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Agro作物水分脅迫成像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)
Agro作物水分脅迫成像監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

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捷克

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北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司

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作物水分脅迫指數(shù)(CWSI)是1981年發(fā)展起來的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo),用以量化脅迫,克服其他環(huán)境參數(shù)對(duì)脅迫與植物溫度關(guān)系的影響,該指數(shù)對(duì)植物生理生態(tài)研究意義非凡。

WIRIS Agro相機(jī)是由Workswell公司長(zhǎng)期與中歐**的生命科學(xué)研究機(jī)構(gòu):作物研究所和捷克布拉格生命科學(xué)大學(xué)合作開發(fā)的一款專用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域測(cè)量大面積水脅迫的**產(chǎn)品。該相機(jī)由LWIR長(zhǎng)波紅外傳感器(640×512)和10倍光學(xué)變焦RGB鏡頭(1920×1080)組成。該相機(jī)可直接測(cè)量得到作物水分脅迫指數(shù)圖及高清RGB圖,通過這些信息可用于確定產(chǎn)量分布、優(yōu)化灌溉或控制水管理等補(bǔ)救措施,也可實(shí)時(shí)測(cè)量溫度并通過軟件將CWSI圖像轉(zhuǎn)換為可視化溫度圖像,為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究提供非常重要的技術(shù)支撐,革新了農(nóng)業(yè)和生命科學(xué)研究手段。

在旱季,人們通常感興趣的是干旱對(duì)作物的實(shí)際影響。該影響不僅取決于氣候條件,而且還取決于地下水干旱、植物根系大小等。用CWSI相機(jī)測(cè)量植物的水分脅迫可幫助我們快速確定干旱對(duì)作物的真實(shí)影響。CWSI Analyzer軟件與CWSI相機(jī)密切配合,能在很短的時(shí)間內(nèi)從海量圖像生成潛在的產(chǎn)量圖。使用無(wú)人機(jī)平臺(tái)搭載CWSI相機(jī),即可獲得飛行過程中作物水分脅迫的實(shí)際值,或使用收集到的數(shù)據(jù)創(chuàng)建概覽地圖。通過對(duì)比不同年份不同水分脅迫下的產(chǎn)量,可繪制當(dāng)前水分脅迫下潛在產(chǎn)量圖。

一、主要應(yīng)用

l 水狀況監(jiān)測(cè)-監(jiān)測(cè)水分脅迫:

作物在生長(zhǎng)季節(jié)的缺水狀況。無(wú)論作物是否灌溉。特殊彩色地圖“Crop”和“CropStep”可用。

l 灌溉管理:

灌溉系統(tǒng)優(yōu)化既包括確定合適的土壤傳感器位置,也包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化。特殊彩色地圖“Water”和“WaterStep”可用。

l 表型研究:

不同的植物品種對(duì)可用水量敏感程度。CWSI相機(jī)將幫助您確定與其他物種的植物相比,特定物種的植物處于水脅迫的頻率。

l 生物量覆蓋指數(shù):

實(shí)時(shí)計(jì)算大田植物百分比。

l 基于溫度和CWSI測(cè)量的其他應(yīng)用:

土壤水分監(jiān)測(cè)保墑、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、森林資源管理等。

二、技術(shù)參數(shù)

Agro相機(jī)主要功能描述

CWSI機(jī)上實(shí)時(shí)處理

機(jī)上實(shí)時(shí)評(píng)估作物水分脅迫指數(shù),**、*小、中心點(diǎn)溫度測(cè)量

機(jī)載操作系統(tǒng)

WIRIS OS操作系統(tǒng),用于在飛行過程中進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流傳輸和評(píng)估

——確保相機(jī)全部功能可用

——易于通過S.Bus、CAN bus、MavLink、RJ-45或觸發(fā)器控制

生物量覆蓋指數(shù)(%)

RGB圖中實(shí)時(shí)計(jì)算植被定量百分比

Agro相機(jī)規(guī)格

傳感器分辨率

640×512像素

CWSI實(shí)時(shí)評(píng)估

Agro相機(jī)技術(shù)基于作物水分脅迫指數(shù)(歸一化值為0到1),提供了關(guān)于大面積作物脅迫和作物水分管理的信息。這些信息可用于確定產(chǎn)量圖、管理灌溉或執(zhí)行與水管理有關(guān)的補(bǔ)救措施。

FPA傳感器尺寸

1.088×0.8705cm

傳感器類型

LWIR長(zhǎng)波紅外傳感器

CWSI評(píng)估范圍

0-100%(100%表示嚴(yán)重受迫)

溫度敏感度

0.03℃(30mK)

視場(chǎng)角

45°(13mm)

CWSI彩色地圖

提供4種彩色地圖,用于CWSI和水管理評(píng)估

CWSI范圍設(shè)置

自動(dòng)、手動(dòng)

CWSI數(shù)字變焦

1-14倍連續(xù)

Coreplayer軟件

包含

3D制圖軟件兼容性

Agisoft和Pix4D

數(shù)碼可見光相機(jī)

分辨率

1920×1080像素(全高清畫質(zhì)),1/3″傳感器,自動(dòng)白平衡,寬動(dòng)態(tài)范圍,背光補(bǔ)償,曝光和Gamma控制,3D降噪功能

光學(xué)變焦

10倍光學(xué)減震變焦

視場(chǎng)角

超變焦6.9°-超寬58.2°,焦距33.0mm-3.3mm

生物量覆蓋指數(shù)

調(diào)用閾值函數(shù)實(shí)時(shí)計(jì)算指數(shù)

聚焦

自動(dòng)對(duì)焦與直接變焦同步

存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)記錄

存儲(chǔ)

內(nèi)置128GB高速SSD,用于存儲(chǔ)影像和視頻記錄

外部卡槽為微型SD卡和U盤,用于存儲(chǔ)影像

影像和視頻格式

CWSI JPEG、TIFF和全高清畫質(zhì)數(shù)碼JPEG影像

數(shù)碼相機(jī)h.264編碼高清視頻

全幀CWSI視頻(原始數(shù)據(jù)記錄)

GPS地理標(biāo)簽(影像和視頻)

MavLink或外部GPS或兼容DJI A3控制器(通過CAN bus連接)

接口&實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制

10-pin數(shù)字端口

S.BUS、CAN bus、MavLink、外部GPS連接、外部觸發(fā)

以太網(wǎng)(RJ-45)端口

視頻流媒體和相機(jī)控制(有特殊需求時(shí)可選)

微型USB2.0端口

大容量存儲(chǔ)

相機(jī)控制和視頻流(有特殊需求時(shí)可選)

USB 2.0端口

連接鍵盤用于室內(nèi)相機(jī)控制

遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)

CWSI OS確保飛行過程中實(shí)時(shí)控制相機(jī)所有功能

遠(yuǎn)程控制選項(xiàng)

S.BUS協(xié)議

CAN bus用于DJI M600實(shí)時(shí)控制和GPS地理標(biāo)記

RJ-45用于無(wú)線上行鏈路安裝(視頻流和相機(jī)控制)

鏡頭保護(hù)濾波片

濾光片在飛行過程中保護(hù)鏡頭不受外部損傷

相機(jī)功能

測(cè)量功能:

——CWSI在線評(píng)估,包含4種不同彩圖

——CWSI單點(diǎn)評(píng)估(中心),基于溫度信息

——生物量指數(shù)實(shí)時(shí)百分比評(píng)估

——實(shí)時(shí)溫度測(cè)量(**、*小、中心點(diǎn))

定時(shí)拍攝:

——同步拍攝CWSI圖像,CWSI視頻和可見光圖像

相機(jī)可視化模式

畫中畫模式、全屏RGB分割模式、雙屏顯示

微型HDMI視頻輸出

1280×720像素(720p),縱橫比16:9,微型HDMI視頻輸出

軟件&SDK

桌面軟件

先進(jìn)的CWSI數(shù)據(jù)評(píng)估軟件,可將CWSI圖像轉(zhuǎn)換為溫度圖像

電源,重量&尺寸

輸入電壓

9-36V DC,同軸2×6.4mm,外殼-GND,平均功耗12W

重量

<430g

尺寸(長(zhǎng)×寬×高)

83mm×85mm×68mm

安裝

2×1/4-20UNC螺孔(1個(gè)位于底部,1個(gè)位于頂部)

外殼材質(zhì)

經(jīng)久耐用的鋁制機(jī)身,長(zhǎng)期測(cè)量穩(wěn)定可靠

環(huán)境參數(shù)

工作溫度

-10℃至﹢50℃

存儲(chǔ)溫度

-30℃至﹢60℃

三、應(yīng)用案例

1)作物干旱的實(shí)際影響研究

在旱季,人們通常感興趣的是干旱對(duì)作物的實(shí)際影響。這些影響不僅取決于所謂的氣候干旱條件,而且還取決于地下水干旱、植物根系的大小等。利用WIRIS Agro測(cè)量植物的水分脅迫將有助于用戶確定干旱對(duì)作物的實(shí)際影響,如下圖所示,田間作物CWSI值普遍在0.5一下,說明整體干旱程度較低。

2)生物量覆蓋指數(shù)計(jì)算

BCI(生物量覆蓋指數(shù))與RGB場(chǎng)景中植被數(shù)量的評(píng)價(jià)有關(guān)。基于RGB相機(jī)的可見光數(shù)據(jù),對(duì)包含綠色植被的地面進(jìn)行評(píng)估,并將這些區(qū)域與RGB圖像中被白色掩蓋的其他(非植被)區(qū)域的百分比進(jìn)行比較。BCI可由用戶通過簡(jiǎn)單的閾值調(diào)整,植物百分比實(shí)時(shí)測(cè)量顯示,如下圖所示甘藍(lán)占比為65%。

易科泰公司憑借多年在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域儀器技術(shù)研發(fā)集成及推廣經(jīng)驗(yàn),結(jié)合Agro成像儀的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn),率先將該相機(jī)引入EcoDrone專業(yè)無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)和陸基水分脅迫測(cè)量監(jiān)測(cè)平臺(tái),通過選配多光譜、高光譜及葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù),并配合土壤水分、空氣溫濕度、莖流等監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),組成完整的陸空雙基作物數(shù)字化系統(tǒng),為大田作物及森林植被水分脅迫監(jiān)測(cè)、作物產(chǎn)量預(yù)估、表型研究及指導(dǎo)灌溉方面,提供方便、快速、一體化的解決方案。

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10分

易用性

10分

性價(jià)比

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