Ecodrone®高光譜-紅外熱成像無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)-林木病蟲害早期診斷和量化
易科泰推出無(wú)人機(jī)遙感森林病蟲害研究監(jiān)測(cè)技術(shù)方案——Ecodrone® UAS-8高分辨率高光譜-紅外熱成像無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái):
1.8旋翼專業(yè)無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái),,搭載AFX高光譜成像,、機(jī)載PC及紅外熱成像可飛行作業(yè)30分鐘以上,有效覆蓋面積超10公頃
2.厘米級(jí)地面分辨率,,50m高度地面分辨率達(dá)3.5cm,,30m高度(用于田間高通量作物表型分析)地面分辨率可達(dá)2cm
3.50m高單樣線飛行作業(yè)可自動(dòng)采集形成寬度36m的樣帶高光譜成像大數(shù)據(jù)
4.科研級(jí)Thermo-RGB成像:640×512像素,多點(diǎn)黑體校準(zhǔn),,靈敏度50或30mK,,測(cè)溫范圍-25℃-150℃/-40℃-550℃,在線實(shí)時(shí)溫度測(cè)量分析,,10倍光學(xué)變焦RGB鏡頭,,全高清畫質(zhì),磁編碼自穩(wěn)云臺(tái),,實(shí)時(shí)姿態(tài)調(diào)整,,可選配CWSI成像,實(shí)時(shí)測(cè)量作物水分脅迫指數(shù)
5.專業(yè)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)方案,,同步獲取高光譜與紅外熱成像數(shù)據(jù),,應(yīng)用軟件可直接得出90多個(gè)VI(植物光譜反射指數(shù))、F(葉綠素?zé)晒猓?、?biāo)準(zhǔn)化冠層溫度,、CWSI(水分脅迫指數(shù))等
6.榮獲2020年檢驗(yàn)檢測(cè)認(rèn)證認(rèn)可行業(yè)年度風(fēng)云榜“儀器設(shè)備新銳產(chǎn)品"
7.應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究、林木表型遙感,、病蟲害監(jiān)測(cè),、森林資源調(diào)查評(píng)估、生物多樣性監(jiān)測(cè)等
主要技術(shù)指標(biāo):
研究案例1:大面積橄欖樹黃萎病的早期檢測(cè)和定量研究
橄欖樹黃萎?。?/span>VW)是一種由大麗輪枝菌引起的主要通過(guò)土壤進(jìn)行迅速傳播的疾病,,這種真菌通過(guò)感染植物根部,阻塞水流并關(guān)閉氣孔降低蒸騰速率,,從而造成水分蒸發(fā)減少,,使樹冠溫度升高,最終導(dǎo)致葉片褪綠和落葉,。因此,,盡早發(fā)現(xiàn)感染有助于避免病原體向新的區(qū)域傳播,尤其是對(duì)于尚未感染病原體的區(qū)域,,有助于進(jìn)行提前預(yù)防和實(shí)施優(yōu)化改良措施,。
西班牙研究人員利用無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)搭載高光譜相機(jī)和紅外熱成像相機(jī),對(duì)西班牙南部塞維利亞省Ecija地區(qū)的3000公頃包含不同土壤和作物管理特點(diǎn)的商業(yè)化橄欖樹地塊進(jìn)行遙感成像,,獲得了該區(qū)域每棵樹的標(biāo)準(zhǔn)冠層溫度(Tc-Ta) 和260個(gè)通道的光譜數(shù)據(jù),,基于該數(shù)據(jù)并通過(guò)降維處理,,使用線性判別分析(LDA)和支持向量機(jī)(SVM)兩種方法對(duì)黃萎病的侵染程度進(jìn)行了大規(guī)模遙感評(píng)估分類。
結(jié)果顯示,,對(duì)于整個(gè)數(shù)據(jù)集,,LDA的總精度為59.0%,SVM的總精度為79.2%,,SVM 得到了更高的總體準(zhǔn)確率,。而LDA對(duì)初始感染VW和嚴(yán)重程度較低級(jí)別的樹木進(jìn)行了更好的分類,準(zhǔn)確率分別達(dá)到71.4%和75.0%,。研究還發(fā)現(xiàn)歸一化冠層溫度,、葉綠素?zé)晒狻⒔Y(jié)構(gòu)指數(shù),、葉黃素,、葉綠素、類胡蘿卜素和疾病指標(biāo)是判斷黃萎病感染早期和晚期的最佳指標(biāo),。結(jié)果表明,,這種在大范圍果園尺度研究重開發(fā)的方法適用于對(duì)包含不同土壤類型和作物管理特征的橄欖樹園的大面積監(jiān)測(cè)。
研究案例2:杏樹紅葉斑病早期檢測(cè)和量化
杏樹是一種重要的經(jīng)濟(jì)作物,,其果仁具有良好的藥用價(jià)值,,廣泛應(yīng)用于食品、化妝品及醫(yī)藥等領(lǐng)域,。而紅葉斑病是影響杏樹的主要真菌性葉面病害之一,,通過(guò)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)建立杏樹染病的田間地圖,可準(zhǔn)確并盡早地發(fā)現(xiàn)疾病,,評(píng)估其染病嚴(yán)重程度,,從而進(jìn)行合理噴藥,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理,。
西班牙國(guó)家研究委員會(huì)農(nóng)業(yè)研究所研究人員基于無(wú)人機(jī)遙感技術(shù),,通過(guò)高分辨率紅外熱成像和高光成像獲取冠層溫度和植被指數(shù),,在葉片和冠層水平上評(píng)估了杏樹紅葉斑病的影響,,采用LDA、SVM等不同方法組合對(duì)紅葉斑嚴(yán)重程度進(jìn)行量化和判別,。研究發(fā)現(xiàn),,葉綠素、類胡蘿卜素指數(shù)和葉綠素?zé)晒鈱?duì)紅葉斑點(diǎn)病的早期診斷效果較好,。線性模型在區(qū)分無(wú)癥狀植株和紅葉斑病感染晚期植株方面表現(xiàn)出更好的效果,,而非線性SVM方法在區(qū)分無(wú)癥狀植株和紅葉斑病感染早期植株方面表現(xiàn)較好。另外,,葉片尺度上的氣孔導(dǎo)度,、葉綠素含量,、葉綠素?zé)晒狻⒐饣瘜W(xué)反射指數(shù)和光譜反射率的測(cè)量結(jié)果表明,,健康葉片與有癥狀葉片的綠色區(qū)域之間無(wú)顯著差異,。本研究表明,使用高分辨率高光譜影像和紅外熱成像數(shù)據(jù)對(duì)紅葉斑病進(jìn)行早期檢測(cè)和量化具有可行性,。
參考文獻(xiàn):
1. Calderón R, Navas-Cortés J A, Zarco-Tejada P J. Early detection and quantification of Verticillium wilt in olive using hyperspectral and thermal imagery over large areas[J]. Remote Sensing, 2015, 7(5): 5584-5610.
2. López-López Manuel, Calderón Rocío, González-Dugo Victoria, et al. Early Detection and Quantification of Almond Red Leaf Blotch Using High-Resolution Hyperspectral and Thermal Imagery[J]. Remote Sensing, 2016, 8(4):276.
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