无人机网|农作物长势轻松监测----张家口马铃薯长势方案扫描
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一丨前言
背景介绍
马铃薯是三大主粮外重要的粮食作物 ， 我国作为世界马铃薯总产最高的国家 ， 截止2018年 ， 我国马铃薯产量达1798.37万吨 ， 马铃薯播种面积达4758.07千公顷 。
马铃薯种植存在面积大、病害传播时间短且表征不明显的特点 ， 故在马铃薯种植过程中进行周期性生长状态监测 ， 能够及时反馈马铃薯生长中的外界因素胁迫 ， 便于迅速调整生产管理策略 ， 对马铃薯的保质保量生产具有重要意义 。
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行业痛点
目前农作物生长状态监测的痛点主要为：
1、人工勘察：大量依赖农事经验 ， 尤其对于大面积种植田 ， 人力、物力耗费消耗较大 ， 难以适应周期性频繁监测；
2、卫星遥感：卫星数据存在滞后性且易受云层影响 ， 尤其对于突发的、细微的田间变化 ， 卫星遥感无法及时为农业生产者提供数据基础；
3、可见光遥感：只能在出现较明显外观表征情况下才可判断长势 ， 无法在马铃薯长势变化初中期进行有效监测 。
【3】
多光谱遥感优势
无人机载多光谱遥感以无人机平台为依托 ， 具有机动性强、环境要求低、作业效率高的特点 ， 多光谱成像较可见光能够获得目标更加丰富的光谱遥感信息 ， 符合低成本、高分辨率、高频动态监测的任务模式 ， 依托特定的光谱反演算法可及时进行长势分析 。
二丨项目介绍
本次项目位于河北省张家口市某马铃薯种植基地 ， 主要进行马铃薯的长势分析与品种分类等工作 。
项目作业采用大疆M210 四旋翼无人机 ， 搭载长光禹辰MS600 Pro系列多光谱相机和大疆XT2可见/热红外双光相机 ， 具体如下图所示 。
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硬件系统照片（M210 + MS600 Pro + XT2）
三丨作业流程
本次旨在通过无人机多光谱遥感平台获取目标区域多光谱数据 ， 通过马铃薯冠层光谱信息构建植被指数 ， 并通过光谱、纹理等信息组合 ， 综合反映马铃薯生长状态 ， 作业流程如图2所示 。
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四丨作业环境
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五丨飞行参数
六丨架次及数据量
本次项目共有3个地块测区 ， 共计飞行3个架次；总飞行时间约1.5小时；总数据量8.9G 。
七丨数据处理
本项目中无人机遥感平台获取的多光谱数据由长光禹辰自主研发的Yusense Map航空遥感软件进行预处理 。 Yusense Map可实现基于影像POS信息和特征相结合的无人机遥感影像快速拼接算法 ， 多通道光谱影像的亚像素级配准、多景影像的实时拼接及辐射定标 ， 生成具有地表真实反射率的冠层正射影像 ， 部分处理过程如下图所示 。
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Yusense Map软件图像拼接预处理
八丨示范成果
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1号地块马铃薯区域长势监测成果
上图所示为本次项目1号地块 ， 该地块马铃薯为晚熟品种 ， 正处于发棵期 ， 植株处于快速生长阶段 ， 整体长势中等且种植整齐 ， 仅有少量长势较差区域分布于地块东南角 。
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