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奥谱天成无人机搭载高光谱遥感系统助力烟草产量评估

点击次数:53  更新时间:2025-09-15



烟叶产量评估


在中国,烟草不仅是一种经济作物,更是国家财政的重要组成部分。烟叶的质量与产量,直接决定着烟草产业的稳定与发展。然而,如何准确预测烟叶的产量,却一直是摆在行业面前的一道难题。

传统的人工调查,需要下田测量、逐株记录,不仅耗时耗力,而且难以覆盖大范围烟田,误差在所难免;而卫星遥感虽能“从天而降"获取信息,但受制于空间分辨率低、重访周期长、受天气影响大,往往难以满足烟草这样“小尺度作物"的精细化监测需求。

解决方案

有没有一种方式,既能快速获取烟草生长数据,又能在亩级甚至株级尺度上实现精准预测?

答案:无人机搭载高光谱遥感系统。

奥谱天成无人机实时反演系统ATH9030

高光谱?Why它能看懂“烟草的秘密"?

简单来说,高光谱成像就是“照相机+分光仪"的结合。

普通相机看到的是红绿蓝三色,而高光谱相机则能捕捉数百个波段的信息,每一个波段都记录着植物在不同光照下的反射特征,就像给作物做了一次“光谱体检"。

烟叶的氮素、水分、叶绿素含量,甚至生长状态和产量潜力,都能在这些光谱特征中被“读出来"。这意味着,高光谱成像就像农业的“CT机",能在无损、不接触的情况下,提前揭示作物的生长秘密。

计算产量和植被指数的相关性

无人机加持:让遥感估产真正落地

1

优势

高分辨率:可以达到厘米级,清晰捕捉到每片叶子的细微变化。

灵活机动:想飞就飞,随时监测,不受卫星重访周期限制。

低成本:一次飞行即可覆盖大田,效率远高于人工调查。

实时性强:当天飞行,当天建模,快速给出产量预测结果。

2

流程 

任务规划:确定飞行高度、航线重叠度、采集时间。

数据采集:无人机搭载高光谱相机低空飞行,获取烟草冠层影像。

地面校正:通过采集标准白板、黑板影像,确保数据真实可靠。

产量建模:利用植被指数(如 NDVI、GNDVI、MSR 等)与实测产量的关系,构建估产模型。

结果可视化:生成烟田产量分布图,让管理者一眼看出哪里丰产、哪里欠产。


技术路线




3

其他模型

1D-CNN:快速处理光谱曲线,适合实时监测;

2D/3D-CNN:同时利用空间纹理与光谱特征,提升精度;

Transformer:善于建模全局关系,捕捉叶片之间的长程依赖;

CNN + Transformer 混合架构:兼顾光谱与空间信息,被认为是未来的发展方向。

这些算法的加入,让模型能够在复杂环境下保持稳定预测,精度更高,泛化性更强。对烟草生产部门而言,这意味着不仅能“看懂一片田",还能“放眼整个产区"。


结果


成熟期植被指数 MSR 构建的估产模型表现出较高的拟合度,由它建立的基于多时相的植被指数组合 yield-MSR-GNDVI 估产模型的拟合度均达到最高,并根据最&优估产模型函数表达式对整个研究区进行了烟草产量反演,反演结果与研究区烟草实际收获产量分布一致,故该估产模型在粤北地区进行烟草估产是可行的。

虽然本次方案聚焦于烟草产量预测,但无人机高光谱技术的潜力远不止于此。小麦、水稻、玉米、大豆等大宗粮食作物,以及茶叶、果蔬等经济作物,都能从中受益。

未来,这项技术完&全有望成为智慧农业的“标配",帮助农民提高产量、保障品质,推动农业向数字化、精准化转型。




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