農(nóng)用無人機(jī)塔載sequoia多光譜相機(jī)巨大好處

      農(nóng)用無人機(jī)塔載sequoia多光譜相機(jī)可以使農(nóng)民更有效地管理作物，土壤，施肥和灌溉。通過大限度地減少噴霧，肥料，浪費(fèi)水分，同時(shí)增加農(nóng)作物的產(chǎn)量，對農(nóng)民和更廣泛的環(huán)境有巨大的好處。

多光譜相機(jī)遙感成像技術(shù)使用綠色，紅色，紅邊和近紅外波段捕獲作物和植被的可見和不可見的圖像。多光譜圖像集成到那些能將信息輸出成有意義數(shù)據(jù)的軟件應(yīng)用程序中，這種土地遙測，土壤和作物數(shù)據(jù)使農(nóng)民能夠更有效地節(jié)省時(shí)間和金錢，同時(shí)減少農(nóng)藥的使用。

農(nóng)用無人機(jī)塔載sequoia多光譜相機(jī)的優(yōu)點(diǎn)

   多光譜圖像是評估土壤生產(chǎn)力和分析植物健康的非常有效的工具。以肉眼觀察土壤和農(nóng)作物的健康狀況非常有限，落后不可取的。多光譜傳感器技術(shù)能夠比農(nóng)民的肉眼看到更多的東西。

農(nóng)用無人機(jī)塔載sequoia多光譜相機(jī)的數(shù)據(jù)有如下幾點(diǎn)好處：

識(shí)別有害生物，疾病和雜草。通過早期檢測優(yōu)化農(nóng)藥使用和作物噴霧。

提供有關(guān)土壤肥力的數(shù)據(jù)，并通過檢測營養(yǎng)缺乏來優(yōu)化施肥。幫助土地管理，是否進(jìn)行生產(chǎn)或轉(zhuǎn)產(chǎn)作物等。

計(jì)算植物并確定作物數(shù)量或種植間距問題。估計(jì)作物產(chǎn)量。

測量灌溉。通過識(shí)別懷疑水分脅迫的地區(qū)來控制作物灌溉。根據(jù)多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行土地改良，如安裝排水系統(tǒng)和水路。

查看農(nóng)業(yè)機(jī)械對作物的破壞，進(jìn)行必要的修理或更換有問題的機(jī)械。

調(diào)查圍欄和農(nóng)場建筑。

監(jiān)測牲畜。

農(nóng)用無人機(jī)塔載sequoia多光譜相機(jī)巨大好處

年解決方案

   對于多光譜圖像來說，非常有效，這種傳感器技術(shù)可以在整個(gè)作物周期中使用。假使在播種，灌溉，施肥或收割期間使用，無人機(jī)提供的多光譜圖像都能夠在每個(gè)季節(jié)中幫助農(nóng)民在每個(gè)步驟中有效的管理作物。

通過多光譜傳感器和成像功能，可為農(nóng)民提供了增加產(chǎn)量和減少作物損害的新方法。

多光譜攝像機(jī)遙感無人機(jī)

調(diào)查/檢查/ 3D地圖/多光譜成像

在我們進(jìn)步深入研究多光譜成像技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的主題之前，任何個(gè)農(nóng)場的基本任務(wù)之是明確地檢查作物，圍欄和建筑物。

這種類型的工作的無人機(jī)需要具有衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS），*人稱視野（FPV），穩(wěn)定的萬向節(jié)，攝像機(jī)甚至自主航點(diǎn)導(dǎo)航。

多光譜成像技術(shù)

什么是多光譜圖像

多光譜圖像傳感器通過電磁光譜捕獲特定頻率的圖像數(shù)據(jù)。這些波長可以通過濾光器或通過使用對特定波長敏感的儀器（包括來自出我們可見視線的頻率的光），例如紅外線來分離。光譜成像還可以提取人眼未能捕獲的其它附加信息。

多光譜圖像的重要性

人眼僅對400和700 nm之間的波長敏感，這被稱為可見光譜。人們可以感受到從紫色到紅色的各種顏色。然而，光的波長可以比我們可見的視力更短（紫外）或更長（紅外）。

盡管我們看不到它們，但這些看不見的波段很好的顯示了土壤，植物和作物的農(nóng)藝特征。

下面本來有個(gè)非常的視頻，它更多地解釋了遠(yuǎn)程光譜感測和映射的主題，但由于它是在Youtube上的，所以只好哦喔。

農(nóng)業(yè)多光譜圖像

多光譜圖像基礎(chǔ)

  每個(gè)物體表面都能反射出些它所接收到的光，具有不同表面特征的物體以不同的方式反射或吸收太陽的輻射。反射光與入射光的比例稱為反射率，并以百分比表示。

NDVI 植被指數(shù)

   歸化差異植被指數(shù)（NDVI）是植物“綠色度”或光合作用指數(shù)，是植被指數(shù)較常用的指標(biāo)之，植被指數(shù)是基于不同的表面反射不同類型的光的觀察。

特別是光合作用活躍的植被吸收了大部分紅光，同時(shí)反射出大部分近紅外光。死亡或受到脅迫（不健康）的植被反射了更多的紅光和更少的近紅外光。同樣地，非植被物質(zhì)表面在光譜上具有更均勻的反射率。

通過從遙感圖像中獲取紅色和近紅外波段的比例，可以定義植被指數(shù)“綠色度”，歸化差異植被指數(shù)（NDVI）可能是這些植被指數(shù)中較常見的。NDVI是以每像素為基礎(chǔ)計(jì)算出為來自圖像的紅色和近紅外波段之間的歸化差異。

NDVI可以由任何具有紅色和近紅外波段的圖像計(jì)算出來，NDVI的生物物理解釋是吸收的光合有效輻射的分?jǐn)?shù)。

許多因素影響NDVI值，如植物光合作用，總植物覆蓋，生物量，植物和土壤水分以及植物脅迫，因此，NDVI與研究人員和管理者感興趣的許多農(nóng)業(yè)和生態(tài)系統(tǒng)屬性相關(guān)（例如，凈初生產(chǎn)力，冠層覆蓋率，裸地面覆蓋率）。

此外，由于它是兩個(gè)頻帶的比例，NDVI有助于補(bǔ)償圖像中由于斜率和方面而在照明中的差異，以及圖像之間的差異，例如當(dāng)獲取圖像時(shí)的時(shí)間或時(shí)間。因此，像NDVI這樣的植被指數(shù)使得隨著時(shí)間的推移可以比較圖像，尋找農(nóng)業(yè)和生態(tài)重要的變化。

NDVI 作物管理優(yōu)勢

• 冠層覆蓋和密度檢測
• NDVI隨時(shí)間提供準(zhǔn)確的增長趨勢
• 冰霜傷害檢測
• 大規(guī)模病蟲害
• 優(yōu)化作物流轉(zhuǎn)持續(xù)時(shí)間
• 生態(tài)效益
• 隨著時(shí)間的推移，植被動(dòng)力學(xué)或植物物候變化
• 生物質(zhì)生產(chǎn)（Biomass production）
• 與放牧管理相關(guān)的放牧影響或?qū)傩裕ɡ绶硼B(yǎng)率）
• 牧場條件的變化
• 植被或土地覆蓋分類
• 土壤濕度

NDRE 植被指數(shù)

歸化差異紅色邊緣指數(shù)（NDRE）是種度量，可用于分析從多光譜圖像傳感器獲得的圖像中的植被健康與否。它類似于歸化差異植被指數(shù)（NDVI），但使用近紅外和紅色邊緣的比例。

NDRE使用紅色邊緣濾光片來查看作物華蓋的反射率。紅色邊緣是植被反射光譜紅光到近紅外NIR過渡帶中的個(gè)區(qū)域，標(biāo)志著紅色可見區(qū)域葉綠素吸收與NIR區(qū)葉片內(nèi)部結(jié)構(gòu)散射的界限。這個(gè)東西可以讓您通過確定作物的很多不同變量對其進(jìn)行管理。我們只要了解葉綠素的水平，就可以擁有監(jiān)測光合作用活動(dòng)的能力。

有了這些信息，您可以根據(jù)光合作用活動(dòng)的改變并優(yōu)化收割的時(shí)間。作物到了收獲期間就會(huì)出現(xiàn)如下類似情況：杏仁中分離的殼體或葡萄中的大糖分含量，正隨著著NDRE值發(fā)生著顯著的變化。發(fā)生這種變化究其原因是水果/堅(jiān)果已經(jīng)達(dá)到成熟時(shí)，由于光合作用產(chǎn)生的糖分子不再需要這么高的需求。正是這種變化關(guān)系為您提供了收獲調(diào)度的作物管理工具，以獲得質(zhì)量的產(chǎn)品。

其它因素，如昆蟲的侵襲也可能會(huì)改變?nèi)~綠素含量并引起作物脅迫。因此，通過使用NDRE，您可以確定杏仁區(qū)域的螨蟲爆發(fā)有多嚴(yán)重，然后使用精確的方法終止侵染。這不僅可以監(jiān)控疫情，還可以降低與病蟲害防治相關(guān)的成本。

多光譜軟件應(yīng)用

現(xiàn)在已經(jīng)圍繞VI建立了許多精密農(nóng)業(yè)和農(nóng)作物脅迫工具和應(yīng)用，以提供包括多光譜數(shù)據(jù)的處理，存儲(chǔ)，呈現(xiàn)和分析的完整解決方案。下面講計(jì)相關(guān)多光譜軟件應(yīng)用的些信息。

植被光譜

物體的反射特性取決于具體材料及其物理和化學(xué)狀態(tài)（如水分），表面粗糙度以及幾何環(huán)境（例如陽光的入射角）。重要的表面特征是顏色，結(jié)構(gòu)和表面紋理，物體感知的顏色對應(yīng)于具有大反射率的可見光譜的波長。

這些差異使得可以通過分析其光譜反射率模式或光譜特征來識(shí)別不同的地球表面特征或材料。這些特征可以以所謂的光譜反射曲線作為波長的函數(shù)來顯現(xiàn)。

   下圖顯示了三種基本類型的地球特征的典型光譜反射曲線：綠色植被，干燥的裸土和清水。綠色，紅色和紅外線是農(nóng)業(yè)中主要的。紅邊（對應(yīng)于近紅外線入口點(diǎn)的短波段）也有時(shí)用于獲得附加指標(biāo)。植被光譜圖像來自Markelowitz，有關(guān)下面反射率和植被波段的更多細(xì)節(jié)和解釋。

植被曲線

健康綠色植被的光譜反射率曲線在植物葉片中的顏料產(chǎn)生的電磁光譜的可見部分具有顯著的小反射率。健康的植被將在藍(lán)色和紅色的波段吸收，產(chǎn)生所謂的“綠色健康植被”。

與此同時(shí)，近紅外線的反射率急劇增加。受脅迫的植被也可以被檢測出來，因?yàn)槭苊{迫植被的紅外線反射率要低得多。

土壤曲線

裸土的光譜反射曲線變化不大。反射率曲線受水分含量，土壤質(zhì)地，表面粗糙度，氧化鐵和有機(jī)物的存在的影響。這些因子不如在植被反射光譜中觀察到的吸光度特征明顯。

水曲線

水曲線的特征在于在近紅外波長范圍及以上的高吸收。由于這種吸收性能，水體以及含水特征可以通過遙感數(shù)據(jù)輕松檢測，定位和描繪?；鞚崴诳梢姽鈪^(qū)域比透明水具有更高的反射率。

對于含有高葉綠素濃度的水分也是如此。這些反射率模式用于檢測藻類菌落。

多光譜植被波段綠色

綠色對應(yīng)于500-600nm光譜帶中的反射能量，并且在該帶中具有大的反射率。反射峰在550nm左右。已經(jīng)證明，該光譜帶與植物中所含的葉綠素的量密切相關(guān)。

在植被光譜的這個(gè)可見部分，健康植物的反射曲線在綠色波段（在550nm的范圍內(nèi)）具有大的反射率。這就是為什么植物對我們來說是綠色的。

稱為葉綠素的葉子中的化合物強(qiáng)烈地吸收紅色和藍(lán)色波長的輻射，但反射出綠色波長。葉片在夏天對我們來說較為“綠色”，葉綠素含量大。

秋天，葉片中的葉綠素較少，因此紅色波長的吸收和比例反射較少，使得葉子呈紅色或黃色（黃色是紅色和綠色波長的組合）。

健康作物的內(nèi)部結(jié)構(gòu)作為近紅外波長的優(yōu)良漫反射器。測量和監(jiān)測近紅外線反射率是確定植被如何健康（或不健康）的種方法。

植物在脅迫下反射的可見光譜中的大部分光線都處于綠色范圍。因此，肉眼看來，脅迫下的植物與健康的植物無法區(qū)分。另方面，在紅外范圍內(nèi)的光的反射率中可以看出差異，但這遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠。

多光譜植被波段紅色       

它對應(yīng)于600-700nm光譜帶中的反射能量，被該波段中的葉綠素大量吸收導(dǎo)致低反射率。相對于生物量，LAI（葉面積指數(shù)），土壤歷史，作物類型，濕度和植物脅迫等因素，反射率差異很大。對于大多數(shù)作物，這波段對植物和土壤之間有很好的對比，廣泛用于編制農(nóng)業(yè)中大多數(shù)植被指數(shù)。

多光譜植被波段紅邊

這是個(gè)非常窄的帶（700-730nm），對應(yīng)于近紅外線的入口點(diǎn)。這是反射率突然變化的點(diǎn)，從紅色的強(qiáng)烈吸收到近紅外的大量反射。該帶對植物脅迫非常敏感，并提供關(guān)于綠藻的信息。

作物健康分析

作物點(diǎn)數(shù)

水管理

多光譜植被波段近紅外（NIR）

對應(yīng)于700 nm至1.3μm范圍內(nèi)的波長，具有研究波段的反射率。該反射率與植物葉綠素含量之間存在很強(qiáng)的相關(guān)性。當(dāng)植物受到脅迫時(shí)，會(huì)產(chǎn)生該帶中反射率的非常顯著的變化。伴隨紅色光譜帶起使用，紅外線廣泛用于編制農(nóng)業(yè)中大多數(shù)植被指數(shù)。

NIR對葉片細(xì)胞結(jié)構(gòu)敏感，并提供關(guān)鍵數(shù)據(jù)來監(jiān)測作物健康狀況。

土壤性質(zhì)和水分分析

作物健康和脅迫分析

水管理

侵蝕分析

作物點(diǎn)數(shù)

健康植被吸收藍(lán)色和紅光能量來燃燒光合作用并產(chǎn)生葉綠素。具有更多葉綠素的植物將比不健康的植物反射更多的近紅外能量。因此，分析可見光和紅外波長的吸收和反射的植物光譜可以提供有關(guān)植物健康和生產(chǎn)力的信息。

多光譜植被波段熱紅外

熱紅外輻射是波長在3.0和20微米之間的電磁光譜的部分，大多數(shù)遙感應(yīng)用使用8到13微米的范圍。熱紅外和紅外線（彩色紅外線 - CIR）的主要區(qū)別在于熱紅外線是以數(shù)字方式感測的發(fā)射能量，而近紅外（也稱為照相紅外線）是反射能量。

熱成像快速增長，在農(nóng)業(yè)等域發(fā)揮重要作用：

苗圃監(jiān)測

植物生理分析

灌溉調(diào)度

土壤鹽分脅迫檢測

植物病害檢測

成熟度評估

水果的瘀傷檢測

產(chǎn)量預(yù)測

多光譜植被波段RGB (Red/Green/Blue)

  可見光被定義為具有在400至700nm范圍內(nèi)的波長。在農(nóng)業(yè)中，可以使用具有優(yōu)良萬向架和攝像頭的優(yōu)質(zhì)無人機(jī)進(jìn)行視覺農(nóng)場檢查，高程建模，甚至植物計(jì)數(shù)。

農(nóng)用多光譜攝像機(jī)傳感器

現(xiàn)在來看看些多光譜相機(jī)，分析，處理和輸出數(shù)據(jù)的傳感器所需的軟件以及安裝傳感器的兼容的無人機(jī)。

Parrot Sequoia 多光譜相機(jī)

   sequoia多光譜相機(jī)是目前市場上小和輕的多光譜UAS遙感器之。它通過四個(gè)高分辨率的，可見和不可見波段，增強(qiáng)RGB圖像的傳感器捕獲作物的圖像。該方案使用兩個(gè)傳感器。

第二個(gè)傳感器是陽光傳感器，并安裝在無人機(jī)背面。在飛行過程中，陽光傳感器將連續(xù)感應(yīng)并記錄與多光譜傳感器相同的光譜帶中的光線條件。如此收集的光數(shù)據(jù)允許確定所識(shí)別的光譜特征的值。

Sequoia多光譜相機(jī)具有自己的GPS，IMU和磁力計(jì)，因此它不依賴于無人機(jī)的位置數(shù)據(jù)。這可能是目前市場上多光譜相機(jī)。其中些好處如下：

• 確定需要注意和進(jìn)步偵察的域中的問題域
• 通過檢測營養(yǎng)缺乏癥狀來優(yōu)化施肥
• 通過早期發(fā)現(xiàn)生物脅迫來優(yōu)化農(nóng)藥投入
• 通過識(shí)別懷疑水分脅迫的地區(qū)來控制作物灌溉
• 通過加工和利用農(nóng)藝指標(biāo)估算作物產(chǎn)量

Sequoia Sensor 兼容的無人機(jī)

SenseFly ebee Ag

Parrot Disco Pro-Ag

DJI Phantom 3 / 4

DJI Inspire 1

DJI Inspire 2

MicaSense 紅邊傳感器

RedEdge多光譜感測系統(tǒng)同時(shí)捕獲五個(gè)離散的光譜帶，從而為定制應(yīng)用創(chuàng)建定制的指標(biāo)。局快門設(shè)計(jì)在每個(gè)平臺(tái)上創(chuàng)建無失真的圖像。各種接口選項(xiàng)，包括獨(dú)立模式，串行，以太網(wǎng)和WiFi，使RedEdge集成商擴(kuò)大了靈活性。

RedEdge的下流光傳感器（DLS）可以測量飛行中的環(huán)境光線條件，以便在不同光線條件下獲得更準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)。

RedEdge 無人機(jī)

RedEdge已經(jīng)準(zhǔn)備好與任何無人機(jī)進(jìn)行集成。它具有靈活的接口，包括以太網(wǎng)，串行和PWM / GPIO觸發(fā)，MicraSense是分析RedEdge多光譜傳感器數(shù)據(jù)的軟件解決方案。

多光譜成像公司

  Pix4DMappter AG：該軟件允許您采取多光譜圖像，并將其轉(zhuǎn)換為準(zhǔn)確的索引圖，如您的域的NDVI和正交圖，為您提供快速反應(yīng)，更好的產(chǎn)量和運(yùn)營效率的重要信息。

MicaSense：為多光譜數(shù)據(jù)的處理，存儲(chǔ)，呈現(xiàn)和分析提供完整的解決方案。他們提供技術(shù)，經(jīng)濟(jì)有效地收集作物健康信息，而無需等待衛(wèi)星通行證或支付高昂的載人飛機(jī)費(fèi)用。可以以每像素幾英寸測量的分辨率來收集圖像。頻繁捕獲的數(shù)據(jù)使種植者和農(nóng)藝師能夠今天繪制作物的健康和活力，并觀察作物健康隨時(shí)間的變化。