Ecodrone®高(gao)光譜(pu)-紅外(wai)熱成像無(wu)人(ren)機(ji)遙(yao)感技(ji)術-林木病蟲害(hai)早(zao)期(qi)診(zhen)斷

Ecodrone^®高(gao)光譜(pu)-紅外(wai)熱成像無(wu)人(ren)機(ji)遙(yao)感技(ji)術-林木病蟲害(hai)早(zao)期(qi)診(zhen)斷和量(liang)化

易科泰推出無人(ren)機(ji)遙(yao)感森林(lin)病蟲害(hai)研(yan)究監測技(ji)術方(fang)案——Ecodrone^® UAS-8高分辨率(lv)高光譜(pu)-紅外(wai)熱成像無(wu)人(ren)機(ji)遙(yao)感平臺：

      1.8旋翼(yi)專(zhuan)業無(wu)人(ren)機(ji)遙(yao)感平臺，搭(da)載(zai)AFX高光譜(pu)成像(xiang)、機載(zai)PC及紅(hong)外熱成像可飛行作(zuo)業(ye)30分鐘以(yi)上(shang)，有(you)效覆(fu)蓋面(mian)積超10公頃

      2.厘(li)米級地面(mian)分(fen)辨率，50m高度地面(mian)分(fen)辨率達(da)3.5cm，30m高度（用於田(tian)間高(gao)通(tong)量(liang)作(zuo)物表型(xing)分(fen)析）地面(mian)分(fen)辨率可達(da)2cm

      3.50m高單樣線(xian)飛行作(zuo)業(ye)可自動(dong)采(cai)集(ji)形(xing)成(cheng)寬(kuan)度36m的樣(yang)帶高光譜(pu)成像(xiang)大數據

      4.科研(yan)級(ji)Thermo-RGB成像：640×512像素(su)，多點黑體校準，靈(ling)敏(min)度50或30mK，測溫範(fan)圍(wei)-25℃-150℃/-40℃-550℃，在線(xian)實(shi)時溫度測量(liang)分(fen)析，10倍光學(xue)變焦(jiao)RGB鏡(jing)頭(tou)，全高(gao)清(qing)畫質(zhi)，磁(ci)編碼(ma)自穩雲臺，實(shi)時姿(zi)態調整，可(ke)選配CWSI成像，實(shi)時測量(liang)作(zuo)物水分脅迫指數(shu)

      5.專(zhuan)業無(wu)人(ren)機(ji)遙(yao)感技(ji)術方(fang)案，同(tong)步(bu)獲(huo)取(qu)高(gao)光譜(pu)與紅(hong)外熱成像數據(ju)，應(ying)用軟(ruan)件(jian)可(ke)直(zhi)接(jie)得(de)出90多個VI（植(zhi)物光譜(pu)反(fan)射指數(shu)）、F（葉綠素(su)熒(ying)光）、標(biao)準化冠(guan)層(ceng)溫(wen)度、CWSI（水分脅迫指數(shu)）等(deng)

      6.榮獲2020年檢驗檢測認證認可行業(ye)年度風雲榜“儀(yi)器設(she)備(bei)新銳產(chan)品(pin)"

      7.應(ying)用於精(jing)準農業研(yan)究、林木表型(xing)遙(yao)感、病蟲害(hai)監測、森林(lin)資源調查評估、生(sheng)物多樣性監測等

主要(yao)技(ji)術指標(biao)：

研(yan)究案例(li)1：大面積橄欖樹黃(huang)萎(wei)病的早(zao)期(qi)檢測和定量(liang)研(yan)究

     橄欖樹黃(huang)萎(wei)病（VW）是(shi)壹種由(you)大麗(li)輪(lun)枝菌(jun)引(yin)起(qi)的主要(yao)通過土(tu)壤(rang)進(jin)行迅速傳(chuan)播的疾(ji)病，這種真(zhen)菌通(tong)過感染(ran)植(zhi)物根部，阻(zu)塞(sai)水流(liu)並(bing)關(guan)閉氣(qi)孔降低蒸(zheng)騰(teng)速(su)率(lv)，從而(er)造成水(shui)分(fen)蒸發減(jian)少，使樹冠(guan)溫度升高(gao)，最終導致葉片(pian)褪(tui)綠和落葉。因此，盡早發現感染(ran)有(you)助(zhu)於避免(mian)病(bing)原(yuan)體向(xiang)新的區域傳(chuan)播，尤其(qi)是(shi)對於尚(shang)未感染(ran)病(bing)原(yuan)體的區域，有助(zhu)於進(jin)行提(ti)前(qian)預(yu)防(fang)和實(shi)施(shi)優化改良措施。

     西班(ban)牙(ya)研(yan)究人(ren)員利(li)用無(wu)人(ren)機(ji)遙(yao)感平臺搭(da)載(zai)高光譜(pu)相(xiang)機和紅外(wai)熱成(cheng)像(xiang)相(xiang)機，對西班(ban)牙(ya)南部(bu)塞(sai)維利(li)亞省(sheng)Ecija地區的3000公(gong)頃(qing)包含(han)不同土(tu)壤(rang)和作物(wu)管理特點(dian)的商業(ye)化橄欖樹地塊(kuai)進(jin)行遙(yao)感成像(xiang)，獲得(de)了該區域每棵樹的標(biao)準冠(guan)層(ceng)溫(wen)度(Tc-Ta) 和260個通(tong)道的光譜(pu)數據(ju)，基(ji)於該數(shu)據並(bing)通過降維處理，使用線(xian)性判(pan)別分析(xi)（LDA）和支(zhi)持向(xiang)量(liang)機(ji)（SVM）兩種方(fang)法(fa)對黃(huang)萎(wei)病的侵(qin)染(ran)程(cheng)度進(jin)行了大規模遙(yao)感評估分(fen)類。

結果(guo)顯示，對於整(zheng)個(ge)數據(ju)集，LDA的總精(jing)度為(wei)59.0%，SVM的總精(jing)度為(wei)79.2%，SVM 得(de)到了更(geng)高的總體準確率。而LDA對初始(shi)感染(ran)VW和嚴(yan)重(zhong)程(cheng)度較低級別(bie)的樹木進(jin)行了更(geng)好(hao)的分(fen)類(lei)，準確率分別(bie)達(da)到(dao)71.4%和75.0%。研(yan)究還發現歸(gui)壹化冠(guan)層(ceng)溫(wen)度、葉綠素(su)熒(ying)光、結(jie)構指數(shu)、葉黃(huang)素(su)、葉綠素(su)、類(lei)胡(hu)蘿(luo)蔔素(su)和疾(ji)病指標(biao)是(shi)判(pan)斷黃(huang)萎(wei)病感染(ran)早(zao)期(qi)和晚(wan)期(qi)的最佳指標(biao)。結(jie)果(guo)表明，這種在(zai)大範(fan)圍(wei)果(guo)園(yuan)尺度研(yan)究重開發的方(fang)法(fa)適用於對包含(han)不同土(tu)壤(rang)類型和作物(wu)管理特征(zheng)的橄(gan)欖樹園(yuan)的大面積監測。

研(yan)究案例(li)2：杏(xing)樹紅(hong)葉斑病早期(qi)檢測和量(liang)化

     杏(xing)樹是(shi)壹種重(zhong)要的經(jing)濟(ji)作(zuo)物，其(qi)果(guo)仁(ren)具(ju)有(you)良(liang)好(hao)的藥用價(jia)值(zhi)，廣(guang)泛(fan)應(ying)用於食品(pin)、化妝(zhuang)品(pin)及(ji)醫(yi)藥等領(ling)域。而紅(hong)葉斑病是影(ying)響(xiang)杏(xing)樹的主要(yao)真(zhen)菌性葉面病害之(zhi)壹，通過(guo)無(wu)人(ren)機(ji)遙(yao)感技(ji)術建(jian)立杏(xing)樹染(ran)病(bing)的田(tian)間地圖(tu)，可準確並盡早(zao)地發現疾(ji)病，評估其(qi)染(ran)病(bing)嚴(yan)重(zhong)程(cheng)度，從而進(jin)行合理噴藥，實(shi)現(xian)精(jing)準農業管理。

西班(ban)牙(ya)國(guo)家(jia)研(yan)究委(wei)員會農業研(yan)究所研(yan)究人(ren)員基(ji)於無(wu)人(ren)機(ji)遙(yao)感技(ji)術，通過高分(fen)辨(bian)率(lv)紅外(wai)熱成(cheng)像(xiang)和高光成(cheng)像獲(huo)取(qu)冠(guan)層(ceng)溫(wen)度和植(zhi)被(bei)指數(shu)，在(zai)葉片(pian)和冠(guan)層(ceng)水(shui)平上(shang)評估了杏(xing)樹紅(hong)葉斑病的影(ying)響(xiang)，采(cai)用LDA、SVM等(deng)不(bu)同(tong)方(fang)法(fa)組(zu)合對紅葉斑嚴(yan)重(zhong)程(cheng)度進(jin)行量(liang)化和判(pan)別。研(yan)究發現，葉綠素(su)、類(lei)胡(hu)蘿(luo)蔔素(su)指數(shu)和葉綠素(su)熒(ying)光對紅葉斑點病的早(zao)期(qi)診(zhen)斷效(xiao)果(guo)較(jiao)好(hao)。線(xian)性模(mo)型(xing)在區分無(wu)癥(zheng)狀植(zhi)株(zhu)和紅葉斑病感染(ran)晚(wan)期(qi)植(zhi)株(zhu)方(fang)面表現(xian)出(chu)更好(hao)的效(xiao)果(guo)，而(er)非(fei)線(xian)性SVM方(fang)法(fa)在區分無(wu)癥(zheng)狀植(zhi)株(zhu)和紅葉斑病感染(ran)早(zao)期(qi)植(zhi)株(zhu)方(fang)面表現(xian)較(jiao)好(hao)。另外(wai)，葉片(pian)尺度上的氣(qi)孔導度、葉綠素(su)含(han)量(liang)、葉綠素(su)熒(ying)光、光化學(xue)反(fan)射指數(shu)和光譜(pu)反(fan)射率(lv)的測量(liang)結(jie)果(guo)表明，健(jian)康葉片(pian)與有(you)癥(zheng)狀葉片(pian)的綠色區域之間無(wu)顯著(zhu)差異(yi)。本(ben)研(yan)究表明，使用高(gao)分(fen)辨(bian)率高(gao)光譜(pu)影(ying)像(xiang)和紅外(wai)熱成(cheng)像(xiang)數(shu)據(ju)對紅葉斑病進(jin)行早(zao)期(qi)檢測和量(liang)化具有可行性。

參考文獻(xian)：

1. Calderón R, Navas-Cortés J A, Zarco-Tejada P J. Early detection and quantification of Verticillium wilt in olive using hyperspectral and thermal imagery over large areas[J]. Remote Sensing, 2015, 7(5): 5584-5610.

2.   López-López Manuel, Calderón Rocío, González-Dugo Victoria, et al. Early Detection and Quantification of Almond Red Leaf Blotch Using High-Resolution Hyperspectral and Thermal Imagery[J]. Remote Sensing, 2016, 8(4):276.