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— 生態(tài) · 農(nóng)業(yè) · 健康 —
技術(shù)(Technology)
Ecodrone?一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達(dá)無人機遙感系統(tǒng)

時間:2024-01-17

作者:易科泰

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簡介:北京易科泰生態(tài)技術(shù)公司全新推出Ecodrone?一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達(dá)無人機遙感系統(tǒng),,基于易科泰光譜成像與無人機遙感技術(shù)研究中心(西安)自主設(shè)計生產(chǎn)的Ecodrone? UAS-8 Pro高負(fù)載無人機遙感平臺,,并整合國際先進(jìn)光譜成像傳感器技術(shù),,包括一體化機載高光譜成像,、高靈敏度Thermo-RGB成像,、高精度LiDAR及高分辨率RGB成像,,組成一套完整的Ready-to-fly多傳感器無人機遙感解決方案,。

 

  北京易科泰生態(tài)技術(shù)公司全新推出Ecodrone®一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達(dá)無人機遙感系統(tǒng),基于易科泰光譜成像與無人機遙感技術(shù)研究中心(西安)自主設(shè)計生產(chǎn)的Ecodrone® UAS-8 Pro高負(fù)載無人機遙感平臺,,并整合國際先進(jìn)光譜成像傳感器技術(shù),包括一體化機載高光譜成像,、高靈敏度Thermo-RGB成像,、高精度LiDAR及高分辨率RGB成像,組成一套完整的Ready-to-fly多傳感器無人機遙感解決方案,。

  也正是憑借在創(chuàng)新性,、集成化、技術(shù)先進(jìn)性,、多場景應(yīng)用等方面的卓越表現(xiàn),,使得本系統(tǒng)榮膺2023深圳國際生態(tài)環(huán)境監(jiān)測產(chǎn)業(yè)博覽會 “創(chuàng)新產(chǎn)品”獎。

 

 

性能特點:

•共軸8旋翼無人機遙感平臺,,負(fù)載一體式高光譜-熱成像-激光雷達(dá)傳感器,,可飛行20min以上

•采用芬蘭Specim AFX高光譜成像傳感器、,、法國YellowScan激光雷達(dá)及Thermo-RGB成像技術(shù)

•厘米級地面分辨率,,50m高度高光譜成像地面分辨率達(dá)5cm,,30m高度(用于田間高通量作物表型分析)地面分辨率可達(dá)2cm

•50m高單樣線飛行作業(yè)可自動采集形成寬度36m的樣帶光譜成像大數(shù)據(jù)

•高分辨率Thermo-RGB傳感器,空間分辨率640x512像素,,IR高分辨率模式可達(dá)1266x1010像素,,測溫靈敏度可達(dá)05°C

•高密度三維點云,精確度5cm,,最高可達(dá)3次回波,,50m飛行高度點云密度700pts/平方米;可選配高精確度LiDAR系統(tǒng),,精確度可達(dá)0.5cm,、回波達(dá)15次

•建議選配易科泰匹配提供的手持式葉綠素?zé)晒鈨x、手持葉夾式高光譜儀,、便攜式LCpro T光合儀(附參考文獻(xiàn)),,以測量穩(wěn)態(tài)葉綠素?zé)晒釬t、植物光譜反射指數(shù)VIs,、光合作用及氣孔導(dǎo)度等參數(shù)

•可選配OTC-Auto自動開啟式光合呼吸監(jiān)測系統(tǒng),,測量監(jiān)測CO2通量及H2O通量,并測量分析GEP(Gross Ecosystem Productivity)

•可基于弗朗霍夫譜線FLD模型提取SIF(太陽光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒?,Solar-Induced-Fluorescence)(易科泰提供技術(shù)方法和分析軟件,、參考文獻(xiàn)),無人機遙感Mapping Photosynthesis

•專業(yè)無人機遙感技術(shù)方案,,同步獲取高光譜數(shù)據(jù),、紅外輻射照片、視頻,、高分辨率RGB照片與激光雷達(dá)數(shù)據(jù),,應(yīng)用軟件可進(jìn)行剖面分析、點云測量等

 

 

•測量參數(shù):

1)基于熱成像技術(shù)的CWSI(水分脅迫指數(shù)),、Ts-Ta(冠層溫度與空氣溫度差值)

2)植物水分指數(shù)WI,、LWI、NDWI,、水分脅迫指數(shù)MSI等

3)Vcmax(最大羧化速率)測量分析(需選配LCpro T便攜式光合儀)

4)除基于FLD模型提取的SIF外,,基于植物反射光譜的葉綠素?zé)晒庵笖?shù)(4個)

5)PRI等光化學(xué)反射指數(shù)與胡蘿卜素指數(shù)(7個)

6)反應(yīng)葉綠素含量、N素含量的NDVI,、TCARI(修正的葉綠素吸收反射指數(shù)),、CCCI(冠層葉綠素含量指數(shù))、DCNI(N指數(shù))等(8個)

7)植物窄帶結(jié)構(gòu)指數(shù)(structural indices)(13個),、色素指數(shù)(27個)

8)葉黃素(Xanthophyll)色素指數(shù)(8個)

9)綠度等RGB指數(shù)(13個)

10)植物健康指數(shù)等

11)輸出高密度三維點云,、三維測量數(shù)據(jù)、分類點云,、DSM,、DTM,、DHM等

 

 

上左圖引自Bruce D. Cook等,NASA Goddard’s LiDAR, Hyperspectral and Thermal (G-LiHT) Airborne Imager, Remote Sensing 2013,;上中圖引自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.),;上右圖為水稻田表型成像分析(易科泰光譜成像與無人機遙感研究中心提供)

•可應(yīng)用于大范圍、多維度的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究,、大田高通量表型分析,、森林植被資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測研究,、水資源監(jiān)測,、地質(zhì)礦產(chǎn)勘查、考古研究,、航空測繪等領(lǐng)域

 

主要技術(shù)指標(biāo)

 

UAS-8Pro

 

AFX高光譜成像

Thermo-RGB成像

Mapper+激光雷達(dá)

 

 

●對稱電機軸距:≥1200mm

●無人機結(jié)構(gòu):共軸雙槳結(jié)構(gòu),,8無刷電機

●有效載荷:≥20kg,最大起飛重量:≥40kg

●遙控器工作頻率,,最大通信距離(無干擾):15km

●最大水平飛行速度:≥18m/s(無風(fēng)環(huán)境)

●抗風(fēng)能力:10m/s(5級風(fēng)可安全飛行),、瞬間可承受13m/s (6級風(fēng))

●最大俯仰角度:25°

●最大升、降速度:5m/s,、3m/s


波段范圍

400-1000nm

900-1700nm

7.5-14μm+RGB

905nm+RGB

光譜通道數(shù)

224

224

1熱成像+1 RGB

-

空間像素數(shù)

1024像素

640像素

640×512像素

5456×3632像素

GSD@50mAGL

3.5cm

5.5cm

6.5cm

優(yōu)于1cm

探測器

CMOS

InGaAs

非制冷VOx探測器

CMOS

FWHM

5.5nm

8.0nm

-

-

光譜采樣率

2.68nm

3.5nm

-

-

幀頻

150FPS

670FPS

30Hz/9Hz

-

信噪比(峰值)

400:1

1200:1

0.05mk(NETD)

-

光圈值

F/1.7

-

可調(diào)

視場角

38°

45°或其他

70.4°

激光掃描儀

-

-

Livox AVIA

精確度

-

-

2.5cm

準(zhǔn)確度

-

-

3cm

掃描頻率

-

-

240k

回波次數(shù)

-

-

3

 

應(yīng)用案例:

  易科泰光譜成像與無人機遙感技術(shù)研究中心團(tuán)隊在某城市公園同步采集了高光譜,、LiDAR、RGB及紅外熱成像等多傳感器遙感數(shù)據(jù),,并進(jìn)行了分析,。基于高光譜數(shù)據(jù)生成的植被指數(shù)可以定性和定量評價植被覆蓋及其生長狀態(tài),,如下圖NIRv歸一化差異植被指數(shù)可以評估植被覆蓋度,,CARrededge可用于估算類胡蘿卜素與葉綠素比值。

 

 

  基于易科泰Thermo-RGB融合分析軟件,,對草坪中灌溉區(qū)進(jìn)行可見光與紅外熱成像數(shù)據(jù)融合分析,,如下圖為掩膜顯示結(jié)果,并統(tǒng)計其形狀,、面積和溫度等信息,可以精確反映不同地物覆蓋情況及其溫度分布,。

 

 

  基于三維點云數(shù)據(jù)及高分辨率RGB影像,,很好地可視化展示了地表的三維信息,并且還可測量不同目標(biāo)的厘米級高度信息并進(jìn)一步統(tǒng)計分析,。

 

 

  結(jié)果體現(xiàn)了Ecodrone®一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達(dá)無人機遙感系統(tǒng)能夠高效地實現(xiàn)多傳感器同步成像,,并且將多維度數(shù)據(jù)進(jìn)行融合處理,可以進(jìn)一步對地物進(jìn)行分類統(tǒng)計,,對生長進(jìn)行預(yù)測,,還可分析地表植被,、農(nóng)作物等的理化差異和表型信息等。

 

易科泰生態(tài)技術(shù)公司致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究發(fā)展與創(chuàng)新應(yīng)用,,為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究,、森林植被資源調(diào)查、生態(tài)環(huán)境監(jiān)測,、地質(zhì)礦產(chǎn)勘查,、環(huán)境研究、航空測繪等應(yīng)用領(lǐng)域提供一體式無人機及近地遙感全面技術(shù)方案,。主要包括:

Ecodrone®輕便型一體式多光譜-紅外熱成像無人機遙感系統(tǒng)

Ecodrone®輕便型一體式多光譜-激光雷達(dá)遙感系統(tǒng)

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