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一文带你读懂精灵 4 多光谱版无人机

作者:admin      发布日期:2019-11-26   点击:

  前不久,DJI 大疆行业应用正式发布了精灵 4 多光谱版无人机。作为具备多光谱成像系统的航测一体机,精灵 4 多光谱版可采集高精度多光谱数据,广泛应用于农业、科研、环保等多个领域。

  精灵 4 多光谱版一经问世即备受关注。在聚焦其带来生产力革新的同时,大家也对它所携带的多光谱相机充满好奇。而获知多光谱技术的运作原理,则可以帮助快速了解这款相机的精妙之处。

   多光谱究竟是什么?

  太阳光是一种不同波长的连续光谱,其波长分布由短到长。不同颜色的可见光就是因波长差异而呈现出色彩变化。由于不同物体属性的区别,在接受到太阳光照射时,物体表面吸收与反射太阳光的比例也不尽相同。

  以农作物为例,通过观测与分析作物反射不同波段光谱的情况,可以对农作物的生长状况有更为精准的了解。

  多光谱图像传感器可以捕获光在特定波长的信息数据,通过使用滤光器或对特定波长敏感的仪器获取指定波段的地物信息。

   6 颗镜头的多光谱相机有何神奇之处

  精灵 4 多光谱版无人机采用一体式多光谱成像系统,集成了 1 个 可见光相机及 5 个多光谱相机,其中多光谱谱段的波长范围分别为:

  蓝光(B):450±16nm

  绿光(G):560±16nm

  红光(R):650±16nm

  红边(RE):730±16nm

  近红外(NIR):840±26nm。

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  6 部相机协同作业,分别负责可见光成像及多光谱成像。5 部独立的多光谱相机,为行业研究提供了更为广泛的光谱信息样本支持。

   NDVI 植被指数让多光谱数据说话

  有了多光谱相机,如何将收集到的数据解读出更多信息,让多光谱数据“说话”是关键。

  以植物为代表,科学家们根据植被的光谱特性,将不同窄边波段的光谱进行非线性组合,形成了各种植被指数。不同波段组合的植被指数可反映出植被的不同特性。

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  其中最具代表性的植被指数是归一化植被指数 NDVI ( Normalized Difference Vegetation Index )。

  因植被在红波段吸收强,近红外波段反射强,通过计算近红外波段的反射值与红光波段的反射值之差比上两者之和,即可得到 NDVI 指数。通过该指数分析植被叶绿素含量,判断植物的长势情况。

  NDVI 的值介于 -1 到 1 之间,负值表示地面覆盖为云、水、雪等对可见光高反射的物体;0 表示有岩石或裸土等,此时 NIR 和 R 近似相等;当值为正时,表示有植被覆盖,且随覆盖度增大而增大,越接近 1 则表示植被越健康茂密。

  除了 NDVI 植被指数,将多光谱数据导入大疆智图还可获得更多不同种类植被指数的输出。为农作物科学管理氮肥、环保监测等多领域提供有效参考。

  有了多光谱相机采集数据和植被指数的深度解析,多光谱技术的应用才能打出组合拳。而精灵 4 多光谱版无人机的秘诀可不仅仅局限于此。

   七大优势成就大疆多光谱的独门秘籍

   1. 高像素多光谱成像系统

  对于多光谱照片信息,图像精度将直接影响最终诊断结论的准确度。精灵 4 多光谱版无人机可见光与多光谱相机均为 200 万像素,在飞行 100 米地面分辨率达 5.3 cm。相比传统模式通过卫星获取遥感影像,可提供分辨率更高、时效性更强的数据参考。

   2. 一体化的设计方案,开箱即飞

  精灵 4 多光谱版无人机为使用者提供最便捷的使用体验。飞机、RTK 模块、相机一体化设计, RTK 高精度定位结果实时补偿至相机 CMOS 中心,实现厘米级定位。用户省去了购置设备后期自己手动组装、校准设备的烦恼,真正做到开箱即用。

   3. 完整的一体化解决方案

  过去,行业用户在开展多光谱无人机应用的过程中,数据采集、图像建模、数据分析等步骤往往需导入至不同的软件平台来完成。精灵 4 多光谱版无人机搭配大疆一整套自研一体化平台,通过 GS Pro 地面站专业版规划飞行任务,精灵 4 多光谱版将进行照片采集,随后将照片导出到大疆智图进行建模,快速高效生产各植被指数图。

    4. 简化工作流

  不同太阳光照强度会对多光谱的数据精度产生影响。传统的作业流程,需要用户在飞行前人工放置白板进行标定,从而保证不同飞机在不同时刻拍摄同一植被时,都能获得相同的 NDVI 指数。

  精灵 4 多光谱版无人机顶部集成多光谱光强传感器。当进行数据后处理时,太阳辐照度数据将可用于对影像进行光照补偿,排除环境光对数据采集的干扰,显著提高不同时段采集到的的数据准确度和一致性,大大简化工作流程。

   5. RGB 与 NDVI 图像实时输出

  在执行作业过程中,实时获取现场画面,能为作业人员提供一手的直观信息。精灵 4 多光谱版无人机配合 GS Pro 地面站专业版支持 NDVI 分析功能,用户可在实时 NDVI 和实时 RGB 影像之间进行切换,及时发现异常状况,从而快速做出针对性决策。

   6. 厘米级定位系统

  地理位置信息的准确性,是所有分析开展的基础。由于 RTK 模块与多光谱相机的空间相对位置不同,如产生较大的位置误差,将使多光谱研究结论大打折扣。

  精灵 4 多光谱版无人机在每一台无人机出厂前都做过逐一标定,将标定参数写入照片。同时通过 TimeSync 时间同步系统,将飞控、相机与 RTK 时钟系统微秒级同步,实现相机成像时刻毫秒级误差。

   7. 多样化的 RTK 定位服务方案

  精灵 4 多光谱版无人机兼容 D-RTK 2 移动站及网络 RTK ,为用户提供多样化定位服务选择,满足不同应用场景下对采集精度的高标准要求。

  多光谱技术的深度应用,如同打开了探究世界的新大门。各行业在精灵 4 多光谱版无人机这把钥匙的帮助下,将探索更加广袤的天地。

   和 DJI 大疆行业应用共同见不同,识天下。

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