農業測繪無人機是指在農田、牧場、林地等區域使用的一種用于測量與分析的無人機,是由地面控制點與飛行器建立聯系,通過傳輸裝置將飛行數據信息發送到地面工作站,由工作站的操作人員遠程控制飛行器。
在農業測繪無人機中應用較多的主要是傾斜攝影+激光雷達測繪以及多光譜相機+激光雷達相結合的方法。通過傾斜攝影可以獲取農田地表的高分辨率影像。采用多光譜儀進行多波段數據處理,可以獲得光譜信息、圖像信息等更全面的影像和圖像信息,從而更好地指導農作物的種植和管理。
多光譜相機與激光雷達相結合是目前應用較多、應用較廣、效果較好的一種技術方案,利用多波段多光譜相機進行圖像獲取、處理和解譯過程中,不僅可以獲得大范圍內農作物覆蓋情況,還可以將地表紋理映射到不同區域內進行對比分析。
1、傾斜攝影
隨著航空攝影技術的發展,無人機可以實現傾斜攝影,通過控制無人機的傾斜角度來獲取農田地表的高分辨率影像。在農作物種植管理方面應用較多。在農業無人機航測系統中,通過控制傾斜攝影機和相機的相對位置來實現對農作物的垂直成像,即獲取農田區域地表高分辨率影像信息。
(1)垂直成像:通過控制傾斜攝影機和攝影設備之間的相對角度就可以獲得農田區域地面紋理特征;
(2)平移成像:通過控制攝影裝置和地面相對角度,獲取農田區域地面影像信息。
2、激光雷達測繪
激光雷達是一種通過發射高能光束來測量物體距離、速度和角度的測量系統。利用激光雷達三維高分辨率信息可實現快速建模,對地形進行實時監測。與傳統三維模型相比,其具有精度高、速度快、無噪聲等特點,能對復雜地形進行快速建模。可以根據需要選擇不同的激光雷達類型,如單頻或雙頻及多脈沖激光器等類型。目前國內大部分的農業測繪無人機都采用了多光譜相機+激光雷達相結合的方案。
3、多光譜相機
多光譜相機是將多個波段的傳感器通過一個通道,在同一波長下同時拍攝多張圖像。根據像素大小和光譜范圍可分為大像素相機和小像素相機;根據工作波段分為可見、近紅外(NIR)攝影、近紅外+可見光(IR)攝影。目前國內農業測繪無人機所采用的多光譜相機為多波段成像,即由兩個或多個波長不同的傳感器構成的一種成像方式。
1、農田環境監測;
2、農作物長勢監測;
3、區域環境信息獲取;
4、精準施肥。
在多光譜相機+激光雷達相結合的應用中,農業測繪無人機可將農作物生長過程中的關鍵指標進行實時監測,如植株高度、株高、葉片數等,從而提高農作物產量,改善農產品品質。