UAV表型热成像传感器大比拼

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本文对几种用于植被监测和植物表型分析的UAV表型热成像传感器展演调查，植物表型资讯介绍如下：

近年来，随着无人机（UAV）的日益普及，以及无人机和热成像传感器成本降低和可用性的增强，这项技术得到了广泛的应用，尤其是在精准农业和植物表型方面。目前，市面上有几种低成本热成像仪系统，它们在各种应用中的功效和准确性尚未经过测试。为此，本文调查了三种商用无人机热像仪，包括ICI 8640 P系列（红外摄像机，美国）、FLIR Vue Pro R 640（FLIR系统，美国）和thermoMap（senseFly，瑞士），测试和评估了它们在森林监测、植被胁迫检测和植物表型分析方面的潜力。

无人机系统（UAV）和热像仪

测试站点位置和基于UAV的RGB图像

研究人员将这些摄像机安装在多旋翼或固定翼系统上，在美国密苏里州的圣路易斯（森林环境）、哥伦比亚（植物胁迫检测和表型）和亚利桑那州马里科帕县（高通量表型）的不同实验地点进行飞行试验。随后使用黑体、手持式热点成像仪、地面热目标、发射率和大气校正的程序校准热成像。并采用方差分析（ANOVA）、相机温度与植物生理生化性状的相关性分析、遗传性分析等一系列统计分析方法，检验相机对目标植物表型性状的敏感性和实用性，以及检测植物水分胁迫。此外，在对不同热像机的图像质量进行定量评价的基础上，研究人员还研制了一种非参考图像质量评估器，主要是基于不同尺度像素的空间关系来测量图像焦点。

收集热数据、无人机图像和植物性状数据的过程

使用支持向量机（SVM）分类去除非植被像素

研究发现：（1）基于无人机的热成像技术是精准农业的可行工具;（2）三种检测相机在植物表型分类方面具有可比性。总体而言，精准度与现场测量的地面温度和植物生理生化特性的估算能力相比，ICI 8640 P系列比其他两种摄像机表现更好，其次是FLIR Vue Pro R 640和thermoMap相机。这些结果表明，三台无人机热像仪均为精准农业和植物监测提供了有用的温度数据，其中ICI 8640 P系列最佳。在成本方面，FLIR Vue Pro R 640比其他两款相机更实惠，为各种应用提供了更低廉的选择。

美国圣路易斯森林公园的概述，右侧黑框代表目标区域，左侧是放大效果

来源：

Sagan, V.; Maimaitijiang, M.; Sidike, P.; Eblimit, K.; Peterson, K.T.; Hartling, S.; Esposito, F.; Khanal, K.; Newcomb, M.; Pauli, D.; Ward, R.; Fritschi, F.; Shakoor, N.; Mockler, T. UAV-Based High Resolution Thermal Imaging for Vegetation Monitoring, and Plant Phenotyping Using ICI 8640 P, FLIR Vue Pro R 640, and thermoMap Cameras.?Remote Sens.?2019,?11, 330.