1旋翼無(wú)人機(jī)的應(yīng)用

1.1 旋翼無(wú)人機(jī)的技術(shù)組成

旋翼無(wú)人機(jī)是一個(gè)整體的系統(tǒng)，由無(wú)人機(jī)機(jī)體本身、任務(wù)載荷和地面通信基站共同組成，旋翼無(wú)人機(jī)的任務(wù)載荷可以根據(jù)實(shí)際需要來(lái)進(jìn)行更換。而地面通信基站是整個(gè)系統(tǒng)的控制中心，決定著無(wú)人機(jī)的運(yùn)行，可以有效控制無(wú)人機(jī)的飛行路線和做好數(shù)據(jù)采集工作。旋 翼無(wú)人機(jī)主要應(yīng)用的技術(shù)有無(wú)線通信技術(shù)、GPS導(dǎo)航技術(shù)、傳感器技術(shù)和軟件技術(shù)。

1.2國(guó)內(nèi)外旋翼無(wú)人機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

旋翼無(wú)人機(jī)在國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家的應(yīng)用較廣，美國(guó)通過(guò)先進(jìn)的自動(dòng)導(dǎo)航和精密控制技術(shù)對(duì)旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行廣泛應(yīng)用，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率大幅上升;日本也大量應(yīng)用旋翼無(wú)人機(jī)進(jìn)行植物保護(hù)作業(yè)，目前，已經(jīng)形成了極為完善的一套操作流程和規(guī)范;相比之下，我國(guó)旋翼無(wú)人機(jī)的研究和應(yīng)用起步較晚，但發(fā)展速度較快，當(dāng)前，我國(guó)旋翼無(wú)人機(jī)的研究進(jìn)入了新的階段，已在低空高光譜遙感技術(shù)方面得到了廣泛應(yīng)用。

2高光譜遙感技術(shù)的應(yīng)用

高光譜遙感技術(shù)主要用來(lái)監(jiān)測(cè)地面農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀態(tài)，把所得到的信息進(jìn)行整合，以及時(shí)提供有效的信息，同時(shí)，這項(xiàng)技術(shù)對(duì)于預(yù)測(cè)災(zāi)害方面也十分有效，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用可以有效提高農(nóng)業(yè)管理水平和減少農(nóng)業(yè)管理成本。從應(yīng)用方向上看，高光譜遙感技術(shù)主要應(yīng)用于以下三個(gè)方面：一是，研究農(nóng)作物葉片光譜特征，通過(guò)對(duì)葉片光譜特征的研究，對(duì)土壤內(nèi)水分含量、農(nóng)作物葉片葉綠素含量等進(jìn)行分析，從而為農(nóng)技人員優(yōu)化作物種植管理方案提供參考;二是，能夠預(yù)測(cè)農(nóng)作物的生長(zhǎng)勢(shì)頭，高光譜遙感技術(shù)能夠?qū)θ~面積指數(shù)和生物量?jī)蓚€(gè)方面進(jìn)行監(jiān)測(cè)，而且這項(xiàng)技術(shù)對(duì)葉片沒(méi)有破壞性，可以得 到精確的葉面積指數(shù)，在此基礎(chǔ)上，通過(guò)搭建葉面積指數(shù)反演模型，來(lái)對(duì)農(nóng)作物的長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè);三是，能夠監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生理性狀，重點(diǎn)是對(duì)農(nóng)作物的光合作用和氮含量進(jìn)行監(jiān)測(cè)，通過(guò)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的光合作用狀態(tài)可以預(yù)測(cè)農(nóng)作物的生理狀況，而對(duì)氮含量的監(jiān)測(cè)，可以為施肥提供參考，實(shí)現(xiàn)科學(xué)、合理的施肥，避免浪費(fèi)肥料，確保農(nóng)作物健康生長(zhǎng)。

3高光譜遙感技術(shù)分析

3.1高光譜遙感圖像采集過(guò)程

高光譜遙感圖像的采集的通過(guò)旋翼無(wú)人機(jī)平臺(tái)來(lái)實(shí)現(xiàn)，在采集過(guò)程中，要注意對(duì)無(wú)人機(jī)平臺(tái)的飛行參數(shù)和飛行線路進(jìn)行科學(xué)的規(guī)劃，同時(shí)對(duì)拍攝參數(shù)也需要進(jìn)行精細(xì)控制。通常來(lái)講，采集方式都是定點(diǎn)采集，即無(wú)人機(jī)到達(dá)預(yù)設(shè)地點(diǎn)之時(shí)向相機(jī)發(fā)出拍攝指令，這種做法可以使圖像重疊率得到有效保證，從而提高采集效率并獲得高質(zhì)量的采集圖像。高光譜遙感圖像采集過(guò)程主要分為以下四步：第一步是無(wú)人機(jī)平臺(tái)的飛行參數(shù)確定，主要包括無(wú)人機(jī)平臺(tái)的飛行高度、飛行速度和圖像重疊率。在確定參數(shù)時(shí)，要注意這些參數(shù)不是互相獨(dú)立的，而是互相影響的，因此，需要結(jié)合任務(wù)實(shí)際需求和設(shè)備本身性能來(lái)綜合考量。實(shí)際應(yīng)用中，要最先確定重疊率以保證圖像精度，然后根據(jù)分辨率確定飛行高度，最后根據(jù)相機(jī)的頻率確定速度。第二步是飛行路線規(guī)劃，飛行路線是根據(jù)飛行參數(shù)所確定的，在日常應(yīng)用中，多采取“之”字形的飛行路線，這樣可以對(duì)農(nóng)田區(qū)域進(jìn)行較為全面的拍攝，做到不留死角。第三步是對(duì)相機(jī)的參數(shù)確定，主要是確定相機(jī)焦距、曝光時(shí)間等。焦距決定著圖像采集的清晰度，在確定焦距過(guò)程當(dāng)中，不建議采取自動(dòng)對(duì)焦模式，因?yàn)檫@會(huì)使得圖像拍攝時(shí)間變長(zhǎng)，從而出現(xiàn)丟圖現(xiàn)象;曝光時(shí)間也要嚴(yán)格確定好，曝光時(shí)間過(guò)長(zhǎng)會(huì)損失一部分遙感信 息，曝光時(shí)間過(guò)短會(huì)使得圖像信噪比降低。在選取參數(shù)時(shí)，要注意到各參數(shù)之間的相互影響，而找到一個(gè)平衡點(diǎn)。并且，采集過(guò)程對(duì)環(huán)境的光照度也有一定要求，因此，原則上應(yīng)當(dāng)在正午前后的兩小時(shí)范圍內(nèi)進(jìn)行高光譜遙感圖像的采集工作。最后一步是遙感圖像的采集工作，這一環(huán)節(jié)相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要將相機(jī)鏡頭調(diào)節(jié)到豎直向下的位置，圖像采集工作即可在無(wú)人機(jī)飛行過(guò)程中自動(dòng)進(jìn)行。

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審核編輯：湯梓紅