農(nóng)業(yè)多光譜遙感無(wú)人機(jī)是一種集高效采集與智能分析于一體的新型農(nóng)業(yè)監(jiān)測(cè)設(shè)備,它通過(guò)無(wú)人機(jī)搭載多光譜相機(jī),低空飛行獲取作物反射的多波段光譜信息,實(shí)時(shí)解析植株生長(zhǎng)狀態(tài)、營(yíng)養(yǎng)水平、水分脅迫及病蟲害等核心參數(shù)。以下是對(duì)農(nóng)業(yè)多光譜遙感無(wú)人機(jī)的詳細(xì)介紹:
一、系統(tǒng)組成
飛行平臺(tái):通常采用四旋翼或多旋翼無(wú)人機(jī),具備良好的穩(wěn)定性和續(xù)航能力,能夠在大面積農(nóng)田中快速、高效地執(zhí)行飛行任務(wù)。
多光譜相機(jī):能夠同時(shí)捕捉多個(gè)特定波段的電磁波信息,包括可見(jiàn)光(紅、綠、藍(lán))以及近紅外、紅邊等非可見(jiàn)光波段。這些傳感器能夠獲取植物冠層的高分辨率影像信息,為后續(xù)的表型參數(shù)分析提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。
數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng):內(nèi)置強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理算法,能夠?qū)Σ杉降挠跋駭?shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理和分析,提取出植物的冠層信息、長(zhǎng)勢(shì)信息、營(yíng)養(yǎng)信息等關(guān)鍵表型參數(shù)。同時(shí),支持將數(shù)據(jù)同步到云端平臺(tái),實(shí)現(xiàn)多終端訪問(wèn)和數(shù)據(jù)共享。
二、功能特點(diǎn)
多品種智能監(jiān)測(cè):覆蓋水稻、小麥、玉米等常見(jiàn)作物,具備從補(bǔ)苗指導(dǎo)、生育期識(shí)別、株高分析、覆蓋度分析、倒伏分析到產(chǎn)量預(yù)估等算法能力。
玉米雄穗識(shí)別:在育種制種過(guò)程中對(duì)玉米雄穗進(jìn)行識(shí)別,提高去雄檢測(cè)效率和精準(zhǔn)度。
多光譜分析:集成多光譜相機(jī),可進(jìn)行植被指數(shù)(如歸一化植被指數(shù)NDVI、綠歸一化差異植被指數(shù)GNDVI)、表型、病蟲害等研究分析。
全自主航線規(guī)劃與拍攝:支持預(yù)設(shè)飛行路徑,自動(dòng)完成圖片采集,降低人工操作誤差。
長(zhǎng)續(xù)航與大范圍作業(yè):支持最大40分鐘以上的續(xù)航與15公里以上的飛行半徑,滿足大面積農(nóng)田的監(jiān)測(cè)需求。
可視化管理平臺(tái):集成GIS地圖顯示基地與地塊信息,可查看任意基地和地塊信息,便于科研分析。
智能地塊劃分管理:支持設(shè)置地塊名稱、類型、土壤等信息,地塊面積自動(dòng)計(jì)算,可標(biāo)記父本行并隱藏,避免父本行雄穗對(duì)識(shí)別結(jié)果帶來(lái)的影響。
物聯(lián)設(shè)備集成管理:支持綁定氣象站、土壤傳感器等設(shè)備與地塊聯(lián)動(dòng),實(shí)現(xiàn)環(huán)境數(shù)據(jù)自動(dòng)采集、歸集。
多設(shè)備集成:支持考種、光合等科研設(shè)備數(shù)據(jù)接入,實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步,無(wú)需手動(dòng)錄入。
高精度圖像處理:采用圖像拼接與空間校正技術(shù),自動(dòng)排除遮擋干擾,得出實(shí)際對(duì)應(yīng)的物理面積。
多指標(biāo)識(shí)別:可自動(dòng)采集識(shí)別出苗率、作物覆蓋率、生育期、株高、倒伏、穗數(shù)、玉米雄穗等關(guān)鍵指標(biāo),分析作物長(zhǎng)勢(shì)、植被指數(shù)、產(chǎn)量數(shù)據(jù)、受災(zāi)損失核算等。
三、技術(shù)參數(shù)(以DJI Mavic 3M為例)
飛行器:
最大水平飛行速度:21米/秒
最大抗風(fēng)速度:12米/秒
最大飛行時(shí)間:大于40分鐘
工作環(huán)境溫度:-10℃至40℃
可見(jiàn)光相機(jī):
傳感器類型:4/3 CMOS
有效像素:2000萬(wàn)
鏡頭視角:84°
鏡頭等效焦距:24毫米
照片格式:JPEG/DNG(RAW)
多光譜相機(jī):
傳感器類型:1/2.8英寸CMOS
有效像素:500萬(wàn)
鏡頭視角:73.91°(61.2° x 48.10°)
鏡頭等效焦距:25毫米
相機(jī)波段:綠(G):560nm±16nm;紅(R):650nm±16nm;紅邊(RE):730nm±16nm;近紅外(NIR):860nm±26nm
照片格式:TIFF
Gain范圍:1x-32x
RTK模塊:
水平精度:1 cm + 1 ppm
垂直精度:1.5 cm + 1 ppm
四、應(yīng)用場(chǎng)景
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè):通過(guò)多光譜遙感圖像分析植被覆蓋度、作物病蟲害(如葉片葉綠素含量下降會(huì)改變近紅外反射率),進(jìn)而使用農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)開展針對(duì)性施肥、用藥,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。
環(huán)境監(jiān)測(cè):監(jiān)測(cè)水體污染(污染物會(huì)改變水體光譜特征)、土壤成分(如有機(jī)質(zhì)含量與紅外波段反射率相關(guān)),為環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。
災(zāi)害預(yù)警與評(píng)估:在災(zāi)害發(fā)生時(shí),無(wú)人機(jī)可快速巡田,智能識(shí)別并生成損失報(bào)告,為保險(xiǎn)理賠和救災(zāi)資源調(diào)配提供及時(shí)、準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持。
作物育種:通過(guò)采集和分析植物表型數(shù)據(jù),評(píng)估不同品種的生長(zhǎng)性能和遺傳特性,為育種工作提供科學(xué)依據(jù)。
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