低空遥感技术及其在精准农业中的应用

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1、维普资讯http://www.cqvip.com土壤肥料2004(1)低空遥感技术及其在精准农业中的应用白由路，金继运，杨俐苹，张宁，王磊(中国农业科学院士壤肥料研究所，北京100081)摘要：以中国农业科学院土壤肥料研究所所进行的低空遥感为例，系统描述了低空遥感的技术体系、硬件设备的工作原理和影像处理过程。介绍了低空遥感技术在精准农业中的应用情况，如地块边界数字化、地块面积量算、作物种类识别、作物长势分析等。同时分析了低空遥感技术的应用前景。关键词：低空遥感；精准农业；GIS中图分类号：TP79文献标识码：A文章编号：1002—0616(2004)01—0003—04现代遥感技术应用于

2、农业生产已经有20多年的遥感的运载工具主要有轻型飞机、航模、飞艇和气球历史，它在作物认别、面积量算、作物长势监测、灾害等，由于轻型飞机受航空飞行管制、起降条件、飞行安评估和产量估计等方面取得了较大的成绩_1J。但全等因素的影响，作业费用一般较高，目前在低空遥是，由于遥感技术受分辨率、时间周期、地理、空域、气感中经常使用的是航模，或称微型无人飞机。在微型象条件等限制，作业成本极高，在一般的农业生产中无人飞机中，主要有固定翼和直升机两种，由于直升很难应用。为了克服航天、航空遥感的不足，一些发机飞行高度低，距离短，所以，以固定翼型无人飞机使达国家竞相投巨资研制高效、价廉的航模遥感技术，用较为普

3、遍。固定翼型无人机操作简单、造价低，能大的有如美国研制的太阳能高空长航时无人机，小的有一定的飞行高度和距离，是低空遥感较为理想的运有可置于掌心的微型探测飞行器等。其共同的特点载工具。是机动灵活、作业选择性强、准确度高、作业周期短、1．2传感器在以微型无人机为运载工具的低空遥时效性好、维护使用费低、经济实用、安全性好_2j。感中，由于其载重量有限，传感器的类型受到很大的我国在这方面也做了大量的工作J，但是由于受当限制，目前主要使用常规摄影器材，即普通照相机和时技术条件和科学技术水平的限制，研究进展缓慢。数码照相机。其它传感器如多光谱扫描仪、红外扫描近年来，随着地理信息系统(GIS)、全球卫

4、星定位系仪、测视雷达等均难以应用。所以，低空遥感的类型统(GPS)、图像处理技术和数码摄影摄像技术的发也主要以被动遥感为主。随着数码照相机和CCD技展J，给低空遥感技术带来前所未有的发展机遇。术的发展，使用数码照相机作为低空遥感的传感器具本文就其技术体系、硬件组成、应用情况及发展前景有较广阔的前景，原因为：首先，以数码相机作为传感作以系统介绍。器，更易于地面的监控，可以将数码相机的取景器用PAL或NTSC制式传送到地面，避免盲拍，使空中拍1低空遥感的技术体系摄成功率大为提高；其次，数码照的照片易于计算机低空遥感至今还没有一个确切的定义，一般认处理，减少了胶片在洗印过程中产生的色偏等问题；

5、为，高度在1000m以下的航空遥感称为低空遥感。还有，由于CCD的感光范围在可见光到红外波段，数同航天、航空遥感一样，低空遥感的技术系统也有运码相机稍加改造即能进行红外波段的反射光谱研究。载工具、传感器、信息传输、影像处理与判读等。这里1．3图像处理利用数码相机所获得的影像，在以中国农业科学院目前所进行的基于航模的低空遥GPS和GIS系统的支持下，即可进行影像的校正和感为例，介绍低空遥感的技术体系。拼接。该过程需要经过以下步骤：一是确定研究区域1．1运载工具目前所进行的1000m以下的低空中的明显的地物，并用GPS进行定点，得到地面精确的控制点坐标；二是将所拍摄的影像转入GIS，并将收稿

6、日期：2003．06．1O地面控制点建立成图层文件；三是将控制点图层与低基金项目：国家重点基础研究规划项目(G19990118—11)、上海重点空遥感影像进行配准，不是一幅影像时，可以先配准科技兴农项目。作者简介：自由路(1961．)，男，河南温县人，博士，研究员，博士生导再拼接，也可以先拼接再配准。图像配准并拼接完成师。长期从事±壤物理和精准农业研究。后，即可进行影像的判读。一3一维普资讯http://www.cqvip.com土壤肥料2004(1)1．4低空遥感的影像判读同航天、航空遥感一样，的取景器信号调制成PAL制式的视频信号，由视频影像判读是最终目的，通过低空遥感所获得的影像大

7、发射机送至地面，再由地面的视频接收机接收，送人多是可见光彩色影像，可通过目视判读，也可以在监视器，摄影操作员可根据监视器图像，操作摄影遥GIS上进行分析。控器，进行空中拍摄。由于微型无人机的飞行半径不超过1000m，所以，视频接收机以0．5～1．0w功率2低空遥感实施过程即可。为了避免两套遥控系统之间的干扰，最好采用精准农业是按照田间每一操作单元(区域、部位)型号不相同的遥控系统，频率相差在30KHz以上。的具体条件，精细准确地调整