旋翼無人機的農業低空高光譜遙感技術探討

段新宇

（黑龍江省農業科學遙感技術中心，哈爾濱 150086）

旋翼無人機的農業低空高光譜遙感技術探討

段新宇

（黑龍江省農業科學遙感技術中心，哈爾濱 150086）

旋翼無人機搭載高光譜遙感設備，利用反射光譜探測作物信息，由于無人機的輕便性，低空飛行特點，使得該項技術在農業領域的運用優勢較高空衛星遙感技術更明顯，不僅成本低，而且能高效、靈活地實時獲取大面積、高空間分辨率的農作物信息。文章介紹該技術的發展及應用，以期為農業生產提供幫助。

旋翼無人機 農業 高光譜 遙感技術

隨著我國農業現代化的發展，對農作物的管理要求更高，需要更科學、精準的管理模式，農業規?；l展需要對大面積農作物進行精確和實時快速的監測，以掌握農作物的生長發育情況，對養分和水分的需求信息，為施肥、澆灌、噴灑農藥等田間管理提供科學依據。為實現這一目標，必須先建立數字化管理的農業基礎，需要采集大量數據。近年來，旋翼無人機在農業領域的利用給農業生產數據采集帶來了極大便利，促進了農業管理現代化的發展，特別是無人機的低空農作物成像高光譜遙感技術，值得進一步探討。

1 旋翼無人機以及高光譜遙感技術的概念

1.1 旋翼無人機概念

旋翼無人機是一種利用無線電遙控設備和自備的程序控制裝置操縱的不載人多旋翼飛行器，按飛行高度分為高空、低空無人機。運用在農業領域的一般是低空無人機。

1.2 高光譜遙感技術的概念

高光譜遙感技術全稱為高光譜分辨率遙感技術，是利用電磁波（波段＜10 nm）獲取有關數據；高光譜圖像是由成像光譜儀獲取，像光儀為每個像元提供數十至數百個窄波段光譜信息，產生一條完整而連續的光譜曲線，在成像過程中，利用成像光譜儀以納米級的光譜分辨率，以幾十或幾百個波段同時對地表地物成像，能夠獲得地物的連續光譜信息，能實現地物空間信息、輻射信息、光譜信息的同步獲取，寬波段遙感中不可探測的物質，在高光譜中都能被探測到。該技術是近些年來迅速發展起來的一種全新遙感技術，是集探測器技術、計算機技術、信息處理技術于一體的綜合性技術，有巨大的應用價值和廣闊的發展前景。

2 農業遙感技術的發展

根據有關資料，農業是遙感技術最先投入使用的領域，也是通過遙感技術的使用收益比較明顯的領域。在美國，統計數據表明，農業遙感的收益占遙感應用總收益的70%。在農業領域，遙感技術被廣泛運用在資源調查、農作物產量摸底等方面。近年來，隨著無人機技術的快速發展，給高光譜遙感技術發展提供了很好的搭載平臺，從原來的高空衛星遙感技術到發展至今的無人機低空高光譜遙感技術，遙感技術在農業領域的運用成本降低了，精度卻更高了，為現代農業的規模化、精確化發展提供了良好的機遇。

3 旋翼無人機的農業低空遙感技術運用

無人機的低空農作物成像光譜遙感是利用旋翼無人機搭載高光譜遙感設備，利用反射光譜探測作物信息，由于無人機的輕便性，低空飛行特點，使得這項技術在農業領域的運用優勢較高空衛星遙感技術更有優勢，不僅成本低，而且能高效、靈活地實時獲取大面積、高空間分辨率的農作物信息。在具體使用中，結合先進的信息技術，建立基于特定目標數據的統計模型，能夠進一步實現農作物生長情況和作物災害現象的光譜反演。

我國已經利用無人機和成像光譜儀結合，研制出基于無人機的農業低空高光譜的新型遙感技術平臺，可以遙感獲取到高分辨率、圖譜合一的數據。另外，結合衛星遙感，能對不同區域、不同品種作物的監測更全面?？梢詽M足現代農業生產對農作物生產管理的需求，為精準農業信息獲取的難題提供了優秀的解決方案。在2015年，我國陜西首次采用無人機搭載微型高光譜成像儀，先后2次成功獲取了楊凌揉谷試驗區近3 km2的高光譜數據，這些數據質量均達到了預期標準。經過分析、處理采集到的數據，準確地判斷出了植物的生長狀況以及土壤內有機物含量等信息。

4 結語

利用大數據分析農作物長勢、病蟲害和農田墑情等信息可以讓農業生產更加精準高效。而利用無人機的低空高光譜遙感技術能方便快捷地獲取大數據資源，該項技術運用成本相對較低，能夠克服傳統航天技術代價高、時效性不強等難題，有利于農業領域開展大范圍，高頻次的數據獲取，研究意義重大。

[1] 王人潮，蔣亨顯，王珂，等．論中國農業遙感與信息技術發展戰略．科技通報，1999，15（1）：1～7