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多光谱与高光谱在农业中的不同应用

发布时间:2023-09-19
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高光谱图像已经存在 20-30 年了,但建造设备、雇用开发人员和分析 TB 级数据的成本极其昂贵,因此主要由大型研究机构、航天机构和军队使用。下面我们将比较多光谱成像与高光谱成像,并阐明高光谱成像在农业中的真正好处是什么。

农业中的多光谱与高光谱

光谱分辨率是区分高光谱图像与多光谱图像的主要因素。基于光谱响应,高光谱图像在电磁波谱的同一部分中比多光谱图像捕获更窄的波段。更高光谱分辨率的优势使得能够区分不同的作物特征,从而能够解决越来越复杂的农业问题。场景中的细节越多/越精细,就越有可能定义独特的作物特征和生理特征。


下表揭示了多光谱和高光谱成像之间的主要区别,强调了解决特定农业应用的能力。


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从表中可以看出,多光谱图像很大程度上仅限于基于归一化植被指数 (NVDI) 进行分析,并且无法区分或分类杂草、疾病或害虫。多光谱相机可以测量一般特征,例如植物是否健康,但高光谱图像可以走得更远,并诊断该状态的确切原因。从这个意义上说,多光谱成像类似于医学中的血压或心率测量,而高光谱成像类似于 MRI 扫描,用于诊断特定疾病。


高光谱成像更高的光谱分辨率,决定了高光谱数据的高信息含量,比NDVI高10倍。由于高光谱成像可以识别作物独特的生理性状,因此能够将光谱特征与植物生理学的变化相关联,从而识别作物病害、害虫和营养缺乏症。高光谱成像可以识别和分类不同类型的杂草、野生植被和农作物品种,因为每种植被和农作物品种都有其独特的光谱特征。


多光谱和高光谱图像之间的另一个重要区别是使用人工智能和机器学习的能力,这得益于高光谱数据的高信息内容。这使得我们能够不断改进现有产品并开发新产品。多光谱成像技术缺乏足够的信息来实现持续发展。因此,高光谱成像有望成为全球范围内各种农业应用的主要遥感技术。


总而言之,高光谱成像是信息最丰富的光谱数据源,与多光谱成像相比,它具有多种优势,可以解决不同的农业问题,例如检测疾病、害虫、氮磷钾缺乏、杂草识别等。精准农业需要的不仅仅是RGB信息或多光谱图像,目前高光谱成像是遥感应用最先进的技术。


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sinespec使用独特的专利高光谱成像技术、无人机部署和人工智能技术,提供世界上最先进的农田诊断解决方案。sinespec农田分析解决方案通过促进化学品和肥料的优化使用以及减少疾病和杂草相关损失来提高生产效率和风险管理。我们为大豆、玉米和甘蔗提供的一些信息服务包括作物病害的检测和诊断、杂草分类、施肥优化、作物品种识别以及产量预测。

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