感监测研究与应用的学生、教师和专业技术人员等阅读参考。
本文摘编自《生态环境无人机遥感监测方法与案例》（孙志刚等著. 北京：科学出版社，2024.5）一书“前言”，有删减修改，标题为编者所加。
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