農(nóng)業(yè)研究Altum-PT多光譜相機(jī)植物冠層分析

一、儀器簡(jiǎn)介

Altum-PT是一款多功能的無人機(jī)載多光譜相機(jī)。系統(tǒng)集成了高分辨率全色成像儀（12MP）、熱成像儀（320 x 256）和5個(gè)離散波段的多光譜儀，一次飛行即可獲得多光譜、熱紅外和RGB數(shù)據(jù)。Altum-PT的高分辨率擁有更多的分析能力和應(yīng)用，如在作物生長(zhǎng)的早期階段，即可在植株水平上進(jìn)行問題分析。此外，Altum-PT具有全局快門，可獲得無失真的結(jié)果圖片；APIs和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，可兼容多個(gè)處理平臺(tái)；CFexpress可移動(dòng)存儲(chǔ)，實(shí)現(xiàn)每秒兩次的捕捉率和更高的飛行效率。

Altum-PT多光譜相機(jī)是超前的遙感和農(nóng)業(yè)研究中優(yōu)化的三合一解決方案。它無縫集成了超高分辨率PanChromatic鏡頭、內(nèi)置的320×256熱紅外成像儀和五個(gè)單通道光譜鏡頭，以實(shí)現(xiàn)在單次飛行中數(shù)據(jù)的同步輸出，如RGB圖像、作物漲勢(shì)、熱紅外圖像和高分辨率Panchromatic圖像。Altum-PT多光譜相機(jī)相較于先前的Altum?傳感器，Altum-PT多光譜相機(jī)提供了兩倍的空間分辨率，賦予了用戶更深層次的分析能力和更廣泛更多樣化的應(yīng)用;甚至能夠在生長(zhǎng)早期階段實(shí)現(xiàn)植物表層識(shí)別;并能夠在早期幼齡林階段進(jìn)行計(jì)數(shù)，當(dāng)然也可以進(jìn)行整個(gè)季節(jié)的土壤監(jiān)測(cè)，除此之外還有其他重要用途。

通過Altum-PT多光譜相機(jī)的泛銳化GSD功能，簡(jiǎn)化了數(shù)據(jù)收集工作。Altum-PT多光譜相機(jī)具有更高分辨率的熱成像數(shù)據(jù)，在確定不同環(huán)境下非生物和生物脅迫對(duì)作物性能的影響時(shí)，也將有助于提高準(zhǔn)確性。

二、儀器特點(diǎn)

CFexpress移動(dòng)存儲(chǔ)，具有更大的存儲(chǔ)空間

捕獲率≥2次/秒

空間分辨率達(dá)1.2cm（離地60m以上）

同步捕捉多光譜、熱紅外和全色光譜數(shù)據(jù)，高分辨率對(duì)齊輸出減小后期數(shù)據(jù)處理難度

全色段圖像銳化，圖像更清晰

內(nèi)置320 x 256 FLIR玻色子，熱成像地面分辨率達(dá)17cm

配備經(jīng)過校準(zhǔn)的CRP2 校正板

堅(jiān)固設(shè)計(jì)，IP4X防塵和防濺

三、技術(shù)規(guī)格

重量：460g（含DLS 2）；

尺寸：11cm×8cm×6.9cm；

外部電源：7.0 V DC~25.2 V DC；

傳感器分辨率：2064*1544（多光譜波段），4112*3008（全色段），320*256（熱成像）；

光譜帶（窄波段）：藍(lán)、綠、紅、紅邊、近紅外；

熱成像：FLIR LWIR熱紅外7.5~13.5μm輻射校準(zhǔn)；

波長(zhǎng)：藍(lán)（475 nm），綠（560 nm），紅（668 nm），紅邊（717 nm），近紅外（842nm）；

RGB輸出：12.4MP，全局快門，所有波段對(duì)齊；

地面分辨率（GSD）：5.28cm@120m離地高度（多光譜），2.49@120m離地高度（全色波段），33.5cm@120m離地高度（熱成像）；

捕獲率：2次/秒；

接口：3個(gè)GPIO，串口，10/100/1000以太網(wǎng)，可移動(dòng)Wi-Fi，CFexpress存儲(chǔ)；

視場(chǎng)角：50.2°*38.4°HFOV（多光譜），46.2°*34.7°HFOV（全色波段），48.1°*39.3°（熱成像）；

觸發(fā)方式：定時(shí)器模式，重疊模式，外部觸發(fā)模式（PWM，GPIO，串行和以太網(wǎng)），手動(dòng)捕獲模式

四、應(yīng)用領(lǐng)域

灌溉管理：確定灌溉時(shí)間、頻率和持續(xù)時(shí)間，并通過作物冠層和土壤溫度的差異確定灌溉系統(tǒng)的漏洞。

表型分析：手動(dòng)測(cè)量植物特性耗時(shí)，Altum-PT在短時(shí)間內(nèi)捕捉到更多的數(shù)據(jù)，使研究人員更容易理解不同的性狀對(duì)不同生長(zhǎng)條件的反應(yīng)。

產(chǎn)量預(yù)測(cè)：高分辨率RGB、多光譜和熱成像的組合，通過基于算法的果實(shí)計(jì)數(shù)和溫度分析，實(shí)現(xiàn)了更準(zhǔn)確的產(chǎn)量預(yù)測(cè)。

病蟲害識(shí)別：通過Altum-PT的高分辨率多光譜圖像，用戶能夠更好的識(shí)別影響植物冠層生理的問題。病害、蟲害和營(yíng)養(yǎng)問題往往在RGB癥狀出現(xiàn)之前就已造成了生理損害。利用不同的多光譜指數(shù)和泛銳數(shù)據(jù)，可以更快地發(fā)現(xiàn)這些問題。

灌溉區(qū)：Altum-PT的熱成像功能通過水分溫度對(duì)植被和地面的影響或缺乏影響來幫助識(shí)別堵塞和灌溉滲漏。過度灌溉的地區(qū)會(huì)比其他地區(qū)溫度低，沒有灌溉的地區(qū)會(huì)比其他地區(qū)溫度更高。

水分脅迫：冠層溫度是植物逆境的重要指標(biāo)，Altum-PT熱成像功能允許管理者定期評(píng)估植物的生理狀態(tài)，并監(jiān)測(cè)冠層溫度的細(xì)微變化，這可能是水分脅迫的指標(biāo)。

五、系統(tǒng)組成

套件包括：Altum-PT相機(jī)，嵌入式GP S的DLS2，校準(zhǔn)反射板CRP2，USB無線貓、鏡頭蓋、各種安裝配件、CFexpress卡、讀卡器、說明書和手提箱。

可選項(xiàng)：DJI Skyport大疆無人機(jī)安裝適配套件（適配機(jī)型Matrice 300，Matrice 200 V1 ，Matrice 210 V1 和 V2） 。

農(nóng)業(yè)研究Altum-PT多光譜相機(jī)植物冠層分析