無人機農(nóng)林植保技術(shù)及應(yīng)用 課件 第36、37課時 農(nóng)用無人機的其他應(yīng)用-3、4

Writedownyourtitleandplanningcontenthere.BUYUNAVIATION第三十六課時農(nóng)用無人機的其他應(yīng)用-3BUYUNAVIATION農(nóng)用無人機的其他應(yīng)用一、農(nóng)田作物養(yǎng)分信息檢測概述無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用二、農(nóng)田作物養(yǎng)分信息檢測概述農(nóng)田作物養(yǎng)分信息檢測概述作物養(yǎng)分信息檢測是作物生長監(jiān)測過程中的重要內(nèi)容，主要包括作物生長所需的大量元素（氮、磷、鉀)、微量元素、水分及與生長狀況緊密聯(lián)系的生理指標當前的作物養(yǎng)分信息檢測，主要是基于實驗室的理化分析方法，或者基于現(xiàn)代的分析手段，采用圖像處理技術(shù)、光譜及光譜成像技術(shù)農(nóng)田作物養(yǎng)分信息檢測概述大范圍的作物養(yǎng)分信息檢測需要用到遙感技術(shù)，航空遙感、衛(wèi)星遙感等技術(shù)已經(jīng)被用于作物養(yǎng)分信息檢測優(yōu)點：高效，能夠快速實現(xiàn)大面積的檢測缺點：無法得到地面小范圍或單株植株的細節(jié)養(yǎng)分信息農(nóng)田作物養(yǎng)分信息檢測概述無人機遙感的出現(xiàn)，有效地彌補了地面檢測技術(shù)和設(shè)備及航空、衛(wèi)星遙感技術(shù)和設(shè)備之間的不足將檢測儀器設(shè)備安裝在低空飛行的無人機上，在飛行中獲取作物的不同傳感器數(shù)據(jù)信息，建立養(yǎng)分信息與傳感器數(shù)據(jù)的分析模型，從而實現(xiàn)養(yǎng)分信息的反演和預(yù)測農(nóng)田作物養(yǎng)分信息檢測概述無人機遙感輕便靈活，作業(yè)范圍廣，時效性強，維護、使用費用低，且時空分辨率更高無人機應(yīng)用于作物養(yǎng)分信息檢測，主要是對作物生長過程中的養(yǎng)分信息指標的遙感反演研究，結(jié)合作物生長過程中的養(yǎng)分狀況和生長狀況，實現(xiàn)對農(nóng)作物的實時養(yǎng)分等級監(jiān)測評估無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用無人機輕便、靈巧、便攜的特點，高效、快速的信息獲取方式，較為低廉的價格，以及較易操作等優(yōu)點使其突破了傳統(tǒng)地面檢測和高空遙感的限制，更容易得到推廣和應(yīng)用無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用姚霞等(2014)采用無人機遙感技術(shù)，發(fā)現(xiàn)基于無人機多光譜遙感監(jiān)測小麥氮素狀況和生長特征是可行的，具有較高的準確性無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用Duan等(2014)利用搭建在無人機上的高光譜遙感,基于PROSAL模型實現(xiàn)了對玉米、馬鈴薯和向日葵LAl的測量，研究結(jié)果表明,雙角度測量的結(jié)果要優(yōu)于單角度測量的結(jié)果Lu等(2015）分別在水稻的抽穗期和拔節(jié)期利用無人機搭載Mini-MCA相機《紅、綠、藍和近紅外波段》在150m高度對水稻地上部分生物量、LAI及作物的含氮量進行了預(yù)測研究，發(fā)現(xiàn)作物含氮量的預(yù)測效果在水稻拔節(jié)期較為精確(R=0.69)無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用Li等(2015)采用裝載有CanonA3300IS(CanonA3300IS,東京，日本)數(shù)碼相機的無人機在50m飛行高度上對水稻冠層的氮含量進行了檢測研究,通過建立深綠色顏色指數(shù)(darkgreencolourindex.DGCI)與氮含量之間的關(guān)系無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用Li等人實驗研究表明，DGCI與氮含量具有良好的線性關(guān)系,這表明無人機遙感可用于水稻氮素含量的檢測無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用裝載數(shù)碼相機的六旋翼無人機數(shù)據(jù)采集平臺浙江大學何勇教授團隊,通過模擬無人機飛行狀況,設(shè)計和構(gòu)建了無人機近地遙感模擬平臺無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用研究結(jié)果表明，無人機模擬平臺能對氮素分布進行檢測，但存在一定的誤差，需要進一步提高預(yù)測精度Zarco-Tejada等，采用兩個不同的無人機平臺分別搭載機載多光譜成像儀及機載高分辨率高光譜成像儀(Micro-HyperspecVNIRmodel，HeadwallPhotonics，馬薩諸塞州,美國)對葡萄園葡萄葉片葉綠素含量和類胡蘿卜素含量進行了檢測無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用研究結(jié)果表明,無人機結(jié)合高光譜成像技術(shù)可以有效地實現(xiàn)莓萄園葡萄葉片葉綠素和類胡蘿卜素的檢測Lucieer等(2014）設(shè)計了一個新的高分辨率的高光譜無人機系統(tǒng)，并以此進行了3場機載實驗，證明了該系統(tǒng)在標準條件，以及遠程惡劣低溫環(huán)境下的可操作性無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用實驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠提供Scm精度下的定量植物生理生化變化及健康狀況的地圖Baluja等(2012)利用機載的紅外熱遙感相機ThermovisionA40M(FLIR,美國)和多光譜成像儀MultipleCameraArrayMCA-6.Tetracam，Inc,加利福尼亞,美國)來預(yù)測評估葡萄園的水分狀態(tài)無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用研究結(jié)果表明,無人機可被有效地用于葡萄園水分狀態(tài)的檢測，為精細灌溉的實現(xiàn)提供科學依據(jù)無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用Vega等(2015）采用無人機結(jié)合多時相影像技術(shù),對向日葵植株的籽粒產(chǎn)量、地上生物量及含氮量與NDV1進行了線性回歸分析結(jié)果表明,無人機遙感可用于向日葵籽粒產(chǎn)量、地上生物量及含氮量的檢測無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用Jannoura等(2014)采用遠程控制的六旋翼直升機裝載數(shù)碼相機PanasonicLumixDMC-GF1采集豌豆和燕麥的圖像信息研究結(jié)果表明,基于無人機遙感獲取的NGRDI可用于作物地上生物量的預(yù)測無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用Saberioon等(2014)采用地面數(shù)字圖像技術(shù)與無人機遙感技術(shù)，分別對不同生長期水稻葉片和冠層的葉綠素含量進行了檢測研究研究發(fā)現(xiàn)，基于地面葉片圖像和無人機冠層圖像得到的Ipca與葉綠素含量在-0.05的顯著性水平下顯著相關(guān)，表明提出的主成分分析指數(shù)可用于地面和無人機遙感的水稻葉綠素含量檢測無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用表面結(jié)合數(shù)碼相機的無人機遙感可用于水稻葉片和冠層葉綠素含量的檢測稻田RGB圖像及NDVI分布圖無人機作物養(yǎng)分信息檢測的應(yīng)用Caturegli等《2016）采用無人機遙感對施肥后的3種草坪的氮(N)含量進行了檢測研究研究發(fā)現(xiàn),無人機遙感測得的NDVI與作物傳感器近地測得的NDVI有較高的相關(guān)性,并且NDVI對草坪的N含量有較好的估計結(jié)果這一研究結(jié)果表明,無人機遙感能夠充分評估草坪的N含量在空間范圍內(nèi)的變化,這為大面積的草地管理提供了技術(shù)支持Writedownyourtitleandplanningcontenthere.BUYUNAVIATION第三十七課時農(nóng)用無人機的其他應(yīng)用-4BUYUNAVIATION農(nóng)用無人機的其他應(yīng)用一、植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測原理二、植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測概述植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測農(nóng)作物病害是影響作物生長、制約農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展的主要因素之一農(nóng)作物病害不僅會導致作物產(chǎn)量減少及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降，而且會增加殺菌劑等農(nóng)藥的使用,從而引起農(nóng)產(chǎn)品的安全問題概述植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測目前用于農(nóng)作物病害檢測的傳統(tǒng)方法主要有人工感官檢測和理化檢測(何勇等，2015)傳統(tǒng)手段的監(jiān)測范圍多局限于實驗室和近地面等微觀監(jiān)測，不適用于大田病害數(shù)據(jù)的獲取和監(jiān)測為克服傳統(tǒng)技術(shù)帶來的弊端,大面積、快速、無損的監(jiān)測技術(shù)在農(nóng)作物病害監(jiān)測中的應(yīng)用越來越廣泛概述植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測遙感技術(shù)在我國植物病害監(jiān)測中的應(yīng)用越來越普遍，主要有衛(wèi)星遙感和無人機遙感等方式無人機遙感主要應(yīng)用在田間尺度調(diào)查，其作為衛(wèi)星遙感的補充，具有重量輕、體積小、性能高等優(yōu)點，現(xiàn)已成為遙感發(fā)展的熱點和新的趨勢(姚云軍等,2008)農(nóng)用無人機農(nóng)田信息監(jiān)測植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測在利用無人機遙感光譜監(jiān)測之前，研究人員利用可見-近紅外光譜儀、高光譜成像儀、多光譜成像儀、拉曼光譜成像儀及激光誘導擊穿光譜儀等獲取連續(xù)的光譜影像信息在分析和檢測作物病害方面，相比于無人機，地面高光譜技術(shù)可以提供小尺度空間蟲害管理，同時高光譜遙感波段連續(xù)性強，可提高對作物的探測能力和監(jiān)測精度無人機低空遙感信息的獲取植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測地面光譜技術(shù)因其自身具有的局限性而不適用于進行大面積的病害監(jiān)測，不能對作物生長過程中不同階段病害的侵染及時做出評估無人機在農(nóng)田上空精確抽樣，通過采集設(shè)備，能夠從宏觀、微觀方面分析作物病害無人機低空遙感信息的獲取植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測Lenthe(2007）利用無人機搭載熱紅外成像系統(tǒng)應(yīng)用小氣候條件促進對小麥發(fā)病率和嚴重程度的檢測實驗對單個葉片和冠層葉片的葉面溫度進行區(qū)分和檢測干燥和潮濕小麥植株的冠層溫度無人機低空遙感信息的獲取植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測研究表明，無人機搭載熱紅外成像系統(tǒng)可以實現(xiàn)對小麥病害程度的監(jiān)測沒有殺菌劑處理下的小麥不冠層紅外溫度圖無人機低空遙感信息的獲取植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測冷偉鋒等（2012）使用無人機遙感技術(shù)對小麥條銹病進行監(jiān)測分析小麥條銹病病情指數(shù)反演模型通過無人機航拍小麥冠層圖像，分析從圖像中獲得的小麥冠層反射率及各波段反射率與病情指數(shù)之間的關(guān)系無人機低空遙感信息的獲取植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測結(jié)果顯示，獲取的幾種反射率與小麥病情指數(shù)之間有較高的相關(guān)性，并且研究中利用反射率數(shù)據(jù)所構(gòu)建的小麥條銹病的病情指數(shù)模型擬合度較好,表明利用無人機遙感技術(shù)進行小麥條銹病監(jiān)測的可行性,具有一定的應(yīng)用價值植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測原理植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測蟲害監(jiān)測是蟲害綜合防治的關(guān)鍵環(huán)節(jié),實現(xiàn)對蟲害的實時、快速、準確的監(jiān)測對蟲害的及時發(fā)現(xiàn)和對癥防治具有重大意義植物蟲害信息監(jiān)測作物蟲害檢測方法,其檢測結(jié)果是建立在人體感官上的,具有很高的主觀性，會因為檢測人員的經(jīng)驗和相關(guān)專業(yè)知識及其統(tǒng)計分析方法的不同而產(chǎn)生較大的誤差植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測植物在遭受害蟲的咬噬后，其外觀形態(tài)和生理效應(yīng)會發(fā)生變化，如葉片卷曲、殘缺、發(fā)黃、枯萎等,造成受害植物的光譜特性與健康植物的光譜特性出現(xiàn)差異植物蟲害信息監(jiān)測將光譜分析技術(shù)、遙感技術(shù)等應(yīng)用到作物蟲害快速檢測中，可以為判斷蟲害病情的嚴重性提供更科學有力的依據(jù)植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測光譜技術(shù)主要應(yīng)用于地面作物的微觀分析，而遙感技術(shù)可以從大尺度上分析作物蟲害的發(fā)展情況，但是針對大面積的作物蟲害還需要積累地面光譜數(shù)據(jù)進行分析植物蟲害信息監(jiān)測植保無人機植物病蟲害信息監(jiān)測Huang等（2014）利用高光譜成像技術(shù)對山楂的蟲害進行了檢測，掃描獲取高光譜圖像并從中提取光譜信息，從全譜中提取特征波長地面蟲害信息的獲取結(jié)果顯示