植物光譜信息可以精準(zhǔn)地反映作物的生長狀況，對(duì)于高質(zhì)量的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、作物監(jiān)測、抗性篩選等領(lǐng)域至關(guān)重要。易科泰輕便型近地遙感與無人機(jī)遙感技術(shù)的綜合應(yīng)用，不僅可以精確獲取近地面的植物光譜信息，也可以高效地采集大范圍的農(nóng)田光譜信息及溫度、激光點(diǎn)云等多源遙感數(shù)據(jù)，幫助用戶更綜合全面地了解植物的生長機(jī)制及健康狀況，為農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測、植物表型研究提供陸空一體化解決方案。

近日，易科泰輕便型近地遙感與無人機(jī)遙感系統(tǒng)在上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院順利交付，用于農(nóng)作物生長研究。易科泰工程師詳細(xì)介紹了兩款系統(tǒng)的特點(diǎn)及使用流程，并基于用戶提供的樣品及試驗(yàn)田對(duì)用戶進(jìn)行實(shí)際操作和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)分析培訓(xùn)，數(shù)據(jù)結(jié)果清晰準(zhǔn)確，有效展示了不同類別植物的生長狀態(tài)差異，并進(jìn)行了精準(zhǔn)分類。

1. 高光譜成像系統(tǒng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果

我們利用便攜式高光譜成像系統(tǒng)采集用戶提供的兩類生菜的高光譜反射率數(shù)據(jù)，并進(jìn)行分類處理。

根據(jù)RGB及光譜反射率數(shù)據(jù)可知，洛迦諾整體顏色偏黃，大速生則偏綠，洛迦諾在450-650nm波段反射率值明顯高于大速生，紅邊波段整體藍(lán)移，700nm之后的波段反射率低于大速生。這主要是由于植物生病或營養(yǎng)不良時(shí)，葉綠素吸收帶（450nm-650nm）強(qiáng)度會(huì)減弱，反射率會(huì)變大，特別是650nm紅色波段附近，所以植物看上去總是呈淡黃色，因此說明洛迦諾生菜的健康狀況較差。

NIRv是修正的NDVI，反映植物光合效率；CCI是葉綠素與類胡蘿卜素的比值，值越大表明葉綠素含量相對(duì)類胡蘿卜素更高；HI表示植物的健康指數(shù)。基于SAM光譜角分類法利用兩類生菜的典型光譜差異進(jìn)行分類，分類結(jié)果良好。結(jié)合光譜指數(shù)圖，可知大速生生菜的光合效率、葉綠素含量及健康指數(shù)均明顯高于洛迦諾生菜，這與高光譜反射率曲線的結(jié)果一致，同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，大速生生菜的植株更加密集，說明同樣的生長條件下，大速生生菜的存活率更高也更健康，適宜種植。

2. 無人機(jī)多光譜數(shù)據(jù)分析結(jié)果

基于無人機(jī)搭載多光譜傳感器采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行RGB三波段合成，數(shù)據(jù)清晰度非常高，結(jié)果如下：

不同的植被呈現(xiàn)典型的植物光譜，在藍(lán)色和紅色波段范圍內(nèi)，形成兩個(gè)吸收峰，在綠色附近由于吸收作用較小，形成一個(gè)反射峰，其中灌木在藍(lán)紅波段的反射率低，說明其葉綠素含量高，實(shí)際觀察下來也最綠；菜地3與喬木的紅邊斜率最高，說明植物健康，光合效率較強(qiáng)，其他地物中，白色塑料膜大棚的整體反射率最高，裸地低，說明數(shù)據(jù)準(zhǔn)確。

基于多光譜數(shù)據(jù)我們計(jì)算了幾組植被指數(shù)：NDVI、HI、CIRedEdge和NDRE，結(jié)果如下：

北京易科泰生態(tài)技術(shù)公司光譜成像與無人機(jī)遙感技術(shù)研究中心（西安）長期致力于光譜成像特別是高光譜成像創(chuàng)新應(yīng)用研發(fā)集成、近地遙感與無人機(jī)遙感技術(shù)研發(fā)集成等，在光譜成像技術(shù)、作物生理生態(tài)與表型分析技術(shù)、碳源碳匯監(jiān)測技術(shù)等領(lǐng)域，提供全面解決方案。