植物便攜式冠層分析儀

    AIRPHEN配有基于數(shù)學(xué)算法GAI估算法的6個波段相機(jī)系統(tǒng)。通過圖像疊加，在不同測量通道內(nèi)提供多角度圖像。以下所提到的參數(shù)，基礎(chǔ)均是依據(jù)文章算法計算或依據(jù)現(xiàn)有的業(yè)界通用算法和稱呼，如同現(xiàn)成的手持冠層分析儀一樣，這些指數(shù)已經(jīng)體現(xiàn)在相機(jī)測量之中，所拍攝的圖像，可以傳到Hi-phen的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行處理，另外因為該相機(jī)的系統(tǒng)的*性，可以利用該系統(tǒng)做新穎性研究。

    1、Airphen植物冠層分析儀配有6個波段：450-900nm（450nm，530nm，570nm，675nm，730nm，850nm），可測量多達(dá)幾十種植被指數(shù)；采用雙視場角設(shè)計，極大提升了科研調(diào)查效率，而上其他品牌的產(chǎn)品不具備雙視場角，調(diào)查效率是很有限的。

    2、Airphen植物冠層分析儀具有的強(qiáng)大的散熱系統(tǒng)能保證產(chǎn)品在運(yùn)行過程中的穩(wěn)定性，而其他品牌不具備強(qiáng)大的散熱系統(tǒng)，所以其產(chǎn)品的運(yùn)行穩(wěn)定性是有待考量的。

    3、Airphen植物冠層分析儀專門針對大疆無人機(jī)開發(fā)了云臺，可保護(hù)相機(jī)系統(tǒng)的安全使用以及減少相機(jī)拍攝的晃動。

    4、Airphen植物冠層分析儀可集成同步RGB相機(jī)和熱成像相機(jī)，解決了紅外成像無法精確定位的難題，所獲得數(shù)據(jù)可用于數(shù)字高程等系列研究，應(yīng)用于近地遙感地理勘測、環(huán)境調(diào)查、農(nóng)業(yè)表型、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、生態(tài)研究等領(lǐng)域。

    5、針對Airphen植物冠層分析儀系統(tǒng)在Agisoft的基礎(chǔ)上開發(fā)了的圖像處理插件，使后期的圖像處理更加簡單化，其他品牌是不具備的。

    6、通過連接手機(jī)進(jìn)入控制客戶端，操作簡單方便，后期的圖像數(shù)據(jù)處理在云端處理器完成，無須軟件操作就可得到想要的數(shù)據(jù)。

    7、我們的多光譜相機(jī)配套的參考板材質(zhì)不怕磨損，不屬于易損耗品，而其他品牌的參考板均屬于易耗品，增加了后期使用過程中的成本。

植物便攜式冠層分析儀技術(shù)參數(shù)

    重量：500g(備選700g，2節(jié)電池)
    尺寸：140*92*102 mm
    內(nèi)存：40Go (可達(dá)備選240Go )
    波長（nm）：450,532,568,675,730,850
    操作角度：35°(備選20°)
    獲取速度：2幀/ 秒
    圖片尺寸：1280*960
    操作時間：1h(1電池)2h(2電池)
    6同步快門傳感器
    1280x960像素tiff，12bit
    2幀/秒，12bit
    可配置波段450-950nm
    視角可配25°~60°
    使用不同傳感器進(jìn)行同步TIR,RGB
    SD卡存儲
    內(nèi)置或外置GPS
    人體工程學(xué)無線界面
    低能耗7w/h
    輕便200g
    緊湊、容易集成
    可計算寬范圍的VI值

測量指標(biāo)

    綠地指數(shù)是一個主要的農(nóng)業(yè)過程變量，用于決策系統(tǒng)。配備有6個波段相機(jī)系統(tǒng)，基于數(shù)學(xué)算法GAI估算法。圖像疊加，在不同測量通道內(nèi)提供多角度圖像。利用6個波段的的反射以及對每個獨(dú)立成像特殊向陽角度取景，生成瀏覽表，將PROSAIL輻射傳輸模型反轉(zhuǎn)。與單個圖像對應(yīng)的平均整體方案容許對錯誤反轉(zhuǎn)問題進(jìn)行調(diào)節(jié)。要獲得穩(wěn)定GAI估值，需要大約6幀圖像。相對應(yīng)的均方根誤差值用作相關(guān)不定性的一個指標(biāo)。與基于地面的測量相比，UAS GAI在小麥和油菜上方的精度大約是0.2。歸一化反射率與反射率相比，GAI估值性能大為改善。實驗觀察到UAS無人機(jī)不同獲取時期的估算值的高重復(fù)性。利用紅波邊緣波歸一化反射率，帶來從低到中GAI估值的30%（10%）的精度提升。該產(chǎn)品也可用于其它地塊、森林調(diào)查、病蟲害防治等。
    植被指數(shù)：主要反映植被在可見光、近紅外波段反射與土壤背景之間差異的指標(biāo)，各個植被指數(shù)在一定條件下能用來定量說明植被的生長狀況。
    歸一化差值植被指數(shù)：NDVI=(NIR-R)/(NIR+R)，或兩個波段反射率的計算。
    1、NDVI的應(yīng)用：檢測植被生長狀態(tài)、植被覆蓋度和消除部分輻射誤差等
    2、-1<=NDVI<=1，負(fù)值表示地面覆蓋為云，雪等。對可見光高反射；0表示有巖石或裸土等，NIR和R近似相等；正值，表示有植被覆蓋，且隨覆蓋度增大而增大。
    3、NDVI的局限性表現(xiàn)在，用非線性拉伸的方式增強(qiáng)了NIR和R的反射率的對比度。對于同一幅圖象，分別求RVI和NDVI時會發(fā)現(xiàn)，RVI值增加的速度高于NDVI增加速度，即NDVI對高植被區(qū)具有較低的靈敏度。
    4、NDVI能反映出植物冠層的背景影響，如土壤、潮濕地面、雪、枯葉、粗糙度等，且與植被覆蓋有關(guān)。   

在植被覆蓋分類上的應(yīng)用

    相對于雷達(dá)影像、高光譜影像,多光譜影像更易獲取,能夠同時滿足低成本、高時效、多尺度及多目的的植被分類。隨著和國內(nèi)一系列植被調(diào)查研究工作的實施,多光譜影像越來越普遍深入地應(yīng)用于各種植被覆蓋分類中,特別是高分辨率多光譜影像,給植被分類帶來新的機(jī)遇和挑戰(zhàn)。中低分辨率多光譜影像主要用于大尺度植被群落級的分類,對于植被物種級分類比較困難。高分辨率遙感影像能在較小的空間尺度上表達(dá)植被的細(xì)節(jié)變化,進(jìn)行大比例尺制圖,不僅能夠用于區(qū)域尺度的植被群落級分類,對于局部小尺度物種級植被精細(xì)分類更具潛力。法國Hi-phen公司的Airphen分辨率相對比較高，100米高空，分別率在4.76cm，對于植物群落級分類，可以輕松解決。