基于超高空間分辨率RedEdge無人機載多光譜圖像預估溫帶草原的生物量
監測整個生長季節的生物量,對于支持草原管理決策至關重要。為了支持這些管理決策,需要高時空分辨率的植物參數的時時和準確的信息。然而,在高度異質性的植物群落中(如草原),非破壞性地評估它們的變化,以及確定是否施肥仍是一個挑戰。特別是作為評價草地質量和數量重要參數的生物量比較費力。
隨著多光譜相機的小型化和成本效益低廉化(如RedEdge-M),在規模和成本上,為環境和農業研究提供了一個實時高效的、時間空間高分辨率的生物量測量方法。最近的研究中,使用無人機多光譜或RGB攝像機來評估草原生物量,取得了良好的研究成果。
本試驗研究于2017年在德國一個0.5ha-1的草地上進行。試驗中,將草地分成156個36m2大小的不同處理試驗地,進行不同梯度的肥料處理。試驗采用了美國Micasense公司的五波段多光譜相機RedEdge-M,和日本索尼Alpha
6000相機。兩個相機同時安裝在一架無人機上,飛行高度為35m,GSD為2.3cm,在光照條件穩定的天氣下進行航拍。
測量的植被指數如下表:
下圖為RedEdge-M(左圖)和Sony Alpha 6000(右圖)拍攝的圖片:
下圖顯示了NDVI和NGRDI映射的更詳細視圖。與NGRDI圖相比,NDVI圖(左下圖)中的處理模式不那么明顯。對于PPR(右下圖),其值與視覺外觀,和DBY相反。生物量值越高,指標值越低。
NDVI和PPR與干生物量產量的關系如下圖所示:
本實驗結論中,多光譜相機測量的NDVI具有著良好的交叉驗證結果,是達成實驗目的,不可或缺的手段之一。
本快訊來自于德國科隆大學在2019年發表的《ULTRA-HIGH SPATIAL RESOLUTION UAV-BASED IMAGERY TO PREDICT BIOMASS IN TEMPERATE GRASSLANDS》。