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無人機多光譜數(shù)據(jù)輻射校準(zhǔn)的重要性

閱讀:1839      發(fā)布時間:2023-3-29
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為研究校準(zhǔn)對用于測量作物健康的基于地塊的圖像的影響,進行了多項實驗。與未校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)相比,經(jīng)過輻射校準(zhǔn)的數(shù)據(jù)始終產(chǎn)生更嚴(yán)格、更準(zhǔn)確的結(jié)果。 

在一項研究中,輻射校準(zhǔn)導(dǎo)致植物指數(shù)值平均變化 19.6%,證明了在飛行期間考慮實際太陽輻照度的重要性。這是使用 MicaSense 系列相機和第 3 方多光譜相機觀察到的。此外,當(dāng)查看時間序列中重復(fù)飛行的圖像衍生繪圖指標(biāo)時,與未校準(zhǔn)的相比,輻射校準(zhǔn)顯著降低了實驗變異性(方差減少 66.8%)。


 RGB 和多光譜圖像之間有意義的輸出和細(xì)微生理變化識別的差異


下面的示例顯示了 在 2020 年對玉米試驗田進行的兩種不同氮處理的概念驗證測試。在左側(cè),來自晚季時間序列的 RGB 數(shù)據(jù)是從減氮處理和正常氮處理中捕獲的。通過肉眼,很難使用 RGB 圖像檢測整個季節(jié)中氮處理之間的差異。另一方面,來自 RedEdge-MX 的輻射校準(zhǔn)多光譜數(shù)據(jù)清楚地表明,在整個季節(jié)結(jié)束時接受全氮肥的玉米的綠色持久性有所提高。



除了查看空間圖像輸出外,使用 分析軟件的圖像分析還展示了作物衰老曲線對不同氮水平的響應(yīng)差異。頂部面板顯示的圖表代表來自 RedEdge-MX(NDVI 和NDRE)和底部面板顯示來自 RGB 派生指數(shù)(VARI 和 GLI)的值。線分叉的地方是減少氮處理和正常氮處理之間的差異。同樣,校準(zhǔn)的多光譜數(shù)據(jù)準(zhǔn)確地捕捉到了缺氮的影響,而 RGB 則沒有。



最終,產(chǎn)量是衡量農(nóng)民利潤的關(guān)鍵指標(biāo)。令人印象深刻的是,從校準(zhǔn)生長曲線中提取數(shù)據(jù)的方法準(zhǔn)確地反映了研究試驗中的最終產(chǎn)量結(jié)果。下圖中顯示的氮研究結(jié)果表明,NDRE 和 NDVI 與聯(lián)合收割機的產(chǎn)量數(shù)據(jù)高度相關(guān)。



一般而言,在高通量表型研究和植物育種研究中,盡早檢測雜質(zhì)和處理中的細(xì)微差異具有優(yōu)勢


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