多光譜與高光譜在農(nóng)業(yè)中的不同應(yīng)用
發(fā)布時(shí)間:2023-09-19
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高光譜圖像已經(jīng)存在 20-30 年了,但建造設(shè)備、雇用開發(fā)人員和分析 TB 級(jí)數(shù)據(jù)的成本極其昂貴,因此主要由大型研究機(jī)構(gòu)、航天機(jī)構(gòu)和軍隊(duì)使用。下面我們將比較多光譜成像與高光譜成像,并闡明高光譜成像在農(nóng)業(yè)中的真正好處是什么。
光譜分辨率是區(qū)分高光譜圖像與多光譜圖像的主要因素。基于光譜響應(yīng),高光譜圖像在電磁波譜的同一部分中比多光譜圖像捕獲更窄的波段。更高光譜分辨率的優(yōu)勢(shì)使得能夠區(qū)分不同的作物特征,從而能夠解決越來(lái)越復(fù)雜的農(nóng)業(yè)問(wèn)題。場(chǎng)景中的細(xì)節(jié)越多/越精細(xì),就越有可能定義獨(dú)特的作物特征和生理特征。
下表揭示了多光譜和高光譜成像之間的主要區(qū)別,強(qiáng)調(diào)了解決特定農(nóng)業(yè)應(yīng)用的能力。
從表中可以看出,多光譜圖像很大程度上僅限于基于歸一化植被指數(shù) (NVDI) 進(jìn)行分析,并且無(wú)法區(qū)分或分類雜草、疾病或害蟲。多光譜相機(jī)可以測(cè)量一般特征,例如植物是否健康,但高光譜圖像可以走得更遠(yuǎn),并診斷該狀態(tài)的確切原因。從這個(gè)意義上說(shuō),多光譜成像類似于醫(yī)學(xué)中的血壓或心率測(cè)量,而高光譜成像類似于 MRI 掃描,用于診斷特定疾病。
高光譜成像更高的光譜分辨率,決定了高光譜數(shù)據(jù)的高信息含量,比NDVI高10倍。由于高光譜成像可以識(shí)別作物獨(dú)特的生理性狀,因此能夠?qū)⒐庾V特征與植物生理學(xué)的變化相關(guān)聯(lián),從而識(shí)別作物病害、害蟲和營(yíng)養(yǎng)缺乏癥。高光譜成像可以識(shí)別和分類不同類型的雜草、野生植被和農(nóng)作物品種,因?yàn)槊糠N植被和農(nóng)作物品種都有其獨(dú)特的光譜特征。
多光譜和高光譜圖像之間的另一個(gè)重要區(qū)別是使用人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)的能力,這得益于高光譜數(shù)據(jù)的高信息內(nèi)容。這使得我們能夠不斷改進(jìn)現(xiàn)有產(chǎn)品并開發(fā)新產(chǎn)品。多光譜成像技術(shù)缺乏足夠的信息來(lái)實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展。因此,高光譜成像有望成為全球范圍內(nèi)各種農(nóng)業(yè)應(yīng)用的主要遙感技術(shù)。
總而言之,高光譜成像是信息最豐富的光譜數(shù)據(jù)源,與多光譜成像相比,它具有多種優(yōu)勢(shì),可以解決不同的農(nóng)業(yè)問(wèn)題,例如檢測(cè)疾病、害蟲、氮磷鉀缺乏、雜草識(shí)別等。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)需要的不僅僅是RGB信息或多光譜圖像,目前高光譜成像是遙感應(yīng)用最先進(jìn)的技術(shù)。
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sinespec使用獨(dú)特的專利高光譜成像技術(shù)、無(wú)人機(jī)部署和人工智能技術(shù),提供世界上最先進(jìn)的農(nóng)田診斷解決方案。sinespec農(nóng)田分析解決方案通過(guò)促進(jìn)化學(xué)品和肥料的優(yōu)化使用以及減少疾病和雜草相關(guān)損失來(lái)提高生產(chǎn)效率和風(fēng)險(xiǎn)管理。我們?yōu)榇蠖?、玉米和甘蔗提供的一些信息服?wù)包括作物病害的檢測(cè)和診斷、雜草分類、施肥優(yōu)化、作物品種識(shí)別以及產(chǎn)量預(yù)測(cè)。
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