Беспилотная система флуоресценции хлорофилла

Гайаскай-СП-СИФБеспилотная система флуоресценции хлорофиллаОсновные принципы:

Сочетание флуоресцентной системы мониторинга хлорофилла, индуцированной солнечным светом, и роторного беспилотного летательного аппарата открывает новые возможности для точного сельскохозяйственного мониторинга. Флуоресценция хлорофилла содержит богатую информацию о фотосинтезе, путем извлечения флуоресцентной информации, которая может отображать отраженные спектральные сигналы, такие как растительность, сельскохозяйственные культуры, листья, коронарный слой деревьев и т. Д., В сочетании с флуоресцентными параметрами, хлорофиллами и другими физиологическими и биохимическими параметрами (измеренными в мгновенных условиях окружающей среды на земле), можно определить связь между флуоресцентными спектральными характеристиками хлорофилла растений в различных условиях (удобрения, влага, принуждение к болезням, вредителям и болезням) и другими параметрами (температура коронарного слоя, облучение поверхности, измерение содержания хлорофилла), поэтому бортовые методы флуоресцентного мониторинга хлорофилла являются своевременными, быстрыми, чувствительными, физиологическими и Идеальные методы мониторинга состояния и его связи с окружающей средой могут широко использоваться для оценки состояния здоровья, например растительности.

Гайаскай-СП-СИФБеспилотная система флуоресценции хлорофиллаНастройка технических индикаторов:

Введение в структуру системы:

Модульная интеграция, стандартизация структуры, не требует отладки, настройки структуры системы, просто в соответствии с требованиями, установленными на БПЛА, через беспроводную линию передачи данных для достижения взаимодействия системы с БПЛА, наземной платформой мониторинга. Обеспечивает автономное питание системы через облачную платформу БПЛА. Спускающееся оптическое волокно и независимый модуль фиксированы, чтобы облегчить переключение объектива изображения, а вспомогательная камера интегрирована в отдельный модуль для наблюдения и мониторинга зоны сбора. Функция коррекции косинусов восходящей линии для достижения модульности, сбора сигналов солнечного света в режиме реального времени, высокая скорость пропускания, хороший эффект выравнивания, широкий диапазон адаптаций. Информация GPS может точно определять местоположение области сбора.

Технические преимущества:

· Высокая степень системной интеграции;

· Хорошая управляемость системы, простая работа;

· Вспомогательный мониторинг, точное позиционирование зоны сбора;

· Сбор одной кнопкой;

• отражение, флуоресцентное спектральное отображение и выход;

• круиз с фиксированной точкой;

• Абсолютная радиационная шкала;

• модуль коррекции косинусов солнечного света в реальном времени;

· Модули GPS;

• объектив с изображением 35 мм / 50 мм и переключение в режиме голого волокна;

• Специальная волоконно - оптическая структура, которая быстро завершает переключение восходящего и нисходящего сигналов для обеспечения синхронного сбора восходящего и нисходящего сигналов;

• БПЛА, наземные средства двойного назначения;

• Интегрированная структура цифровой передачи карт высокой четкости для обеспечения управления системой (манипулирование, обратная передача данных и т.д.);

Многочисленные модели обработки данных.

Основные принципы:

Аппаратный состав беспилотной бортовой автоматической системы наблюдения за флуоресценцией хлорофилла (SIF) с солнечной индукцией (специальный номер: 20202517297) (GaiaSky - SIF) включает в себя такие компоненты, как волоконно - оптический спектрометр, оптическое волокно, модули переключения оптических каналов и переключатели, камеры мониторинга, блоки управления сбором и калибровочные модули. В настоящее время в основном используются высокочувствительные волоконно - оптические спектрометры и их аксессуары, которые могут использоваться для флуоресценции растительного покрова хлорофилла и непрерывного и стабильного высокочастотного наблюдения в высокоспектральных полевых условиях. Эта система позволяет проводить высокочастотные / гиперспектральные наблюдения за коронарным слоем растительного покрова на беспилотных бортовых платформах. Частота наблюдения может достигать 10 с / раз, при этом в одном полете имеется значительное количество спектров. В то же время система двухкосинусных наблюдений в двух каналах вверх и вниз, диапазон обнаружения объектов значительно улучшился, рынок коммерциализирован продуктами.

• Florophyll SIF (Sun / Solar - induced Chlorophyll Fluorescence) - спектральный сигнал (650 - 800 нм), излучаемый растениями из центра фотосинтеза в условиях солнечного света, с двумя волнами красного света (около 690 нм) и ближнего инфракрасного диапазона (около 760 нм), которые напрямую отражают динамические изменения фактического фотосинтеза растений.

• Дистанционное зондирование SIF - это технология дистанционного зондирования растительного покрова, которая быстро развивается в последние годы и может восполнить существующие пробелы в наблюдениях растительного покрова с помощью дистанционного зондирования, предлагая новые идеи и технологии для углеродного цикла и мониторинга растительного покрова в наземных экосистемах.

• Дистанционное зондирование растительного покрова, представленное индексом растительного покрова, основанным на наблюдениях « зеленого» уровня (например, NDVI), значительно способствовало пониманию и пониманию биосферы Земли на макроуровне в течение последних 30 лет, но оно может обнаруживать « потенциальный фотосинтез» растений только по « зеленому» уровню.

• Флуоресценция хлорофилла имеет особые технические преимущества в физиологическом обнаружении фотосинтеза растительности и является методом прямого обнаружения « фактического фотосинтеза ».

Можно сказать что флуоресцентное дистанционное зондирование растительного покрова с помощью хлорофилла является передовым направлением исследований в области дистанционного зондирования растительного покрова за последние 10 лет. Благодаря исследованиям и технологиям, за последние 10 лет SIF - дистанционное зондирование значительно улучшилось.

Радиационная маркировка:

Вся оптическая система должна быть подвергнута радиационной калибровке для преобразования значений DN, собранных спектрометром, в единицы облучения (mW / m2 / nm) или излучающей яркости (mW / m2 / nm / sr). Радиационная калибровка требует раздельной калибровки оптического волокна и оптического пути, соединяющего косинусный корректор. Радиационная калибровка - это калибровка интенсивности реакции на каждый элемент изображения спектрометра с помощью лампы с известной выходной мощностью спектра. Абсолютная шкала излучения изменяет форму и размер всего спектра, корректирует отдельные функции реакции прибора (IRF) и преобразует Digital Number (DN), измеренные спектрометром, в физические величины. Коэффициент калибровки рассчитывается по следующей формуле:

Альфа является расчетным коэффициентом калибровки излучения, L - излучающей яркостью или облучением стандартного источника света, а DC - значением темного тока, измеренным спектрометром при отсутствии света. Единицей спектра после калибровки излучением является выход мощности на единицу длины волны на единицу площади. Стандартный источник света обычно выражается в единице мкВ / см2 / нм, и его значение лучше всего умножить на 10, чтобы преобразовать единицу в мВ / м2 / нм, и отношение преобразования лучевой яркости одинаково.

Крупномасштабный, высокопроизводительный флуоресцентный анализ изображений хлорофилла растений обеспечивает подходящее решение для двойного гиперспектрального дистанционного зондирования Земли и воздуха. Применяется главным образом в следующих областях:

• Фотосинтез растений и флуоресцентные измерения

• Картирование растений и характеристики растительного покрова

• Оценка лесных ресурсов

• Оценка роста сельскохозяйственных культур

• Мониторинг гиперспектрального дистанционного зондирования на основе наземного и воздушного базирования