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第五屆中國濕地遙感大會于2023年7月27日-29日在煙臺成功舉行,，本屆會議圍繞“濕地遙感與濕地修復”主題,，與第27個世界濕地日“修復濕地 刻不容緩”的主題相呼應,，針對濕地遙感領域基礎理論,、技術方法,、科學數(shù)據(jù)集等方面的新成果,、新進展,，以及國家和地方在濕地修復與保護等方面工作的新動態(tài)和新趨勢等開展交流與研討。

值此大會召開之際,，作為長期致力于生態(tài)環(huán)境研究監(jiān)測領域技術推廣,、研發(fā)與服務的國家高新技術企業(yè)，北京易科泰生態(tài)技術公司推出系列無人機遙感及近地遙感監(jiān)測技術方案,，為生態(tài)系統(tǒng)觀測,、環(huán)境變化監(jiān)測、碳源匯監(jiān)測,、水體遙感監(jiān)測,、濕地植物多樣性及海洋藻類遙感監(jiān)測等領域提供全面解決方案。

1,、ENVIS^?近地遙感生態(tài)觀測系統(tǒng)

ENVIS?近地遙感生態(tài)觀測系統(tǒng),，由軌道式近地遙感平臺,、成像系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)（監(jiān)測系統(tǒng)）組成，將點測量（Spot measurement）與成像測量（Space measurement）技術相結合,，通過多源信息融合及建模反演,，可滿足不同場景生態(tài)系統(tǒng)觀測需求。主要應用于原位群落或生態(tài)系統(tǒng)（草原,、濕地,、農業(yè)、林地等不同生態(tài)類型）,、蒸滲儀系統(tǒng)生態(tài)結構要素及其生態(tài)過程觀測,。

左圖：ENVIS?近地遙感生態(tài)觀測系統(tǒng)；右圖：在南極利用OTC及葉綠素熒光監(jiān)測模塊監(jiān)測小氣候對地衣和苔蘚光合過程的影響（引自：Barták M. et al. Long-term study on vegetation responses to manipulated warming using open top chambers installed in three contrasting Antarctic habitats. Electronic Conference on Interactions between Antarctic Life and Environmental Factors, IPY-related Research Brno, October 22th-23th, 2009)

主要技術特點：

ü  懸浮軌道近地遙感平臺專利技術（ZL 2020 2 0515701.X）與SpectraScan近地遙感平臺專利技術（ZL20212 1478998.8）,ENVIS生態(tài)環(huán)境因子監(jiān)測技術（ZL 2019 2 2377914.0）

ü  標配VNIR（400-1000nm）和SWIR（900-1700nm）高光譜成像觀測,、Thermo-RGB成像觀測,，選配激光雷達掃描分析

ü  點測量（Spot measurement）與成像測量（Space measurement）技術相結合，多源信息融合,，建模反演,，滿足不同場景生態(tài)系統(tǒng)觀測需求

ü  除空氣、土壤生態(tài)因子傳感器監(jiān)測外,，植物點測量傳感器系統(tǒng)包括光譜監(jiān)測,、冠層溫度監(jiān)測、葉綠素熒光監(jiān)測等,，還可選配空氣CO2,、葉片溫度、植物莖流等傳感器

ü  可選配移動式點測量（葉片尺度或冠層尺度）儀器,，如手持式葉綠素熒光測量儀,、手持葉夾式高光譜儀（測量葉片光譜及VIs等）、便攜式光合儀,、冠層NDVI/PRI測量儀等

ü  植被指數(shù)監(jiān)測：結構指數(shù),、生理指數(shù),、色素指數(shù),、光合物候指數(shù)等，基于 LUE（光利用效率）的GPP 評估模型參數(shù)如 NDVI,、EVI,、NDWI、 MCARI,、REP2 等

ü  葉綠素熒光監(jiān)測：FLD3 SIF成像分析,、 SIF指數(shù)監(jiān)測、 Fs穩(wěn)態(tài)熒光測量,、LEDIF等

ü  Thermo-RGB融合成像分析,，進一步解析冠層不同光照組分光合作用等狀態(tài),，研究分析環(huán)境(光照)、植物冠層結構,、生產(chǎn)力等之間的相互關系

ü  組合命令+位置記憶：可一鍵注冊,、記錄、保存,、讀取XYZ位置信息,，并自定義Protocols，自動移動精準定位,，適用于野外長期固定重復測量

ü  原位（in-situ）實時高時空分辨率,、高通量（野外大型樣方）生態(tài)觀測

ü  可選配OTC-Auto濕地群落光合自動監(jiān)測系統(tǒng)

應用案例：混合草地群落物種多樣性研究

德國卡爾斯魯厄理工學院地理和地理生態(tài)學研究所論證了近地光譜成像監(jiān)測+點測量數(shù)據(jù)應用于半自動野外生態(tài)調查的可能性，對草地物種進行了分類,，并在物種和結構多樣性不同梯度下估算其覆蓋范圍,，且發(fā)現(xiàn)處于下位層的植物也可被較準確地估算出來。（參考文獻：Lopatin J,Fassnacht F E, Kattenborn T,et al.Mapping plant species in mixed grassland communities using close range imaging spectroscopy[J]. Remote Sensing of Environment, 2017,201:12-23.）

2,、PhenoPlot^? SIF-高光譜成像近地遙感系統(tǒng)

PhenoPlot? SIF-高光譜成像近地遙感系統(tǒng)為輕便型或移動式高光譜成像與太陽光誘導葉綠素熒光成像（SIF）地面遙感系統(tǒng),，基于SpectraScan近地遙感平臺、高光譜成像技術與夫瑯和費線深度法SIF成像技術（通過FluorVision-SIF軟件進行太陽光誘導葉綠素熒光成像分析）,，可通過SIF及植被結構特征指數(shù),、植被冠層光合生理指數(shù)，根據(jù)LUE模型分析GPP（總初級生產(chǎn)力）,。

目前國內普遍采用基于海洋光學QE-Pro高光譜儀技術進行冠層SIF測量監(jiān)測,，其缺點為只能對視野范圍內進行“點測量”得到一個平均值，不能監(jiān)測空間分布差異,。由易科泰生態(tài)技術公司根據(jù)夫瑯和費譜線O2-A深度葉綠素熒光提取FLD3模型,，研制生產(chǎn)并客戶定制系列SIF-高光譜成像近地遙感觀測儀器，可對視野范圍進行高分辨率遙感成像分析,，從而得到時間和空間分布差異,。

主要技術特點：

ü  輕便型或移動式近地遙感平臺，也可客戶定制固定式懸浮雙規(guī)近地遙感平臺

ü  可進行（植被反射光）高光譜成像分析

ü  可基于夫瑯和費線深度法FLD3模型提取葉綠素熒光（F760）,，進行SIF成像分析

ü  可選配Thermo-RGB融合成像分析,，區(qū)分陽光照射葉片和陰影葉片的氣孔導度響應

ü  植被結構指數(shù)：可成像分析NDVI、RDVI,、OSAVI,、EVI、MCARI,、MTVI等十幾個植被結構指數(shù),，并據(jù)此成像分析LAI等

ü  光合物候觀測指數(shù)：可成像分析PRI570、PRI515、CCI,、NIRv,，并據(jù)此成像分析GPP

ü  FLD3 SIF成像分析、太陽光誘導葉綠素熒光指數(shù)成像分析

ü  SIF（太陽光誘導葉綠素熒光）成像分析（762nm）,，結合LCpro T光合儀,、FluorPen手持式葉綠素熒光儀等，全面分析植物葉片水平,、冠層水平及景觀水平光合作用生理生態(tài)狀況

上左圖：植物反射光譜及反射率（白板校準）,，注意762nm的O2-A吸收峰值；上右圖：銅錢草葉綠素熒光光譜,，其中藍色曲線為施加敵草?。―CMU）、紅色未施加敵草??；下圖為銅錢草太陽光誘導葉綠素熒光成像，其中左邊為未施加敵草隆,，右邊施加敵草隆,，施加敵草隆后由于PSII QA電子傳遞被抑制（光化熒光淬滅阻斷），葉綠素熒光增強（上述數(shù)據(jù)均來自易科泰光譜成像與無人機遙感技術研究中心）

3,、Ecodrone^? UAS-4輕便型一體式多光譜-紅外熱成像遙感系統(tǒng)

Ecodrone? UAS-4輕便型一體式多光譜-紅外熱成像遙感系統(tǒng),，基于易科泰自主專利UAS-4遙感平臺技術，兼具輕便型,、多功能,、一體化、多傳感器特點,，可為生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測,、濕地及水資源研究、土地資源調查,、環(huán)境保護研究提供大范圍,、高精度、數(shù)字化的解決方案,，如水色水質調查,、水體葉綠素含量反演、泥沙含量分析,、國土資源調查,、森林覆蓋及物種研究、生態(tài)環(huán)境要素動態(tài)監(jiān)測等,。

主要技術特點：

ü  自主專利UAS-4平臺，榮獲第24屆中國楊凌農業(yè)高新科技成果博覽會“后稷獎”

ü  同時搭載多光譜成像、紅外熱成像及RGB成像,，作業(yè)時間大于20分鐘

ü  一次飛行可同步獲取5/10個光譜波段,、紅外熱成像/CWSI成像數(shù)據(jù)、RGB,，作業(yè)效率事半功倍

ü  厘米級多光譜地面分辨率,，50m高度地面分辨率達3.4cm，30m高度地面分辨率可達2cm

ü  Thermo-RGB：640×512像素,，多點黑體校準,，靈敏度50或30mK，測溫范圍-25℃-150℃/-40℃-550℃,，在線實時溫度測量分析,，10倍光學變焦RGB鏡頭，全高清畫質,，磁編碼自穩(wěn)云臺,，實時姿態(tài)調整，可選配CWSI成像,，實時測量作物水分脅迫指數(shù)

ü  應用于生態(tài)環(huán)境調查監(jiān)測,、精準農業(yè)研究、病蟲害監(jiān)測,、農作物產(chǎn)量評估,、生物多樣性監(jiān)測等

應用案例：內陸及海岸帶濕地水質監(jiān)測

內陸及海岸帶水體濕地監(jiān)測污染物主要有三類，分別為浮游植物（主要是藻類,，含葉綠素a）,、非色素懸浮物（簡稱懸浮物，包含有機碎屑及無機懸浮顆粒）,、有色可溶性有機物(CDOM,，由黃腐酸、腐殖酸組成的溶解性有機物),。下圖為某市郊區(qū)河谷濕地,，該區(qū)域內地物豐富，河流,、灌叢,、裸地交錯分布，使用無人機遙感成像技術采集該區(qū)域的光譜及影像數(shù)據(jù),，從而進行水體參數(shù)反演,。

上圖自左至右依次為：原始真彩影像、假彩色影像,、NDWI指數(shù)圖

上圖自左至右依次為：葉綠素a反演,、懸浮物含量反演,、可溶有機物(CDOM)濃度 

4、Ecodrone^?一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達無人機遙感系統(tǒng)

Ecodrone?一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達無人機遙感系統(tǒng),，采用自主設計研發(fā)UAS-8專業(yè)遙感無人機平臺和國際先進傳感器系統(tǒng),，包括VNIR/NIR波段高光譜成像、紅外熱成像,、和激光雷達,，曾先后榮獲2021年《質量與認證》“十大新銳產(chǎn)品”及2023深圳國際生態(tài)環(huán)境監(jiān)測產(chǎn)業(yè)博覽會“生態(tài)環(huán)境監(jiān)測創(chuàng)新產(chǎn)品”獎。

主要技術特點：

ü  8旋翼專業(yè)無人機遙感平臺,，負載最高可達20kg,，續(xù)航時間大于20分鐘

ü  采用芬蘭Specim AFX系列高光譜成像傳感器和法國YellowScan激光雷達系統(tǒng)

ü  厘米級地面分辨率，50m高度高光譜成像地面分辨率達3.5cm,，30m高度地面分辨率可達2cm

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

ü  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1266x1010像素,，測溫靈敏度可達0.03°C

ü  高密度三維點云,，精確度2.5cm，最高可達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0.5cm,、回波達15次

ü  建議選配易科泰匹配提供的手持式葉綠素熒光儀,、手持葉夾式高光譜儀、便攜式LCpro T光合儀,，以測量穩(wěn)態(tài)葉綠素熒光Ft,、植物光譜反射指數(shù)VIs、光合作用及氣孔導度等參數(shù)

ü  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）

ü  可基于弗朗霍夫譜線FLD模型提取SIF（Solar-Induced-Fluorescence）（易科泰提供技術方法和分析軟件、參考文獻）,，無人機遙感Mapping Photosynthesis

ü  同步獲取高光譜數(shù)據(jù),、紅外輻射照片、視頻與激光雷達數(shù)據(jù),，應用軟件可進行剖面分析,、點云測量等，直接導出高密度三維點云,、三維測量數(shù)據(jù),、地面點云、DSM,、DTM,、DHM等

應用案例：人工水體葉綠素a含量反演

葉綠素a是藻類的重要組成成分之一,，其濃度常用于評估浮游植物的生物量，可作為水體富營養(yǎng)化的評價指標,。易科泰光譜成像與無人機遙感技術研究中心技術人員使用Ecodrone?無人機高光譜遙感系統(tǒng),，對某人工水渠進行高光譜成像,，分析其反射光譜,，并通過模型反演葉綠素a的濃度，進一步分析該水渠富營養(yǎng)化程度,。

左圖：水體中不同目標的反射光譜,，右圖：基于不同模型的葉綠素a濃度反演指數(shù)。通過反射光譜可知,，水體中的植被在水的影響下,，其反射光譜明顯低于岸邊植被。

如上圖依次為：a）高光譜真彩色合成圖,，b）800/650/550nm合成圖,，c）歸一化葉綠素指數(shù)NDCI，d）歸一化葉綠素色素比率指數(shù)NCPI,，比值指數(shù)SR,。對比高光譜合成圖發(fā)現(xiàn)，在水體植被附近,，NCPI和SR指數(shù)顯著高于其他區(qū)域,，可能與富營養(yǎng)化后水體中產(chǎn)生大量藻類有關，且初步結果顯示NCPI和SR模型對葉綠素a反演精度高于NDCI,。