高光譜相機(jī)解決方案

  • 基于高光譜成像的不同花期薇甘菊特征分析及監(jiān)測模型研究

  • 信息來源：彩譜品牌廠家   瀏覽次數(shù)：189    發(fā)表時間：2023-04-11
  •       本研究應(yīng)用了400-1000nm的高光譜相機(jī)，可采用杭州彩譜科技有限公司產(chǎn)
          品FigSpec® FS2X系列-成像高光譜相機(jī)進(jìn)行相關(guān)研究。FigSpec®系列成像高光譜相機(jī)采用高衍射效率的透射式光柵分光模組與高靈敏度面陣列相機(jī)、結(jié)合內(nèi)置掃描成像及輔助攝像頭技術(shù)，解決了傳統(tǒng)高光譜相機(jī)需外接推掃成像機(jī)構(gòu)及調(diào)焦復(fù)雜等難以操作的問題?？膳c標(biāo)準(zhǔn)C接口的成像鏡頭或顯微鏡直接集成，實(shí)現(xiàn)光譜影像的快速采集。
          薇甘菊（Mikaniamicrantha）是菊科Compositae 假澤蘭屬（Mikania）的草質(zhì)藤本植物，是一種危害性極大的惡性入侵雜草.原產(chǎn)于中南美洲，20世紀(jì)80年代初，中國華南地區(qū)發(fā)現(xiàn)薇甘菊，現(xiàn)已擴(kuò)散到云南、臺灣等地區(qū)，并有進(jìn)一步擴(kuò)散到其他區(qū)域的趨勢，嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)健康和生物多樣性，造成巨大經(jīng)濟(jì)損失.因此，進(jìn)一步管控薇甘菊人侵對保護(hù)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)系統(tǒng)安全具有重要意義.關(guān)于薇甘菊的分布情況，最初主要采用傳統(tǒng)的地面調(diào)查方式進(jìn)行判斷，費(fèi)時費(fèi)力且效率低，難以完全掌握真實(shí)發(fā)生面積，后期利用生態(tài)位模型預(yù)測其實(shí)際分布和潛在空間分布區(qū)域做了許多相關(guān)研究.有學(xué)者在基于最大熵生態(tài)位模型中，預(yù)測了云南省薇甘菊的適生區(qū).由于不能完全了解云南的生態(tài)環(huán)境因子、森林資源分布等區(qū)域尺度信息實(shí)際情況，又缺乏準(zhǔn)確的薇甘菊特征信息，難以篩選出準(zhǔn)確的物種分布圖.鑒于獲取環(huán)境等其他因子信息較為困難，因此提取薇甘菊不同生長期特征，對于薇甘菊分布情況調(diào)查及進(jìn)一步開展防控具有至關(guān)重要的意義。將高光譜成像技術(shù)應(yīng)用到薇甘菊特征提取的研究較少，本文采用成像光譜儀對不同花期薇甘菊的光譜特征信息進(jìn)行采集，提取其光譜反射率數(shù)據(jù)，分析不同花期薇甘菊的光譜特征，建立了薇甘菊高光譜特征信息模型。
          本文測定了薇甘菊不同花期的光譜反射率，建立了薇甘菊不同花期監(jiān)測模型.研究發(fā)現(xiàn)∶①盛花期和未開花期光譜反射率存在明顯"綠峰（510~560 nm）”和“紅谷（640～700 nm）”，而枯花期“綠峰”和“紅谷”逐漸消失，整體值大小依次為盛花期、未開花期、枯花期；②一階微分曲線在綠光波段（480～540 nm）和紅邊（670～750 nm），未開花期、盛花期和枯花期均存在明顯波峰，且值大小依次為未開花期、盛花期、枯花期；③在750～900 nm，盛花期和未開花期波峰、波谷出現(xiàn)波段范圍大致相似，枯花期出現(xiàn)3個波峰，峰值依次減??；④薇甘菊不同花期與光譜反射率及光譜一階微分在529~671、734～744、770～786、791～796 nm及833～838 nm極顯著相關(guān)，以NDVI、RVI、GI、DVI和HI特征參數(shù)構(gòu)建的多元線性回歸模型的擬合效果最佳（R2=0.974，RMSE=0.503）.研究結(jié)果對于后續(xù)基于衛(wèi)星航空航天遙感進(jìn)行薇甘菊的研究具有重要意義，為研究薇甘菊光譜信息與不同花期的關(guān)系奠定了基礎(chǔ)，同時有利于監(jiān)測、預(yù)警薇甘菊的繁殖、入侵?jǐn)U散能力，對精確、精準(zhǔn)防治提供了有力支撐.
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