Unbemanntes Sonnenlicht-induziertes Chlorophyl-Fluoreszenzsystem

GaiaSky-SP-SIFUnbemanntes Sonnenlicht-induziertes Chlorophyl-FluoreszenzsystemGrundprinzipien:

Die Kombination von Sonnenlicht-induzierten Chlorophyl-Fluoreszenz-Überwachungssystemen mit Rotor-Drohnen eröffnet neue Anwendungen für die Präzisionsüberwachung in der Landwirtschaft. Chlorophyll-Fluoreszenz enthält eine Reihe von photosynthetischen Informationen, durch die Extraktion von Fluoreszenz-Informationen, die die Vegetation, Pflanzen, Blätter, Baumkronen und andere reflektierende Spektralsignale charakterisieren können, kann die Kombination von Fluoreszenzparametern, Chlorophyll und anderen physiologischen biochemischen Parametern (unter den momentanen Umgebungsbedingungen auf dem Boden bestimmt) unter verschiedenen Umgebungen (Dünger, Feuchtigkeit, Krankheitsstrom, Krankheitsschädlinge usw.) feststellen, die Fluoreszenzspektrummerkmale von Pflanzen und ihre Fluoreszenzindikatoren und die Beziehung zwischen anderen Parametern (Koronentemperatur, Strahlungsgrad der Oberfläche, Messung des Chlorophyllgehalts), daher ist die am Bord befindliche Chlorophyll-Fluoreszenz-Überwachungstechnik eine effiziente, zeitgerechte, schnelle, empfindliche, schädigungsfreie Erkennung von Pflanzenvegetation und anderen physiologischen Zuständen und ihrer Umweltbeziehung

GaiaSky-SP-SIFUnbemanntes Sonnenlicht-induziertes Chlorophyl-FluoreszenzsystemTechnische Indikatoren konfigurieren:

Systemstruktur:

Modulare Integration, Strukturstandardisierung, keine Inbetriebnahme, Anpassung der Systemstruktur, einfach installiert auf der Drohne nach den Anforderungen, um die Interoperabilität des Systems mit der Drohne und der Bodenüberwachungsplattform über drahtlose Grafikkabel zu erreichen. Die unabhängige Stromversorgung des Systems über die Drohnen-Cloud. Die Fixierung von Abstandsfasern und unabhängigen Modulen ermöglicht den Wechsel der Bildobjektive, während die Hilfskamera in ein unabhängiges Modul integriert ist, um den Aufnahmebereich zu beobachten und zu überwachen. Die Aufwärtskosinuskorrekturfunktion ist modular und erfasst das Sonnenlichtsignal in Echtzeit, hat eine hohe Durchlässigkeit, einen guten Homogenisierungseffekt und kann sich an einen breiten Bandbereich anpassen. GPS-Informationen ermöglichen die genaue Positionsinformation des Erfassungsbereichs.

Technische Vorteile:

• hohe Systemintegration;

· Gute Bedienung des Systems und einfache Bedienung;

· Unterstützung der Überwachung, genaue Positionierung der Erfassungszone;

• Sammlung mit einem Klick;

Reflexion, Fluoreszenzspektrumanzeige und Ausgabe;

• Kreuzfahrten;

• Absolute Strahlungsbestimmung;

· Echtzeit-Kosinus-Korrektur-Modul für Sonnenlicht;

• GPS-Module;

· 35mm/50mm Bildobjektiv und Nacktfasermodus-Schalter;

· Spezielle Faserstruktur, die den Wechsel des Aufwärts- und Abwärtssignals schnell abschließt, um sicherzustellen, dass die Aufwärts- und Abwärtszeile die synchrone Erfassung erreichen;

• Drohne und Doppelzweck am Boden;

· Die integrierte Struktur der Datenübertragung in hoher Auflösung gewährleistet die Kontrolle des Systems (Manipulation, Datenrückgabe usw.);

• Viele Datenverarbeitungsmodelle.

Grundprinzipien:

Die Hardware-Komponente des unmanneten Sonnenlicht-induzierten Chlorophyllfluoreszenz (SIF) automatisierten Beobachtungssystems (Patentnummer 2020202517297) (GaiaSky-SIF) umfasst Teile wie Faserspektrometer, Fasern, optische Schaltmodule und Schalter, Überwachungskameras, Aufnahmesteuerungseinheiten und Kalibrierungsmodule. Derzeit wird hauptsächlich ein hochempfindliches Faserspektrometer und sein Zubehör verwendet, das für die kontinuierliche Hochfrequenzbeobachtung von Chlorophyllfluoreszenz und hohem Spektrum im Feld verwendet werden kann. Das System ermöglicht die Hochfrequenz-Hoch-/Hyperspektrumbeobachtung der Vegetationskoronen unter unbemannten Plattformen. Die Beobachtungsfrequenz kann bis zu 10 s/mal erreicht werden und mehrere Spektren auf einem Flug beobachtet werden können. Gleichzeitig hat das System zwei Kanäle doppelten Kosinus Aufwärts und Abwärts Beobachtung, die Ermittlungsbereich des Bodens erheblich verbessert, Markt kommerzialisiert Produkte.

● Sonnenlicht induzierte Chlorophyllfluoreszenz SIF (Sonne / Solar-induzierte Chlorophyllfluoreszenz) ist das spektrale Signal (650-800nm) der Pflanze unter Sonnenlichtbedingungen, das vom Photosyntheszentrum ausgesendet wird, mit rotem Licht (etwa 690nm) und nahem Infrarot (etwa 760nm) zwei Wellen, die die dynamische Veränderung der tatsächlichen Photosynthese der Pflanze direkt widerspiegeln können.

SIF-Fernerkundung ist eine in den letzten Jahren schnell entwickelte Technologie zur Fernerkundung der Vegetation, die den Mangel an der aktuellen Fernerkundung der Vegetation kompensieren kann und neue Ideen und Technologien für den Kohlenstoffkreislauf und die Vegetationsüberwachung im landwirtschaftlichen Ökosystem liefert.

Die Fernerkennung der Vegetation, repräsentiert durch einen Vegetationsindex auf der Grundlage von Beobachtungen wie NDVI, hat in den letzten 30 Jahren das Verständnis und die Erkenntnis der Biosphäre auf makroskopischer Ebene erheblich erleichtert, aber sie kann nur durch „Grünheit“ die „potenzielle Photosynthese“ von Pflanzen erkennen.

Chlorophyllfluoreszenz hat einen besonderen technischen Vorteil bei der photosynthetischen Detektion der Vegetation und ist eine direkte Detektionsmethode für die "praktische Photosynthese".

● Es kann gesagt werden, dass die Fluoreszenz-Fernerkennung von Vegetationschlorophyllen in den letzten zehn Jahren eine bahnbrechende Forschungsgrenze im Bereich der Vegetationsfernerkennung ist. Mit der Entwicklung der Forschung und Technologie hat sich die SIF-Fernerkundung in den letzten zehn Jahren erheblich entwickelt.

Strahlungsbestimmung:

Das gesamte optische Strahlensystem muss eine Strahlungsmarkierung durchführen, um die vom Spektrometer erfassten DN-Werte in Einheiten der Strahlungsintensität (mW/m2/nm) oder der Strahlenhelligkeit (mW/m2/nm/sr) umzuwandeln. Die Strahlungsmarkierung erfordert eine separate Markierung der nackten Faser und des Lichtweges, der den Kosinuskorrektor anschließt. Strahlungskalibrierung bezieht sich auf die Kalibrierung der Reaktionsstärke des Spektrometers unter jedem Bild mit einer Lampe mit einer bekannten spektralen Ausgangsleistung. Die absolute Strahlungsskalierung ändert die Form und Größe des gesamten Spektrums, korrigiert die IRF (Individual Instrument Response Function) des Instruments und konvertiert die vom Spektrometer gemessene Digital Number (DN) in eine physikalische Größe. Der Festlegungskoeffizient wird durch die folgende Formel berechnet:

wobei α der berechnete Strahlungsmarkierungskoeffizient ist, L die Strahlenhelligkeit oder die Strahlungsintensität der Standardlichtquelle und DC der Wert des Dunkelstroms ist, den das Spektrometer ohne Eingang von Licht misst. Die Einheit des durch Strahlung kalibrierten Spektrums ist die Leistungsausgang der Einheit Fläche Einheit Wellenlänge, die Standardlichtquelle ist in der Regel als Einheit ausgedrückt µW / cm2 / nm, am besten multipliziert mit 10, um die Einheit in mW / m2 / nm umzuwandeln, die gleiche Beziehung zur Strahlenhelligkeitsumwandlung.

Die großmaßgebliche, hochdurchflussreiche Phytochlorophylfluoreszenz-Bildmessung bietet die geeignete Lösung für die hochspektrale Fernerkundung auf Luft- und Landbasis. Wird hauptsächlich in folgenden Bereichen eingesetzt:

• Pflanzenfotosynthese und Fluoreszenzmessung

• Pflanzenkartografie und gesundheitliche Merkmale der Vegetation

• Bewertung der Forstressourcen

• Beurteilung des Pflanzenwachstums

● Luft- und Landüberwachung