基于无人机热红外与数码影像的玉米冠层温度监测

• 作者: 冯海宽 李长春 杨文攀 杨浩 杨贵军 牛庆林 韩东 韩亮
• 来源期刊: 农业工程学报
• 学科: 农学
• 关键词: 无人机 农作物 温度 玉米 热红外影像 二值化 覆盖度
• 年，卷（期）: 2018,（17）
• 所属期刊栏目: 农业航空工程
• 页码范围: 68-75,301
• 页数: 9页
• 分类号: S252
• 字数: 6816字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11975/j.issn.1002-6819.2018.17.010

摘要

快速、准确、无损地获取田间玉米冠层温度,对实现无人机辅助玉米抗旱性状的监测具有重要的意义.该文以无人机搭载热红外成像仪和RGB高清数码相机构成低空遥感数据获取系统,以不同性状的拔节期玉米为研究对象,采集试验区的无人机影像.利用含有已知三维坐标的几何控制板,进行数码影像几何校正,并利用校正后的数码影像对热红外影像进行几何配准.利用便携式手持测温仪测量辐射定标板黑白面的温度,对热红外影像进行辐射定标.利用高空间分辨率的数码影像对玉米进行分类并二值化处理,基于二值化结果提取热红外影像的玉米冠层像元,并提取试验区不同性状玉米的冠层温度.同时,利用便携式手持测温仪在地面同步测量玉米冠层温度,并与提取的冠层温度经行一致性分析,以验证评估基于热红外影像提取玉米冠层温度的效果.结果表明:提取的冠层温度值与地面实测值具有高度一致性(R2=0.7236,RMSE=0.60℃),提取精度较高,表明基于无人机热红外影像获取玉米冠层温度的方法具有高通量的优势且精度较高.最后将试验区的植被覆盖度与提取的冠层温度进行对比分析,结果表明:玉米冠层温度与其覆盖度有显著的相关性(R2=0.5345,P<0.0001),覆盖度越高冠层温度越低,反之则越高,说明玉米冠层覆盖度的大小影响玉米冠层温度的高低.该研究可为玉米育种材料的田间冠层温度监测提供参考.