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WIRIS Agro作物水分胁迫成像监测系统

WIRIS Agro作物水分胁迫成像监测系统

WIRIS Agro作物水分胁迫成像监测系统
  • 发布时间: 2019-08-07 09:09
  • 发布人:
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作物水分胁迫指数(CWSI)是1981年发展起来的一项标准化指标,用以量化胁迫,克服其他环境参数对胁迫与植物温度关系的影响,该指数对植物生理生态研究意义非凡。

WIRIS Agro相机是由Workswell公司长期与中欧领先的生命科学研究机构:作物研究所和捷克布拉格生命科学大学合作开发的一款专用于精准农业领域测量大面积水胁迫的专利产品。该相机由LWIR长波红外传感器(640×512)和10倍光学变焦RGB镜头(1920×1080)组成。该相机可直接测量得到作物水分胁迫指数图及高清RGB图,通过这些信息可用于确定产量分布、优化灌溉或控制水管理等补救措施,也可实时测量温度并通过软件将CWSI图像转换为可视化温度图像,为精准农业研究提供非常重要的技术支撑,革新了农业和生命科学研究手段。

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在旱季,人们通常感兴趣的是干旱对作物的实际影响。该影响不仅取决于气候条件,而且还取决于地下水干旱、植物根系大小等。用CWSI相机测量植物的水分胁迫可帮助我们快速确定干旱对作物的真实影响。CWSI Analyzer软件与CWSI相机密切配合,能在很短的时间内从海量图像生成潜在的产量图。使用无人机平台搭载CWSI相机,即可获得飞行过程中作物水分胁迫的实际值,或使用收集到的数据创建概览地图。通过对比不同年份不同水分胁迫下的产量,可绘制当前水分胁迫下潜在产量图。

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一、主要应用

l水状况监测-监测水分胁迫:

作物在生长季节的缺水状况。无论作物是否灌溉。特殊彩色地图“Crop”和“CropStep”可用。

l灌溉管理:

灌溉系统优化既包括确定合适的土壤传感器位置,也包括结构优化。特殊彩色地图“Water”和“WaterStep”可用。

l表型研究:

不同的植物品种对可用水量敏感程度。CWSI相机将帮助您确定与其他物种的植物相比,特定物种的植物处于水胁迫的频率。

l生物量覆盖指数:

实时计算大田植物百分比。

l基于温度和CWSI测量的其他应用:

土壤水分监测保墒、精准农业、智慧农业、森林资源管理等。

二、技术参数

Agro相机主要功能描述

CWSI机上实时处理

机上实时评估作物水分胁迫指数

生物量覆盖指数(%)

RGB图中实时计算植被定量百分比

Agro相机规格

传感器分辨率

640×512像素

传感器类型

LWIR长波红外传感器

CWSI数字变焦

1-14倍连续

数码可见光相机

分辨率

1920×1080像素(全高清画质)

聚焦

自动对焦与直接变焦同步

存储和数据记录

存储

内置128GB高速SSD,用于存储影像和视频记录

外部卡槽为微型SD卡和U盘,用于存储影像

GPS地理标签(影像和视频)

MavLink或外部GPS或兼容DJI A3控制器

接口&实时远程控制

相机可视化模式

画中画模式、全屏RGB分割模式、双屏显示

微型HDMI视频输出

1280×720像素(720p),纵横比16:9,微型HDMI视频输出

软件&SDK

桌面软件

先进的离线CWSI数据评估软件:Coreplayer

电源,重量&尺寸

输入电压

9-36V   DC, 同轴2×6.4mm,外壳-GND

外壳材质

经久耐用的铝制机身,长期测量稳定可靠

环境参数

工作温度

-10℃至﹢50℃

三、应用案例

(1)作物干旱的实际影响研究

在旱季,人们通常感兴趣的是干旱对作物的实际影响。这些影响不仅取决于所谓的气候干旱条件,而且还取决于地下水干旱、植物根系的大小等。利用WIRIS Agro测量植物的水分胁迫将有助于用户确定干旱对作物的实际影响,如下图所示,田间作物CWSI值普遍在0.5一下,说明整体干旱程度较低。

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(2)生物量覆盖指数计算

BCI(生物量覆盖指数)与RGB场景中植被数量的评价有关。基于RGB相机的可见光数据,对包含绿色植被的地面进行评估,并将这些区域与RGB图像中被白色掩盖的其他(非植被)区域的百分比进行比较。BCI可由用户通过简单的阈值调整,植物百分比实时测量显示,如下图所示甘蓝占比为65%。

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易科泰公司凭借多年在农业、林业、生态环境领域仪器技术研发集成及推广经验,结合Agro成像仪的优势特点,率先将该相机引入EcoDrone专业无人机遥感平台和陆基水分胁迫测量监测平台,通过选配多光谱、高光谱及叶绿素荧光成像技术,并配合土壤水分、空气温湿度、茎流等监测网络,组成完整的陆空双基作物数字化系统,为大田作物及森林植被水分胁迫监测、作物产量预估、表型研究及指导灌溉方面,提供方便、快速、一体化的解决方案。