無人機(ji)遙感(gan)技(ji)術應用(yong)於(yu)植(zhi)物(wu)病(bing)蟲(chong)害監(jian)測

​植(zhi)物(wu)病(bing)蟲(chong)害包括農(nong)業(ye)和林業(ye)病(bing)蟲(chong)害等(deng)的(de)防(fang)治是國(guo)家(jia)生(sheng)物(wu)安全(quan)體(ti)系(xi)的(de)重(zhong)大(da)課(ke)題之壹(yi)，病(bing)蟲(chong)害早(zao)期(qi)檢(jian)測、預(yu)警對於(yu)病(bing)蟲(chong)害防(fang)治具(ju)有(you)特(te)別(bie)重(zhong)要的(de)意義(yi)。搭載高光(guang)譜(pu)成(cheng)像及紅(hong)外(wai)熱成(cheng)像等(deng)傳感(gan)器(qi)的(de)無人機(ji)遙感(gan)技(ji)術，具(ju)有(you)高通(tong)量、高分辨(bian)率、非(fei)損(sun)傷(shang)、非(fei)接觸、數字化(hua)、方便(bian)迅捷(jie)等(deng)優勢(shi)，日益(yi)成(cheng)為病(bing)蟲(chong)害監(jian)測預(yu)警的(de)重(zhong)要先進(jin)技(ji)術手段和研(yan)究(jiu)熱點(dian)。

易(yi)科(ke)泰(tai)光譜(pu)成(cheng)像與無人機(ji)遙感(gan)技(ji)術（西安）研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)，全(quan)新(xin)推出EcoDrone® UAS機(ji)載(zai)高光(guang)譜(pu)遙感(gan)系(xi)統(tong)，搭載先(xian)進的(de)Specim高光(guang)譜(pu)成(cheng)像傳感(gan)器(qi)，及(ji)Thermo-RGB紅(hong)外(wai)熱成(cheng)像等(deng)，可(ke)為(wei)植物(wu)病(bing)蟲(chong)害監(jian)測預(yu)警、多維度(du)農(nong)業(ye)研(yan)究(jiu)、農(nong)作(zuo)物(wu)表(biao)型分析(xi)、生(sheng)物(wu)多樣性(xing)評估等(deng)農(nong)業(ye)遙感(gan)監(jian)測領(ling)域(yu)提(ti)供高通(tong)量高分辨(bian)率（厘(li)米級）解決方案(an)，並(bing)提(ti)供SpectrAPP光(guang)譜(pu)成(cheng)像技(ji)術創新(xin)應用(yong)項(xiang)目(mu)合作(zuo)與技(ji)術服務(wu)。

EcoDrone® UAS機(ji)載(zai)高光(guang)譜(pu)遙感(gan)平(ping)臺(tai)具(ju)有(you)如(ru)下(xia)技(ji)術優勢(shi)：

Ø8旋(xuan)翼專(zhuan)業(ye)無人機(ji)遙感(gan)平(ping)臺(tai)，搭載AFX高光(guang)譜(pu)成(cheng)像、機載PC及(ji)RGB相機(ji)可(ke)飛(fei)行(xing)作(zuo)業(ye)30分鐘(zhong)以上(shang)，每(mei)10分鐘(zhong)采集高光(guang)譜(pu)成(cheng)像數據達(da)50GB以上(shang)

Ø高性(xing)能(neng)推掃式(shi)高光(guang)譜(pu)成(cheng)像技(ji)術，400-1000nm波段(duan)空間(jian)分辨(bian)率達(da)1024x，光(guang)譜(pu)分辨(bian)率5.5nm，波(bo)段(duan)224（Binning x 2）

Ø嵌(qian)入(ru)式(shi)數據(ju)處理單元，集成(cheng)Web UI用(yong)戶(hu)界面(mian)，易(yi)於(yu)安裝和操(cao)作(zuo)

Ø厘(li)米級地(di)面分辨(bian)率，100m高度(du)地(di)面分辨(bian)率達(da)7cm，15m高度(du)（用(yong)於(yu)田(tian)間(jian)高通(tong)量作(zuo)物(wu)表(biao)型分析(xi)）地(di)面分辨(bian)率可(ke)達(da)1.0cm

Ø100m高單樣線飛(fei)行(xing)作(zuo)業(ye)可(ke)自(zi)動采集形成(cheng)寬度(du)72m的(de)樣(yang)帶(dai)高光(guang)譜(pu)成(cheng)像大數據(ju)

Ø可(ke)選(xuan)配(pei)900-1700短波(bo)紅(hong)外(wai)波段高光(guang)譜(pu)成(cheng)像

Ø可(ke)選(xuan)配(pei)搭載Thermo-RGB紅(hong)外(wai)熱成(cheng)像與RGB成(cheng)像

Ø可(ke)選(xuan)配(pei)搭載MWIR中(zhong)波段(duan)紅(hong)外(wai)光譜成(cheng)像

Ø可(ke)選(xuan)配(pei)FluorPen手持式(shi)葉綠(lv)素熒(ying)光儀、PolyPen手持式(shi)植物(wu)高光(guang)譜(pu)儀，用(yong)於(yu)地(di)面原位檢(jian)測分析(xi)

Ø應用(yong)於(yu)作(zuo)物(wu)或森(sen)林病(bing)蟲(chong)害監(jian)測、林冠(guan)生(sheng)態學(xue)監(jian)測研(yan)究(jiu)、作(zuo)物(wu)表(biao)型遙感(gan)、生(sheng)態觀測等(deng)

研(yan)究(jiu)案(an)例(li)：

木(mu)質部(bu)難養菌(jun)(或(huo)葉緣焦(jiao)枯(ku)病(bing)菌(jun)，Xylella fastidiosa)是壹(yi)種(zhong)在木(mu)質部(bu)生(sheng)長(chang)並(bing)且(qie)依靠(kao)昆(kun)蟲介體(ti)傳播(bo)的(de)植(zhi)物(wu)病(bing)原細(xi)菌(jun)。該菌的(de)寄主(zhu)範圍(wei)很廣(guang)，能(neng)侵(qin)染(ran)超(chao)過(guo)30個(ge)科的(de)植(zhi)物(wu)，包括(kuo)單子(zi)葉和雙(shuang)子(zi)葉植(zhi)物(wu)，引起嚴(yan)重(zhong)的(de)農(nong)業(ye)經濟(ji)作(zuo)物(wu)病(bing)害(hai)，如(ru)葡(pu)萄皮爾斯病(bing)和柑(gan)橘(ju)雜色(se)萎黃(huang)病(bing)等(deng)。該病(bing)菌(jun)早(zao)發生(sheng)在美國，2013年後(hou)傳播(bo)到(dao)歐(ou)洲，曾經造成(cheng)意大利南部(bu)數(shu)百(bai)萬株橄欖死(si)亡(wang)。

歐(ou)盟聯合研(yan)究(jiu)中(zhong)心(xin)的(de)Zarco-Tejada研(yan)究(jiu)團(tuan)隊與歐(ou)洲、澳大利亞(ya)等(deng)大學(xue)和科(ke)研(yan)機(ji)構合作(zuo)，通(tong)過(guo)搭載高光(guang)譜(pu)成(cheng)像和紅(hong)外(wai)熱成(cheng)像傳感(gan)器(qi)的(de)有(you)人航(hang)空遙感(gan)、地(di)面葉片(pian)水(shui)平(ping)采用(yong)FluorPen手持式(shi)葉綠(lv)素熒(ying)光儀和PolyPen手持式(shi)植物(wu)高光(guang)譜(pu)儀測量植(zhi)物(wu)葉綠(lv)素熒(ying)光及植物(wu)光譜(pu)指(zhi)數(shu)等(deng)生(sheng)理指(zhi)標(biao)、實驗室(shi)采用(yong)傳統(tong)qPCR技(ji)術檢(jian)測和人工檢(jian)測病(bing)害(hai)危(wei)害程(cheng)度(du)等(deng)方法(fa)，在意大利南部(bu)對該病(bing)菌(jun)對橄欖(lan)樹種(zhong)植(zhi)園(yuan)的(de)危(wei)害和早(zao)期(qi)診(zhen)斷(duan)進行(xing)了(le)多年的(de)跟(gen)蹤(zong)調(tiao)查(zha)研(yan)究(jiu)，研(yan)究(jiu)成(cheng)果發表(biao)於(yu)《Nature Plants》、《ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing》等(deng)期(qi)刊。

上(shang)圖引自(zi)：P.J.Zarco-Tejada, etc. Previsual symptoms of Xylella Fastidiosa infection revealed in spectral plant-trait alterations.

Nature Plants, 2018

研(yan)究(jiu)結(jie)果表(biao)明：采用(yong)高光(guang)譜(pu)成(cheng)像和紅(hong)外(wai)熱成(cheng)像遙感(gan)技(ji)術可(ke)以早(zao)期(qi)發現(xian)因(yin)葉緣焦(jiao)枯(ku)病(bing)菌(jun)導致(zhi)的(de)植(zhi)物(wu)生(sheng)理功能(neng)性(xing)狀(zhuang)變(bian)化(hua)，並(bing)與地(di)面采用(yong)FluorPen和PolyPen葉片(pian)水(shui)平(ping)植(zhi)物(wu)功能(neng)性(xing)狀(zhuang)檢(jian)測結(jie)果高度(du)壹(yi)致(zhi)。普遍(bian)使(shi)用(yong)的(de)NDVI指(zhi)數(shu)對病(bing)菌(jun)感(gan)染(ran)與否的(de)檢(jian)測並不(bu)可(ke)靠(kao)，歸(gui)壹(yi)化葉綠(lv)素脫(tuo)鎂(mei)作(zuo)用(yong)指(zhi)數(shu)NPQI、作(zuo)物(wu)水(shui)分脅(xie)迫(po)指(zhi)數(shu)CWSI、太(tai)陽光誘導葉綠(lv)素熒(ying)光SIF、穩態葉綠(lv)素熒(ying)光Ft等(deng)為靈(ling)敏的(de)病(bing)害(hai)檢(jian)測指(zhi)標(biao)。鑒(jian)於(yu)qPCR等(deng)實驗室(shi)檢(jian)測技(ji)術耗時(shi)耗力(li)，因而高光(guang)譜(pu)及紅(hong)外(wai)熱成(cheng)像航空遙感(gan)技(ji)術對於(yu)大(da)面(mian)積(ji)高通(tong)量快(kuai)速(su)早(zao)期(qi)監(jian)測具(ju)有(you)重(zhong)大(da)的(de)應用(yong)推廣(guang)前景(jing)。

北(bei)京(jing)易(yi)科泰(tai)生(sheng)態技(ji)術公(gong)司提(ti)供植(zhi)物(wu)病(bing)害(hai)研(yan)究(jiu)檢(jian)測全(quan)面(mian)技(ji)術方案(an)：

lFluorPen手持儀葉綠(lv)素熒(ying)光儀

lFluorCam葉綠(lv)素熒(ying)光成(cheng)像技(ji)術

lFluorCam多光譜熒光(guang)成(cheng)像技(ji)術

lEcoDrone®無人機(ji)遙感(gan)技(ji)術

lThermo-RGB紅(hong)外(wai)熱成(cheng)像技(ji)術

lSpectraPen/PolyPen手持式(shi)高光(guang)譜(pu)測量儀(yi)

lSpecim高光(guang)譜(pu)成(cheng)像儀器(qi)技(ji)術

lIQ手持式(shi)智(zhi)能(neng)高光(guang)譜(pu)成(cheng)像儀

lAisaIBIS SIF太(tai)陽光誘導葉綠(lv)素熒(ying)光高光(guang)譜(pu)成(cheng)像系統(tong)