无人机载高光谱成像系统在农作物表型分析的的应用

粮食短缺、人口增长和全球气候变化促进了农作物产量增长的研究。对于理解作物的生长情况以及其与环境之间的相互关系，大田作物表型分析提供了重要的数据。然而，传统的车载平台在田间试验采样和作物性状参数测定方面存在费力、耗时，并且空间覆盖范围有限的问题，这就限制了作物科学研究的快速进展。

无人机（UAV）等遥感技术作为高效、成本较低、覆盖范围广泛的工具，在田间表型研究中发挥着重要作用，成为获取田间表型信息的有效途径。

Specim AFX无人机载高光谱成像系统应用案例

北京易科泰生态技术有限公司生产的 Ecodrone UAS-8 平台通过集成Specim AFX10无人机载高光谱成像系统，评估华北地区冬小麦的生长情况。

Specim AFX10无人机载高光谱成像系统的工作波长范围为400到1000纳米，具有高光谱和空间分辨率，高灵敏度和高信噪比。它特别适合根据小麦反射的光对小麦进行光谱分析。光谱数据可以进一步分析小麦的表型特征。

通过收集不同时期小麦的光谱数据，记录小麦在不同时期的归一化植被指数（NDVI*）和植物衰老反射指数（PSRI**）。可以在后期根据反射指数、氮含量和籽粒成熟度之间的关系来确定施肥量和收割时机。

在农业生产中，高光谱成像无人机遥感系统在保护和预测农作物生长方面具有很大的价值和广泛的应用前景。Specim AFX无人机载高光谱成像系统的高光谱分辨率可以更早检测到一些病虫害，并监测作物上病虫害的发展情况。

参数说明

* NDVI归一化植被指数差异

规范化植被指数（NDVI）参数反映作物的生长和营养状况。通过测量NDVI指数，我们可以了解不同季节作物对氮的需求量。这些数据有助于合理使用氮肥。NDVI 计算如下。R₈₄₀是指波长为840纳米的近红外（NIR）区域的反射率。R₆₆₈表示在波长为668纳米的红色区域的反射率。

NDVI =(R₈₄₀ –R₆₆₈)/(R₈₄₀ +R₆₆₈)

** PSRI植物衰老反射指数

PSRI可用于监测植物健康、检测植物生理胁迫、以及分析作物生长和产量情况。PSRI 的计算方法如下。R₈₀₀是指波段在800纳米的近红外光谱范围的反射率。R₄₈₀是在480纳米波段受到类胡萝卜素和叶绿素的影响而产生的反射率。R₆₇₈是红色区域叶绿素吸收最大值波段的反射率。

PSRI=（R₆₇₈-R₄₈₀）/R₈₀₀

Specim AFX10无人机载高光谱成像系统介绍

Specim AFX10是一套可见光-近红外高光谱成像解决方案，整套系统包括一个HSI相机、一台小型而功能强大的计算机和一个高端GNSS/IMU惯导组件，可搭载于多种类型的无人机平台。

文章来源:Specim 高光谱成像)