农业测绘无人机是指在农田、牧场、林地等区域使用的一种用于测量与分析的无人机,是由地面控制点与飞行器建立联系,通过传输装置将飞行数据信息发送到地面工作站,由工作站的操作人员远程控制飞行器。
在农业测绘无人机中应用较多的主要是倾斜摄影+激光雷达测绘以及多光谱相机+激光雷达相结合的方法。通过倾斜摄影可以获取农田地表的高分辨率影像。采用多光谱仪进行多波段数据处理,可以获得光谱信息、图像信息等更全面的影像和图像信息,从而更好地指导农作物的种植和管理。
多光谱相机与激光雷达相结合是目前应用较多、应用较广、效果较好的一种技术方案,利用多波段多光谱相机进行图像获取、处理和解译过程中,不仅可以获得大范围内农作物覆盖情况,还可以将地表纹理映射到不同区域内进行对比分析。
1、倾斜摄影
随着航空摄影技术的发展,无人机可以实现倾斜摄影,通过控制无人机的倾斜角度来获取农田地表的高分辨率影像。在农作物种植管理方面应用较多。在农业无人机航测系统中,通过控制倾斜摄影机和相机的相对位置来实现对农作物的垂直成像,即获取农田区域地表高分辨率影像信息。
(1)垂直成像:通过控制倾斜摄影机和摄影设备之间的相对角度就可以获得农田区域地面纹理特征;
(2)平移成像:通过控制摄影装置和地面相对角度,获取农田区域地面影像信息。
2、激光雷达测绘
激光雷达是一种通过发射高能光束来测量物体距离、速度和角度的测量系统。利用激光雷达三维高分辨率信息可实现快速建模,对地形进行实时监测。与传统三维模型相比,其具有精度高、速度快、无噪声等特点,能对复杂地形进行快速建模。可以根据需要选择不同的激光雷达类型,如单频或双频及多脉冲激光器等类型。目前国内大部分的农业测绘无人机都采用了多光谱相机+激光雷达相结合的方案。
3、多光谱相机
多光谱相机是将多个波段的传感器通过一个通道,在同一波长下同时拍摄多张图像。根据像素大小和光谱范围可分为大像素相机和小像素相机;根据工作波段分为可见、近红外(NIR)摄影、近红外+可见光(IR)摄影。目前国内农业测绘无人机所采用的多光谱相机为多波段成像,即由两个或多个波长不同的传感器构成的一种成像方式。
1、农田环境监测;
2、农作物长势监测;
3、区域环境信息获取;
4、精准施肥。
在多光谱相机+激光雷达相结合的应用中,农业测绘无人机可将农作物生长过程中的关键指标进行实时监测,如植株高度、株高、叶片数等,从而提高农作物产量,改善农产品品质。