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無人機(jī)多光譜相機(jī)sequoia在植被監(jiān)測中應(yīng)用
2017年8月，深圳市鵬錦科技有限公司應(yīng)客戶要求順利完成冬小麥前期的長勢監(jiān)測任務(wù)。
理論基礎(chǔ)
農(nóng)業(yè)上使用的無人機(jī)種類繁多，有無人直升機(jī)、固定翼無人機(jī)、多旋翼無人機(jī)等多種機(jī)型。伯鐳選用的是多旋翼無人機(jī)輔助作業(yè)，優(yōu)勢如下：
1)相對無人直升機(jī)，多旋翼操作簡單，成本低；
2)相對于固定翼無人機(jī)，多旋翼無人機(jī)可以根據(jù)需要調(diào)節(jié)飛行速度，載荷相對大些，可以根據(jù)需要搭載各種傳感器；
3)多旋翼無人機(jī)飛行速度可控，飛行高度可調(diào)且可以低空飛行，同時多旋翼無人機(jī)不受起飛降落場地的限制，飛行載荷較大，可同時搭載多種農(nóng)用傳感器。
本次農(nóng)情監(jiān)測搭載的多光譜相機(jī)總共有五個鏡頭，分別對應(yīng)近紅外、紅光、綠光、紅邊、以及RGB合成。根據(jù)采集的數(shù)據(jù)選擇歸化差分植被指數(shù)（NormalizedDifferenceVegetationIndex,NDVI）來綜合反映冬小麥的生長分布和覆蓋情況。
植物葉面在可見光紅光波段有很強(qiáng)的吸收特性，在近紅外波段有很強(qiáng)的反射特性，這是植被遙感監(jiān)測的物理基礎(chǔ)。通過這兩個波段測值組合得到的NDVI指數(shù)，對土壤背景變化敏感，能較好地識別植被和水體。在植被處于中、低覆蓋度時，該指數(shù)隨覆蓋度的增加而迅速增大，當(dāng)達(dá)到定覆蓋度后增長緩慢，所以適用于植被早、中期生長階段的動態(tài)監(jiān)測。
實(shí)際應(yīng)用
根據(jù)客戶需求拍攝監(jiān)測區(qū)域（57畝），每個鏡頭124張照片，共計(jì)620張。將拍攝數(shù)據(jù)導(dǎo)入后處理軟件Pix4D，可以得到測區(qū)RGB合成正射影像圖，以及各個波段的反射地圖和指數(shù)圖。
根據(jù)不同需要可以將波段進(jìn)行組合計(jì)算得到植被指數(shù)，這邊計(jì)算的是NDVI指數(shù)圖。結(jié)合圖表可以看出：紅色區(qū)域表示有水區(qū)域，接近0值部分是道路和裸土，左邊綠色較密集區(qū)域植被覆蓋較好，右邊部分由于冬小麥正處于出苗期，葉面積小，NDVI值較小呈現(xiàn)土黃色。
無人機(jī)多光譜相機(jī)sequoia在植被監(jiān)測中應(yīng)用
sequoia多光譜相機(jī)產(chǎn)品簡介：
化工儀器網(wǎng)Parrot宣布推出高科技微型多光譜傳感器Sequoia。該產(chǎn)品可為農(nóng)業(yè)域提供多光譜解決方案，并可測定四種不同光。據(jù)了解，Sequoia是款能夠“測定不可見光”的多光譜微型傳感器：它通過拍攝紅外線校準(zhǔn)圖像以采集影響農(nóng)作物生長的關(guān)鍵數(shù)據(jù)。Parrot無人機(jī)搭配Sequoia，能夠讓所有農(nóng)業(yè)相關(guān)從事人員獲取“大數(shù)據(jù)”。據(jù)介紹，Sequoia能從四個不同光譜波段記錄農(nóng)作物圖像的多光譜傳感器，內(nèi)置64GB存儲器，可記錄光照條件并自動校準(zhǔn)四個多光譜傳感器的獨(dú)立亮度傳感器，同時內(nèi)置定位系統(tǒng)(GPS)和慣性測量元件(IMU)。同時，Sequoia可搭配任意款民用無人機(jī)使用，其尺寸與GoPro傳感器相當(dāng)。而搭配Sequoia的無人機(jī)單次航行即可覆蓋數(shù)百公頃，因而能夠拍攝極為精細(xì)的農(nóng)作物影像，識別農(nóng)場哪些區(qū)域需要特別關(guān)注，通過探測養(yǎng)分缺乏狀況改善施肥模式，可以預(yù)防和檢測生物脅迫(由生物引起)從而優(yōu)化使用農(nóng)藥，以及分析氫氣壓力威脅的變化以控制對農(nóng)作物的灌溉，更重要的是通過分理并利用農(nóng)事指標(biāo)預(yù)測農(nóng)作物產(chǎn)量。