無人機載高光譜遙感使作物表型檢測更加高效

糧食短缺、人口增長和全球氣候變化推動了提高作物產量的研究。田間作物表型能為作物生長及其與環境的關系提供了重要信息。

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

以無人機(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人機上，用于評估中國北方冬小麥的生長潛力。

specim AFX10高光譜成像相機的工作波長區間為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行光譜分析。光譜數據可以進一步分析小麥的表型特征。

通過收集小麥不同時期的光譜數據，觀測不同時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系，確定施肥量與收獲期。

高光譜成像無人機遙感系統在農業生產中的保護和預測作物生長具有很高的價值和廣闊的應用前景。specim AFX高光譜相機還能夠發現早期的一些病蟲害，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)反映作物生長和營養狀況。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、作物生產和產量分析。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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