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WIRIS Agro作物水分脅迫成像監測系統

WIRIS Agro作物水分脅迫成像監測系統

WIRIS Agro作物水分脅迫成像監測系統
  • 發布時間: 2019-08-07 09:09
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作物水分脅迫指數(CWSI)是1981年發展起來的一項標準化指標,用以量化脅迫,克服其他環境參數對脅迫與植物溫度關系的影響,該指數對植物生理生態研究意義非凡。

WIRIS Agro相機是由Workswell公司長期與中歐領先的生命科學研究機構:作物研究所和捷克布拉格生命科學大學合作開發的一款專用于精準農業領域測量大面積水脅迫的專利產品。該相機由LWIR長波紅外傳感器(640×512)和10倍光學變焦RGB鏡頭(1920×1080)組成。該相機可直接測量得到作物水分脅迫指數圖及高清RGB圖,通過這些信息可用于確定產量分布、優化灌溉或控制水管理等補救措施,也可實時測量溫度并通過軟件將CWSI圖像轉換為可視化溫度圖像,為精準農業研究提供非常重要的技術支撐,革新了農業和生命科學研究手段。

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在旱季,人們通常感興趣的是干旱對作物的實際影響。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相機測量植物的水分脅迫可幫助我們快速確定干旱對作物的真實影響。CWSI Analyzer軟件與CWSI相機密切配合,能在很短的時間內從海量圖像生成潛在的產量圖。使用無人機平臺搭載CWSI相機,即可獲得飛行過程中作物水分脅迫的實際值,或使用收集到的數據創建概覽地圖。通過對比不同年份不同水分脅迫下的產量,可繪制當前水分脅迫下潛在產量圖。

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一、主要應用

l水狀況監測-監測水分脅迫:

作物在生長季節的缺水狀況。無論作物是否灌溉。特殊彩色地圖“Crop”和“CropStep”可用。

l灌溉管理:

灌溉系統優化既包括確定合適的土壤傳感器位置,也包括結構優化。特殊彩色地圖“Water”和“WaterStep”可用。

l表型研究:

不同的植物品種對可用水量敏感程度。CWSI相機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:

實時計算大田植物百分比。

l基于溫度和CWSI測量的其他應用:

土壤水分監測保墑、精準農業、智慧農業、森林資源管理等。

二、技術參數

Agro相機主要功能描述

CWSI機上實時處理

機上實時評估作物水分脅迫指數

生物量覆蓋指數(%)

RGB圖中實時計算植被定量百分比

Agro相機規格

傳感器分辨率

640×512像素

傳感器類型

LWIR長波紅外傳感器

CWSI數字變焦

1-14倍連續

數碼可見光相機

分辨率

1920×1080像素(全高清畫質)

聚焦

自動對焦與直接變焦同步

存儲和數據記錄

存儲

內置128GB高速SSD,用于存儲影像和視頻記錄

外部卡槽為微型SD卡和U盤,用于存儲影像

GPS地理標簽(影像和視頻)

MavLink或外部GPS或兼容DJI A3控制器

接口&實時遠程控制

相機可視化模式

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

先進的離線CWSI數據評估軟件:Coreplayer

電源,重量&尺寸

輸入電壓

9-36V ? DC, 同軸2×6.4mm,外殼-GND

外殼材質

經久耐用的鋁制機身,長期測量穩定可靠

環境參數

工作溫度

-10℃至﹢50℃

三、應用案例

(1)作物干旱的實際影響研究

在旱季,人們通常感興趣的是干旱對作物的實際影響。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測量植物的水分脅迫將有助于用戶確定干旱對作物的實際影響,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。

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(2)生物量覆蓋指數計算

BCI(生物量覆蓋指數)與RGB場景中植被數量的評價有關。基于RGB相機的可見光數據,對包含綠色植被的地面進行評估,并將這些區域與RGB圖像中被白色掩蓋的其他(非植被)區域的百分比進行比較。BCI可由用戶通過簡單的閾值調整,植物百分比實時測量顯示,如下圖所示甘藍占比為65%。

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易科泰公司憑借多年在農業、林業、生態環境領域儀器技術研發集成及推廣經驗,結合Agro成像儀的優勢特點,率先將該相機引入EcoDrone專業無人機遙感平臺和陸基水分脅迫測量監測平臺,通過選配多光譜、高光譜及葉綠素熒光成像技術,并配合土壤水分、空氣溫濕度、莖流等監測網絡,組成完整的陸空雙基作物數字化系統,為大田作物及森林植被水分脅迫監測、作物產量預估、表型研究及指導灌溉方面,提供方便、快速、一體化的解決方案。

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