無(wú)人機載高光譜遙感使作物表型檢測更加高效

糧食短缺、人口增長(cháng)和全球氣候變化推動(dòng)了提高作物產(chǎn)量的研究。田間作物表型能為作物生長(cháng)及其與環(huán)境的關(guān)系提供了重要信息。

然而，傳統的車(chē)載平臺用于田間試驗采樣和作物性狀參數的確定費時(shí)費力，且空間覆蓋范圍有限。這限制了作物科學(xué)研究的快速發(fā)展。

以無(wú)人機(UAV)為代表的高通量近地遙感表型平臺靈活、成本低、空間覆蓋廣，已成為獲取田間表型信息的有效途徑。

（利用光譜數據評估植物表型特征）

將specim AFX10高光譜成像相機集成到無(wú)人機上，用于評估中國北方冬小麥的生長(cháng)潛力。

specim AFX10高光譜成像相機的工作波長(cháng)區間為400 ~ 1000nm，具有高的光譜和空間分辨率、高靈敏度和高信噪比。它特別適用于根據它反射的光對小麥進(jìn)行光譜分析。光譜數據可以進(jìn)一步分析小麥的表型特征。

通過(guò)收集小麥不同時(shí)期的光譜數據，觀(guān)測不同時(shí)期小麥歸一化差異植被指數(NDVI)*和植物衰老反射率指數(PSRI)**。后期結合反射指數、含氮量與籽粒成熟度的關(guān)系，確定施肥量與收獲期。

高光譜成像無(wú)人機遙感系統在農業(yè)生產(chǎn)中的保護和預測作物生長(cháng)具有很高的價(jià)值和廣闊的應用前景。specim AFX高光譜相機還能夠發(fā)現早期的一些病蟲(chóng)害，并監測其在作物上的演變。

*歸一化植被指數

歸一化植被指數(NDVI)反映作物生長(cháng)和營(yíng)養狀況。根據NDVI信息，我們可以知道作物在不同季節對氮素的需求量。這些信息可以指導氮肥的合理施用。NDVI的計算方法如下。R840是近紅外(NIR)區域840nm波段的反射率。R668為紅色區域668nm波段的反射率。

NDVI = (r840 - r668) / (r840 + r668)

**植物衰老指數

植物衰老指數(PSRI)可用于植被健康監測、植物生理脅迫監測、作物生產(chǎn)和產(chǎn)量分析。PSRI的計算方法如下。R800是近紅外(NIR)區域800nm波段的反射率。R480為類(lèi)胡蘿卜素和葉綠素共同作用下480nm波段的反射率。R678是反射率波段中葉綠素吸收最大的紅色區域。

PSRI = (R678-R480) / R800

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