无人机光谱成像技术在大田中的应用研究进展.pdf

第40卷!第期光谱学与光谱分析$ol.40!No.5!pp1356-1361

2020年5月SpectroscopyandSpectralAnalysisMay!2020

无人机光谱成像技术在大田中的应用研究进展

彭要奇1!肖颖欣2!郑永军3!严海军4!董玉红3!李鑫星5

1.中国农业大学工学院食品质量与安全北京实验室!北京100083

2.中国农业大学土地科学与技术学院!北京100083

3.中国农业大学工学院!北京100083

4.中国农业大学水利与土木工程学院!北京100083

5.中国农业大学信息与电气工程学院!北京100083

摘要传统大田农作物生长环境监测的方法!需要在环境恶劣的田间布设各种传感器!铺设复杂电路!通

常会出现耗时费力）维护成本高）且或多或少的损坏到植株的问题$无人机光谱成像技术是一种融合了无人

驾驶飞行器技）空间遥感和图像实时传输等多种手段的快捷新型农田环境监测技!能够快速获取农田

作物的即时光谱图像!通过分析图像获取大田作物的生长信息!这一技术的应用弥补了上述问题$首先对无

人机光谱成像技术进行了概述!介绍了无人机应用的优势$和传统卫星遥感监测平台相比!无人机可以工作

在较低的高度！即80〜400m,能够抵消极端天气和云层影响！实现快速、准确地获取高精度图像$目前，国

内外小型无人机的应用主要集中在灾害监测）自然资源监测）城市规划和植被监测等领域$由于其低成本）

近实时图像采集等特点!在精准农业的发展过程中!无人机光谱图像的应用也愈加广泛$分析了常见光谱图

像的特点和应用场景$全色图像由于分辨率高!多用于数据融合（多光谱及高光谱影像由于丰富的光谱信

息!与农作物的光谱特征结合!可用于农作物的生物理化指标的检测、农业灾害预警、产量预测和精细分类

制图等（热红外图像可以获得农作物温度信息!可用于监测田间旱灾$总结了无人机光谱图像技术在大田中

的主要应用途径$目前利用无人机光谱图像技术对农作物进行监测的方法主要有利用光谱反射率构造植

被指数或红边参数!研究植被的反射特点!构建农作物时间层面上与光谱特征对应的生长模型!利用新兴数

学方法与农作物生化参数结合建立模型进行反演$探讨了无人机光谱图像技术在大田的应用中尚且存在着

的一些技术空白及难点!以期为无人机光谱成像技术在大田中的衍生应用发展提供参考$

关键词无人机（光谱成像技（大田（研究进展

中图分类号：O657.3文献标识码：RDOI：10.3964.issn.#020

关于作物生理指标的监测方法!传统方式通常是借助化

引言学手段或依据经验观察进行分析!手续繁琐、破坏植株、不

适宜推广$而不同作物植被的生物物理参数如植被覆盖度、

含水量等）及生物化学参数如氮素、叶绿素等）不同!受到

小麦、玉米和水稻种植广阔!是餐桌上提供人们日常生

活的主要粮食作物1-3+$作物在大田生长过程中!田间环境

病虫害和旱涝灾害的程度不同!在作物植被表层会呈现出颜

因素直接作用于作物本身致使作物植株体产生变化$可以通色、病斑和纹理等明显的变化!产生独特的光谱反射特性