冬小麥田間長(zhǎng)勢(shì)無(wú)人機(jī)高光譜遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)程《DB34/T 4476-2023》
發(fā)布時(shí)間:2024-06-14
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本文件規(guī)定了無(wú)人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)注意事項(xiàng)、內(nèi)業(yè)整理等技術(shù)。本文件適用于有一定冬小麥種植歷史,并具有可持續(xù)生產(chǎn)能力的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域,遠(yuǎn)離城市、工礦企業(yè)、村莊和公路等設(shè)施。產(chǎn)地區(qū)域內(nèi)清潔,無(wú)堆放工業(yè)廢渣、廢石及城市垃圾。
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1 范圍
本文件規(guī)定了無(wú)人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)、監(jiān)測(cè)注意事項(xiàng)、內(nèi)業(yè)整理等技術(shù)。本文件適用于有一定冬小麥種植歷史,并具有可持續(xù)生產(chǎn)能力的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域,遠(yuǎn)離城市、工礦企業(yè)、村莊和公路等設(shè)施。產(chǎn)地區(qū)域內(nèi)清潔,無(wú)堆放工業(yè)廢渣、廢石及城市垃圾。
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2 規(guī)范性引用文件
下列文件中的內(nèi)容通過文中的規(guī)范性引用而構(gòu)成本文件必不可少的條款。其中,注日期的引用文件,僅該日期對(duì)應(yīng)的版本適用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。
GB/T 14950攝影測(cè)量與遙感術(shù)語(yǔ)
GB/T 30115衛(wèi)星遙感影像植被指數(shù)產(chǎn)品規(guī)范
GB/T 36301航天高光譜成像數(shù)據(jù)預(yù)處理產(chǎn)品分級(jí)
GB/T 37804冬小麥苗情長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)規(guī)范
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3 術(shù)語(yǔ)和定義
GB/T 37804、GB/T 36301、GB/T 30115、GB/T 14950界定的以及下列術(shù)語(yǔ)和定義適用于本文件。
3.1景scene
根據(jù)傳感器特征,將遙感影像數(shù)據(jù)按照規(guī)定的行數(shù)和列數(shù)進(jìn)行裁切后的圖像計(jì)數(shù)單位。
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4 無(wú)人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)
4.1組成
無(wú)人機(jī)高光譜成像系統(tǒng)由飛行器、云臺(tái)、高光譜成像儀組成,其中高光譜成像儀包含光譜成像儀、面陣探測(cè)器(CCD)、成像鏡頭。
技術(shù)參數(shù)見表1。
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5監(jiān)測(cè)注意事項(xiàng)
5.1無(wú)人機(jī)飛行條件
拔節(jié)前期每隔5至7天飛行一次,拔節(jié)后期平均2至3天飛行一次,選擇在天氣晴朗、無(wú)風(fēng)或微風(fēng)(風(fēng)速低于5m/s)的條件下,時(shí)間定在 10:00-14:00之間飛行。
5.2無(wú)人機(jī)監(jiān)測(cè)前注意事項(xiàng)5.2.1驗(yàn)證自動(dòng)曝光效果
在完成了系統(tǒng)各部位連接和調(diào)試后,需要進(jìn)行高光譜相機(jī)調(diào)焦預(yù)覽和白動(dòng)曝光,確定適應(yīng)丁當(dāng)前環(huán)境下的自動(dòng)曝光時(shí)間。
5.2.2黑白板背景數(shù)據(jù)采集
采集黑白板背景數(shù)據(jù)以對(duì)高光譜遙感影像數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)。
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6 內(nèi)業(yè)整理
6.1無(wú)人機(jī)采集數(shù)據(jù)處理
6.1.1數(shù)據(jù)導(dǎo)出:將數(shù)據(jù)通過監(jiān)視器從相機(jī)導(dǎo)出。
6.1.2鏡頭校準(zhǔn):目的是消除飛行過程中的影像失真。
6.1.3反射率校準(zhǔn):目的是將DN值(數(shù)字灰度值)轉(zhuǎn)換成反射率。
6.1.4大氣校正:目的是消除大氣、水汽等因素的影響。
6.1.5幾何校正:目的是防止圖像幾何畸變。
6.1.6影像拼接:對(duì)每一景校正后的影像進(jìn)行拼接,拼接成覆蓋整個(gè)研究區(qū)的遙感影像。
6.2模型計(jì)算和結(jié)果輸出
6.2.1數(shù)據(jù)輸入模型
對(duì)于拼接得到的遙感影像,提取所有波段的光譜反射率數(shù)據(jù),輸入到前期結(jié)合采樣數(shù)據(jù)建立好的機(jī)器學(xué)習(xí)(如:隨機(jī)森林等)回歸模型中,對(duì)于葉綠素含量(SPAD)和冠層葉面積指數(shù),可以選擇部分波段的反射率數(shù)據(jù)輸入[如:藍(lán)光波段(波長(zhǎng) 0.43 ~ 0.52 um)、綠光波段(波長(zhǎng) 0.52~0.60um)、
紅光波段(波長(zhǎng)0.63~0.69 um)和近紅外波段(波長(zhǎng) 0.76~0.90um)]。
6.2.2結(jié)果輸出
從回歸模型中輸出整幅遙感影像的每個(gè)柵格單元對(duì)應(yīng)的冬小麥田間長(zhǎng)勢(shì)參數(shù)(如葉綠素含量SPAD等),輸出成圖從而分析其長(zhǎng)勢(shì)的空間分布信息,從而實(shí)時(shí)獲取冬小麥長(zhǎng)勢(shì),便于追肥決策。
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