高光譜遙感是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中快速無(wú)損獲取作物生理生化參數(shù)的一個(gè)重要途徑。近年來(lái)隨著無(wú)人機(jī)和小型成像光譜儀技術(shù)的發(fā)展和逐漸成熟,無(wú)人機(jī)成像高光譜系統(tǒng)在一些研究和應(yīng)用領(lǐng)域得到推廣。相比于傳統(tǒng)的衛(wèi)星、航空和地面高光譜信息獲取方式,無(wú)人機(jī)成像高光譜系統(tǒng)具有數(shù)據(jù)獲取靈活、成本低和高效等特點(diǎn),適合于中小面積區(qū)域的高光譜信息獲取。氮素濃度是植被氮素營(yíng)養(yǎng)診斷的一個(gè)重要指標(biāo),與作物生長(zhǎng)健康狀態(tài)密切相關(guān),也是指導(dǎo)田間氮肥施用的一個(gè)重要參考標(biāo)準(zhǔn)。應(yīng)用無(wú)人機(jī)高光譜平臺(tái)能顯著提高作物氮素營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)監(jiān)測(cè)的效率和能力。目前常用的無(wú)人機(jī)線掃式高光譜圖像存在的數(shù)據(jù)量大、獲取和后處理難度高的問題是阻礙其推廣應(yīng)用的主要技術(shù)難題。相對(duì)于無(wú)人機(jī)線掃式高光譜系統(tǒng),無(wú)人機(jī)凝視高光譜系統(tǒng)是一種更加新型高效的高光譜圖像數(shù)據(jù)獲取系統(tǒng)。圖像的拼接和精確輻射定標(biāo)是其數(shù)據(jù)應(yīng)用的前提條件,而目前國(guó)內(nèi)外系統(tǒng)地研究無(wú)人機(jī)凝視高光譜圖像拼接、輻射定標(biāo)文獻(xiàn)的較少,而且并未取得良好的數(shù)據(jù)處理效果。本論文旨在通過系統(tǒng)地研究凝視型成像光譜儀的拼接和精確輻射定標(biāo)的方法,獲得具有高幾何和輻射精度的無(wú)人機(jī)高光譜圖像。并將處理后的數(shù)據(jù)用于小麥葉片氮素含量反演,通過實(shí)例檢驗(yàn)其... 

【文章來(lái)源】：河南理工大學(xué)河南省

【文章頁(yè)數(shù)】：72 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

幾種小型成像光譜儀，左1、左2和左3分別為三種小型線掃式成像光譜儀，左4和左5為小型凝視型成像光譜儀

2 研究區(qū)及數(shù)據(jù)獲取2 研究區(qū)及數(shù)據(jù)獲取2.1 研究區(qū)概況無(wú)人機(jī)高光譜數(shù)據(jù)采集在北京市昌平區(qū)小湯山區(qū)國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究示范基地（N40°10'31“ 40°11'18”，E116°26'10“ 116°27'05”）進(jìn)行，該區(qū)域相對(duì)于海平面的平均海拔為 35m，地勢(shì)平緩，沒有明顯的地形起伏。小麥實(shí)驗(yàn)田大小為 85 m ×32 m，實(shí)驗(yàn)共設(shè)置了 48 個(gè)小區(qū)，16 個(gè)處理，3 個(gè)重復(fù)，每個(gè)小區(qū)的大小約為 8 m ×6m。設(shè)置了四種不同的氮素水平：（N1）0 kg 尿素/畝、（N2）13 kg 尿素/畝、（N3）26 kg 尿素/畝、（N4）39 kg 尿素/畝。目的是監(jiān)測(cè)不同氮肥水平下作物的長(zhǎng)勢(shì)情況和氮素營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)，確定較優(yōu)的施肥量。

2 研究區(qū)及數(shù)據(jù)獲取13圖2.3 大疆S1000+八旋翼無(wú)人機(jī)Figure 2.3 DJI S1000+ UAV used in this studyS1000+可以實(shí)現(xiàn)一鍵飛行和自動(dòng)巡航，得益于無(wú)人機(jī)上安裝的定位和姿態(tài)測(cè)量系統(tǒng)即GPS和IMU模塊。GPS模塊可以記錄并發(fā)送無(wú)人機(jī)的位置信息到地面控制站，IMU能夠記錄無(wú)人機(jī)的姿態(tài)信息，同時(shí)輔助無(wú)人機(jī)的飛行保持穩(wěn)定。GPS的水平和垂直位置測(cè)量誤差分別約為2.0m和5.0m，IMU的定向精度約為1度。在UAV的飛行期間，GPS和IMU模塊會(huì)按照預(yù)先設(shè)置的指令將位置和方向信息記錄到無(wú)人機(jī)存儲(chǔ)卡上。圖2.4 安裝到無(wú)人機(jī)上的慣性導(dǎo)航IMU和GPS模塊Figure 2.4 IMU and GPS modules mounted on UAV2.2.2 凝視高光譜成像儀和高清數(shù)碼相機(jī)研究采用的 UHD 185 高光譜成像儀具有相對(duì)平衡的空間和光譜分辨率。它是一種凝視型成像光譜儀，其主要由前置望遠(yuǎn)物鏡、分光束棱鏡組、狹縫陣列、全


本文編號(hào)：3323966