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叶绿素荧光技术高光谱成像技术植物表型分析技术能量代谢测量技术无人机遥感技术

Ecodrone?一体式高光谱-红外热成像-激光雷达无人机遥感系统

时间：2024-01-17

作者：凯发旗舰厅(中国)

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简介：北京凯发旗舰厅(中国)生态技术公司全新推出Ecodrone?一体式高光谱-红外热成像-激光雷达无人机遥感系统，基于凯发旗舰厅(中国)光谱成像与无人机遥感技术研究中心（西安）自主设计生产的Ecodrone? UAS-8 Pro高负载无人机遥感平台，并整合国际先进光谱成像传感器技术，包括一体化机载高光谱成像、高灵敏度Thermo-RGB成像、高精度LiDAR及高分辨率RGB成像，组成一套完整的Ready-to-fly多传感器无人机遥感解决方案。

凯发旗舰厅(中国)

北京凯发旗舰厅(中国)生态技术公司全新推出Ecodrone^?一体式高光谱-红外热成像-激光雷达无人机遥感系统，基于凯发旗舰厅(中国)光谱成像与无人机遥感技术研究中心（西安）自主设计生产的Ecodrone^? UAS-8 Pro高负载无人机遥感平台，并整合国际先进光谱成像传感器技术，包括一体化机载高光谱成像、高灵敏度Thermo-RGB成像、高精度LiDAR及高分辨率RGB成像，组成一套完整的Ready-to-fly多传感器无人机遥感解决方案。

也正是凭借在创新性、集成化、技术先进性、多场景应用等方面的卓越表现，使得本系统荣膺2023深圳国际生态环境监测产业博览会 “创新产品”奖。

性能特点：

共轴8旋翼无人机遥感平台，负载一体式高光谱-热成像-激光雷达传感器，可飞行20min以上
采用芬兰Specim AFX高光谱成像传感器、、法国YellowScan激光雷达及Thermo-RGB成像技术
厘米级地面分辨率，50m高度高光谱成像地面分辨率达5cm，30m高度（用于田间高通量作物表型分析）地面分辨率可达2cm
50m高单样线飞行作业可自动采集形成宽度36m的样带光谱成像大数据
高分辨率Thermo-RGB传感器，空间分辨率640x512像素，IR高分辨率模式可达1266x1010像素，测温灵敏度可达05°C
高密度三维点云，精确度5cm，最高可达3次回波，50m飞行高度点云密度700pts/平方米；可选配高精确度LiDAR系统，精确度可达0.5cm、回波达15次
建议选配凯发旗舰厅(中国)匹配提供的手持式叶绿素荧光仪、手持叶夹式高光谱仪、便携式LCpro T光合仪（附参考文献），以测量稳态叶绿素荧光Ft、植物光谱反射指数VIs、光合作用及气孔导度等参数
可选配OTC-Auto自动开启式光合呼吸监测系统，测量监测CO2通量及H2O通量，并测量分析GEP（Gross Ecosystem Productivity）
可基于弗朗霍夫谱线FLD模型提取SIF（太阳光诱导叶绿素荧光，Solar-Induced-Fluorescence）（凯发旗舰厅(中国)提供技术方法和分析软件、参考文献），无人机遥感Mapping Photosynthesis
专业无人机遥感技术方案，同步获取高光谱数据、红外辐射照片、视频、高分辨率RGB照片与激光雷达数据，应用软件可进行剖面分析、点云测量等

测量参数：

基于热成像技术的CWSI（水分胁迫指数）、Ts-Ta（冠层温度与空气温度差值）
植物水分指数WI、LWI、NDWI、水分胁迫指数MSI等
Vcmax（最大羧化速率）测量分析（需选配LCpro T便携式光合仪）
除基于FLD模型提取的SIF外，基于植物反射光谱的叶绿素荧光指数（4个）
PRI等光化学反射指数与胡萝卜素指数（7个）
反应叶绿素含量、N素含量的NDVI、TCARI（修正的叶绿素吸收反射指数）、CCCI（冠层叶绿素含量指数）、DCNI（N指数）等（8个）
植物窄带结构指数（structural indices）（13个）、色素指数（27个）
叶黄素（Xanthophyll）色素指数（8个）
绿度等RGB指数（13个）
植物健康指数等
输出高密度三维点云、三维测量数据、分类点云、DSM、DTM、DHM等

上左图引自Bruce D. Cook等，NASA Goddard’s LiDAR, Hyperspectral and Thermal (G-LiHT) Airborne Imager, Remote Sensing 2013；上中图引自Pancorbo J L ,Camino C , Alonso-Ayuso M , et al. Simultaneous assessment of nitrogen and water status in winter wheat using hyperspectral and thermal sensors[J]. European Journal of Agronomy, 2021, 127(3):126287.）；上右图为水稻田表型成像分析（凯发旗舰厅(中国)光谱成像与无人机遥感研究中心提供）

可应用于大范围、多维度的精准农业研究、大田高通量表型分析、森林植被资源调查、生态环境监测研究、水资源监测、地质矿产勘查、考古研究、航空测绘等领域

主要技术指标

UAS-8Pro		AFX高光谱成像		Thermo-RGB成像	Mapper+激光雷达
对称电机轴距：≥1200mm 无人机结构：共轴双桨结构，8无刷电机有效载荷：≥20kg，最大起飞重量：≥40kg �？仄鞴ぷ髌德�，最大通信距离（无干扰）：15km 最大水平飞行速度：≥18m/s（无风环境）抗风能力：10m/s（5级风可安全飞行）、瞬间可承受13m/s (6级风) 最大俯仰角度：25° 最大升、降速度：5m/s、3m/s	波段范围	400-1000nm	900-1700nm	7.5-14μm+RGB	905nm+RGB
	光谱通道数	224	224	1热成像+1 RGB	-
	空间像素数	1024像素	640像素	640×512像素	5456×3632像素
	GSD@50mAGL	3.5cm	5.5cm	6.5cm	优于1cm
	探测器	CMOS	InGaAs	非制冷VOx探测器	CMOS
	FWHM	5.5nm	8.0nm	-	-
	光谱采样率	2.68nm	3.5nm	-	-
	帧频	150FPS	670FPS	30Hz/9Hz	-
	信噪比（峰值）	400:1	1200:1	0.05mk（NETD）	-
	光圈值	F/1.7		-	可调
	视场角	38°		45°或其他	70.4°
	激光扫描仪	-		-	Livox AVIA
	精确度	-		-	2.5cm
	准确度	-		-	3cm
	扫描频率	-		-	240k
	回波次数	-		-	3

应用案例：

凯发旗舰厅(中国)光谱成像与无人机遥感技术研究中心团队在某城市公园同步采集了高光谱、LiDAR、RGB及红外热成像等多传感器遥感数据，并进行了分析。基于高光谱数据生成的植被指数可以定性和定量评价植被覆盖及其生长状态，如下图NIRv归一化差异植被指数可以评估植被覆盖度，CARrededge可用于估算类胡萝卜素与叶绿素比值。

基于凯发旗舰厅(中国)Thermo-RGB融合分析软件，对草坪中灌溉区进行可见光与红外热成像数据融合分析，如下图为掩膜显示结果，并统计其形状、面积和温度等信息，可以精确反映不同地物覆盖情况及其温度分布。

基于三维点云数据及高分辨率RGB影像，很好地可视化展示了地表的三维信息，并且还可测量不同目标的厘米级高度信息并进一步统计分析。

结果体现了Ecodrone^?一体式高光谱-红外热成像-激光雷达无人机遥感系统能够高效地实现多传感器同步成像，并且将多维度数据进行融合处理，可以进一步对地物进行分类统计，对生长进行预测，还可分析地表植被、农作物等的理化差异和表型信息等。

凯发旗舰厅(中国)生态技术公司致力于生态-农业-健康研究发展与创新应用，为精准农业研究、森林植被资源调查、生态环境监测、地质矿产勘查、环境研究、航空测绘等应用领域提供一体式无人机及近地遥感全面技术方案。主要包括：

Ecodrone^?轻便型一体式多光谱-红外热成像无人机遥感系统
Ecodrone^?轻便型一体式多光谱-激光雷达遥感系统
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