農(nóng)業(yè)研究Altum-PT多光譜相機植物冠層分析

一、儀器簡介

Altum-PT是一款多功能的無人機載多光譜相機。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，如在作物生長的早期階段，即可在植株水平上進行問題分析。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)準數(shù)據(jù)格式，可兼容多個處理平臺；CFexpress可移動存儲，實現(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單通道光譜鏡頭，以實現(xiàn)在單次飛行中數(shù)據(jù)的同步輸出，如RGB圖像、作物漲勢、熱紅外圖像和高分辨率Panchromatic圖像。Altum-PT多光譜相機相較于先前的Altum?傳感器，Altum-PT多光譜相機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;甚至能夠在生長早期階段實現(xiàn)植物表層識別;并能夠在早期幼齡林階段進行計數(shù)，當(dāng)然也可以進行整個季節(jié)的土壤監(jiān)測，除此之外還有其他重要用途。

通過Altum-PT多光譜相機的泛銳化GSD功能，簡化了數(shù)據(jù)收集工作。Altum-PT多光譜相機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作物性能的影響時，也將有助于提高準確性。

二、儀器特點

CFexpress移動存儲，具有更大的存儲空間

捕獲率≥2次/秒

空間分辨率達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17cm

配備經(jīng)過校準的CRP2 校正板

堅固設(shè)計，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、綠、紅、紅邊、近紅外；

熱成像：FLIR LWIR熱紅外7.5~13.5μm輻射校準；

波長：藍（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GPIO，串口，10/100/1000以太網(wǎng)，可移動Wi-Fi，CFexpress存儲；

視場角：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)），手動捕獲模式

四、應(yīng)用領(lǐng)域

灌溉管理：確定灌溉時間、頻率和持續(xù)時間，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：手動測量植物特性耗時，Altum-PT在短時間內(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不同生長條件的反應(yīng)。

產(chǎn)量預(yù)測：高分辨率RGB、多光譜和熱成像的組合，通過基于算法的果實計數(shù)和溫度分析，實現(xiàn)了更準確的產(chǎn)量預(yù)測。

病蟲害識別：通過Altum-PT的高分辨率多光譜圖像，用戶能夠更好的識別影響植物冠層生理的問題。病害、蟲害和營養(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植被和地面的影響或缺乏影響來幫助識別堵塞和灌溉滲漏。過度灌溉的地區(qū)會比其他地區(qū)溫度低，沒有灌溉的地區(qū)會比其他地區(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估植物的生理狀態(tài)，并監(jiān)測冠層溫度的細微變化，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，嵌入式GP S的DLS2，校準反射板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：DJI Skyport大疆無人機安裝適配套件（適配機型Matrice 300，Matrice 200 V1 ，Matrice 210 V1 和 V2） 。

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