农业行业
基于无人机高光谱影像的马铃薯株高和地上生物量估算
发布时间:2023-06-06
本文链接:www.gaoguangpu.net/nongye/61.html

图片1.png

  本研究应用了400-1000nm的高光谱相机,可采用杭州彩谱科技有限公司产品FS60-无人机高光谱进行相关研究。FS60-无人机高光谱测量系统采用高信噪比超高速CCD成像器件,提供高稳定性的光谱图像采集;采用自研的高效率低功耗图像处理算法,大大延长了整机飞行时间,降低了系统功耗。

图片2.png

  马铃薯作为我国主要农作物之一,其长势监测和产量预测关系到国家粮食安全,因此快速、无损、高精度的马铃薯定量监测至关重要。地上生物量和株高是重要的农学参数,与作物的光合作用相关,一般用于评定作物生长情况、估算作物产量以及评价田间管理效益。近年来,通过遥感技术能够高效、实时地对作物进行监测。然而,利用卫星和航空遥感技术虽能大面积获取作物表型参数,但易受到天气影响,限制了其在精准农业中的推广应用。

图片3.png

  无人机遥感技术的发展,使现代化农业进入定量化。无人机搭载的数码相机和多光谱相机含有波段数量少,无法获取作物冠层充足的光谱信息,阻碍了对作物表型参数进行多波段研究。高光谱遥感光谱分辨率较高,可以获得大量的光谱信息,能够更精确地提取与作物长势相关的光谱波段。

图片4.png

  因此无人机高光谱技术能够更好地监测作物的生长情况。国内外许多学者对高光谱技术进行了大量研究,利用无人机高光谱数据,将叶面积指数、叶片叶绿素含量、植株氮含量、植株水分含量等指标按照均等权重构建综合指标,通过多种光谱指数采用偏最小二乘回归方法构建综合指标模型,结果表明,综合指标与光谱指数的相关性更高、反演效果更好。

图片5.png

  结果表明:


  (1)基于DSM提取的H与实测株高具有高度的拟合性(R2=0.84),得到的HQ精度较高。


  (2)最优光谱指数在不同生育期与地上生物量相关性不同,现蕾期相关系数绝对值最高的光谱参数为Rga(r=0.679),块茎形成期相关系数绝对值最高的参数为PSRI(r=0.727),块茎增长期相关系数绝对值最高的为CIrededge和NDVIcanste(r =0.747),淀粉积累期相关系数绝对值最大的为R-46 和SPVI(r=0.756),成熟期最优光谱指数为RSso (r=0.405)。


  (3)以株高、最优光谱指数为变量,运用ER估测马铃薯地上生物量,综合5个生育期可知,每个生育期得到的模型效果优劣次序依次为最优光谱参数、Ha、H,块茎增长期以CIrededge参数估测的地上生物量精度最高,ER 建模集和验证集R2分别为0.45和0.48、RMSE分别为229.01kg/hm2和218.76 kg/hm2、NRMSE分别为19.19%和17.89%。


  (4)每个生育期利用MLR、PLSR、RF3种建模方法分别基于VIs和VIs+H 估算马铃薯地上生物量,以后者为输入变量构建的估算模型效果最好。每种方法以同种变量在块茎增长期表现效果最好,块茎形成期和淀粉积累期次之,现蕾期和成熟期表现最差。


高光谱相机系列

  • VIS-NIR-SWIR高光谱分析系统
    VIS-NIR-SWIR高光谱分析系统
    VIS-NIR-SWIR(400-1700nm)高光谱分析系统单传感器光路实现(400-1700nm)高光谱探测;光谱分辨率小于18nm ;空间分辨率640;
  • 无人机高光谱激光雷达测量系统 FS64-UCR
    无人机高光谱激光雷达测量系统 FS64-UCR
    FS60-UCR系列无人机高光谱激光雷达测量系统是一款多功能无人机检测设备,集激光雷达和高光谱成像为一体,获得激光雷达和高光谱图像数据。
  • 便携式高光谱相机FSIQ系列
    便携式高光谱相机FSIQ系列
    FigSpec®FSIQ系列便携式高光谱相机是一款内推扫高光谱相机,波长范围400-1700nm,光谱分辨率(FWHM)可达2.5nm,空间分辨率高达1920*1920,光谱通道数量高达1200,通过5寸触摸屏显示和操作,分辨率1280*720主要功能工作模式:高精度成像测量模式、PC操控模式、线扫描模式用户调整:用户可以对曝光时间,合并方式,ROI区域进行
  • 云台高光谱测量系统
    云台高光谱测量系统
    FS系列云台高光谱测量系统是结合高光谱相机和云台设备的测量系统,可实现对拍摄区域的实时监控,支持自动扫描,网络连接。可应用于河道、湖泊、林业、农业、塔基等基于高光谱技术的分析检测领域产品特点光谱范围:390-1010nm光谱通道数:1200光谱分辨率:2.5nm云台水平范围:360°云台垂直范围:正90°~负90°网络连接:支持
  • FS-50系列多光谱相机
    FS-50系列多光谱相机
    FigSpec FS-50系列是彩谱科技公司推出的新一代无人机载多光谱相机,适配大疆M350/M300RTK飞行平台,具有30-180个光谱通道,2K分辨率。 满足精准农业、军事国防和国土安全、灾害防治林业监测、河湖生态、目标识别等多种行业应用需求。一、产品特点●超高光
  • 高光谱相机(线扫描) FS1X系列
    高光谱相机(线扫描) FS1X系列
    FigSpec®FS1X系列高光谱相机包含可见光(400-700nm)、可见光近红外(400-1000nm)、可见光近红外短波红外(400-1700nm)、短波红外(900-1700nm)、短波红外(1400-2500nm)5种光谱区域,广泛应用于印刷,纺织等各种工业制品的表面颜色纹理检测(颜色测量单像素重复性可达dE*ab<0.1),成分识别,物质鉴别,机器视觉,农产品品质等领域。
  • 成像高光谱相机 FS2X系列
    成像高光谱相机 FS2X系列
    FigSpec®系列成像高光谱相机采用高衍射效率的透射式光栅分光模组与高灵敏度面阵列相机、结合内置扫描成像及辅助摄像头技术,解决了传统高光谱相机需外接推扫成像机构及调焦复杂等难以操作的问题。可与标准C接口的成像镜头或显微镜直接集成,实现光谱影像的快速采集。可见光/近红外:· 光谱范围:400-1000
  • 显微高光谱成像系统
    显微高光谱成像系统
    ·将显微镜及成像光谱仪两者的优点结合,可以随时对显微图像进行高光谱数据采集。·可以对现有的生物显微镜、荧光显微镜、体视显微镜、金相显微镜等进行改造,方便地把普通显微镜改造为高光谱显微镜。·客户可以根据需求定制显微镜型号。· FigSpec?系列成像光谱仪在内部集成了视觉相机和高光谱相机,可以使
  • 机载高光谱相机FS60-C系列
    机载高光谱相机FS60-C系列
    ● 采用大疆M300RTK(大疆M600Pro可选)作为飞行承载平台;● 采用高信噪比超高速光谱扫描成像器件,提供高稳定性的光谱图像采集;● 采用自研的高效率低功耗图像处理算法,大大延长了整机飞行时间,降低了系统功耗;● 通过实时测量植物、水体、土壤等地物的光谱图像信息,应用与精准农业,农作物长势与产

Copyright © 2023 彩谱科技(浙江)有限公司 All Rights Reserved. ©️ 版权所有 浙ICP备2021027346号-7

  • 首页
  • 产品
  • 案例
  • 联系
  • 顶部