
一、仪器介绍:
机载植被荧光测定系统搭载大疆 M350/M400 RTK 飞行平台,具备 6 级抗风能力与厘米级定位精度,复杂环境下作业稳定性大幅提升。系统采用高信噪比超高速荧光扫描成像器件,每秒可完成 5 次荧光图像捕捉,精准采集植被荧光信号;自研低功耗图像处理算法降低系统功耗,延长飞行时间,显著提高植被生理监测效率。
二、核心优势:
该系统集成度高、操控性优且操作简单,可辅助监控定位采集区域,支持一键采集与反射/荧光光谱显示输出,还具备定点巡航、辐射定标、实时太阳光余弦校正功能,搭配高精度定位与抗风设计。通过分叉光纤实现上下行信号快速切换与同步采集,高清图传数传一体结构保障高效控测、低耗长续航及可视化操作;模块化设计降低遥感门槛,自研低功耗算法延长飞行时间、提升植被监测效率,多传感器协同校准数据,为遥感观测提供精准支撑,实现多优势优化整合。
三、主要技术性能参数:
参数名称 | 参数值 |
分光方式 | 分叉光纤 |
光谱范围 | 650nm-800nm |
光谱分辨率 | ≤0.4nm(≤0.17) |
狭缝宽度 | 10μm |
荧光探测效率 | ≥90% |
A/D转换 | 18bit |
空间像素数 | 1024 |
像素大小 | 24μm×24μm |
成像速度 | 125帧/秒 |
探测器 | 背照式薄型 CCD |
信噪比 SNR | 1000:01:00 |
相机输出 | USB |
相机接口 | C-Mount |
散热方式 | 内部半导体散热 |
相机类型 | 荧光专用多波段相机 |
光纤视场角 | 25° |
镜头视场角 | 11° |
观测方式 | 地面站实时显示飞行轨迹、荧光图像、光谱数据 |
校正方式 | 积分球定标 |
数据格式 | 兼容 spe(荧光光谱)、hdr(图像)、scp(系统配置) |
应用软件 | 艾格控制端(地面控制)、SIF 机载端(荧光数据处理) |
无人机型号 | DJIM350RTK(可定制无人机) |
四、数据处理
荧光指数计算:叶绿素荧光反演(DN 值转辐照度/辐亮度、SFM以及 FLD 系列反演算法、SVD 反演算法、BSF 反演算法)、FCVI荧光校正植被指数;
(图1)
左右对比图(图 1 所示)呈现不同光谱模式下地物效果:左为常规可见光成像,清晰呈现地形、植被分布;右为近红外成像,借助近红外波段特性,凸显地物红外辐射差异,可用于作物长势监测、水体穿透识别等场景,为生态、水文等领域观测提供独特视角。

(图2)
图2从采集时间、积分时间、光谱参数等维度,量化记录飞行作业数据。涵盖波长、定标系数、光谱辐亮度等关键指标,为数据校验、效能分析及地物信息反演提供支撑,是航测成果核心依据。
五、操作说明
地面站部署:安装艾格控制端,连接无人机与地面站,设定荧光监测航线。
实时监测:通过地面站查看荧光图像,实时计算荧光指数等。
数据采集:按预设任务自动扫描,或手动触发荧光信号采集,支持定点连续监测。
六、校正方式
荧光定标流程:设备预热 30 分钟,使用大积分球进行辐射定标;导入定标数据,校准光谱响应曲线
七、应用领域
植被生理监测:光合作用效率评估、叶绿素含量分析、植物胁迫(干旱/虫害)早期检测。
生态研究:森林碳汇估算、草场健康监测、湿地植被活力评估。
精准农业:作物长势预警、水肥管理优化、产量品质预测。