无人机+多光谱相机，打造农林行业应用新武器收藏

   随着“无人机+”时代的不断深入，无人机产业可以应用到各行各业，小到消费级的航拍摄影，大到无人机的行业应用人们让无人机搭载高分辨率CCD相机、热红外相机、多镜头相机等各种传感器系统获取数据，从而满足航拍、电力巡线、建模、农情监测等行业的需求。

理论基础    多光谱相机可分为三类:第一是多镜头型多光谱照相机它具有多个镜头，每个镜头各有一个滤光片，分别让一种较窄光谱的光通过，多个镜头同时拍摄同一景物，同时记录几个不同光谱带的图像信息；第二是多相机型多光谱照相机。

它是由几台照相机组合在一起，各台照相机分别带有不同的滤光片，分别接收景物的不同光谱带上的信息，同时拍摄同一景物，各获得一套特定光谱带的胶片；第三是单镜头多光谱照相机它采用一个镜头拍摄景物，在探测器的像元上分别镀不同波段的滤波膜实现多光谱成像。

此技术大大降低了多光谱成像的成本这三种多光谱照相机中，单镜头马赛克式多光谱相机的优点是结构简单，图像重叠精度高，但成像质量较差;多镜头和多相机型照相机也难准确地对准同一地方，重叠精度较差，同时，重叠的处理时间也较长。

   在农作物长势监测方面农业上使用的无人机种类繁多，有无人直升机、固定翼无人机、多旋翼无人机等多种机型，上海昊量光电设备有限公司多次的配合客户完成农作物长势检测选用较多的是多旋翼无人机辅助作业优势如下：

1)相对无人直升机，多旋翼操作简单，成本低；2)相对于固定翼无人机，多旋翼无人机可以根据需要调节飞行速度，载荷相对大些，可以根据需要搭载各种传感器；3)多旋翼无人机飞行速度可控，飞行高度可调且可以低空飞行，同时多旋翼无人机不受起飞降落场地的限制，飞行载荷较大，可同时搭载多种农用传感器。

   可以采用五镜头多光谱相机RedEdge-MX，分别对应红光、绿光、蓝光、红边、以及近红外，或者采用带RGB通道的五镜头相机Sequoia根据采集的数据选择归一化差分植被指数（Normalized Difference Vegetation Index, NDVI）来综合反映农作物的生长分布和覆盖情况。

   植物叶面在可见光红光波段有很强的吸收特性，在近红外波段有很强的反射特性，这是植被遥感监测的物理基础通过这两个波段测值组合得到的NDVI指数，对土壤背景变化敏感，能较好地识别植被和水体在植被处于中、低覆盖度时，该指数随覆盖度的增加而迅速增大，当达到一定覆盖度后增长缓慢，所以适用于植被早、中期生长阶段的动态监测。

NDVI = (ρNIR-ρR)/(ρNIR+ρR)    式中：ρNIR是近红外波段的反射率，ρR是红光波段的反射率可见光红光波段（0.58-0.68μm）位于叶绿素吸收带，近红外波段（0.75-1.10μm）位于绿色植物光谱高反射区。

NDVI取值范围：-1～1，NDVI值近似为0表示无植被的裸土区；NDVI正值表示有植被覆盖，且随覆盖度增大而增大，大于0.7表明该区域植被密度较高；而地面覆盖云、水、雪区域NDVI是负值NDVI是植物空间密度和植物生长状态的最佳指示因子，与植被覆盖的分布密度呈线性相关关系，一般应用于检测植被生长状态、植被覆盖等领域。

实际应用：    根据不同需要可以将波段进行组合计算得到植被指数，这边计算的是NDVI指数图结合图表可以看出：红色区域表示有水区域，接近0值部分是道路和裸土，绿色较密集区域植被覆盖较好，下边部分由于农作物正处于出苗期，叶面积小，NDVI值较小呈现土黄色。

   图表体现了这个区域本时段植被分布情况以及植被覆盖比值鉴于这种情况，我们可以对这个区域作定期监测，同样以NDVI指数作为参评标准，这样可以得到农作物生长期的发育状况，作为产量评估和虫害评估的主要依据，对时时高效的监测作物生长状况，提高作物的实际产量具有显著意义。

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