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Ecodrone® UAS-4 Pro輕便型一體式多光譜-激光雷達(dá)遙感系統(tǒng)

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公司名稱(chēng)北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司
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廠商性質(zhì)其他
更新時(shí)間2023/2/9 9:55:59
訪問(wèn)次數(shù)188

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北京易科泰生態(tài)技術(shù)有限公司成立于2002年，為國(guó)家*，致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究監(jiān)測(cè)技術(shù)推廣、研發(fā)與服務(wù)，特別是在光譜成像技術(shù)（高光譜成像技術(shù)、葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)、紅外熱成像技術(shù)、無(wú)人機(jī)遙感等）、植物表型分析技術(shù)、呼吸與能量代謝測(cè)量技術(shù)等方面，與企業(yè)PSI、Specim、Sable等合作，致力于植物科學(xué)、土壤與地球科學(xué)、動(dòng)物能量代謝、水體與藻類(lèi)及生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域*儀器技術(shù)的引進(jìn)推廣和技術(shù)研發(fā)集成，為植物/作物表型分析、生態(tài)修復(fù)及生態(tài)保護(hù)、能量代謝測(cè)量等提供規(guī)劃設(shè)計(jì)、技術(shù)方案與系統(tǒng)集成、技術(shù)咨詢與科技服務(wù)。公司技術(shù)團(tuán)隊(duì)80％以上具備碩士或碩士以上學(xué)位，并與*研究生院、中科院植物研究所、中科院動(dòng)物所、中科院地理科學(xué)與資源研究所、中國(guó)農(nóng)科院、中國(guó)林科院、中國(guó)環(huán)科院、中國(guó)水科院、清華大學(xué)、中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、北京大學(xué)、中國(guó)海洋大學(xué)、陜西師范大學(xué)、內(nèi)蒙古大學(xué)等建立了*的技術(shù)合作交流關(guān)系。公司下設(shè)有葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與植物表型業(yè)務(wù)部、EcoLab?實(shí)驗(yàn)室、光譜成像與無(wú)人機(jī)遙感事業(yè)部及無(wú)人機(jī)遙感研究中心（與陜西師范大學(xué)合作建立）、動(dòng)物能量代謝實(shí)驗(yàn)室、內(nèi)蒙古阿拉善蒙古牛生態(tài)牧業(yè)研究院及青島分公司。實(shí)驗(yàn)室擁有葉綠素?zé)晒獬上?、葉綠素?zé)晒鈨x、水體藻類(lèi)熒光儀、SPECIM高光譜儀、WORKSWELL紅外熱成像儀、EasyChem*、MicroMac1000水質(zhì)在線監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、ACE土壤呼吸自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、SoilBox便攜式土壤氣體通量測(cè)量系統(tǒng)、動(dòng)物呼吸測(cè)量系統(tǒng)、LCpro+光合作用測(cè)量?jī)x、Hood土壤入滲儀、年輪分析儀等各種儀器設(shè)備，可以進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究分析、實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)等，歡迎與易科泰生態(tài)研究室開(kāi)展合作研究。易科泰公司與歐洲PSI公司（葉綠素?zé)晒饧夹g(shù)與表型分析技術(shù)）、美國(guó)SABLE公司（動(dòng)物能量代謝技術(shù)）、歐洲SPECIM公司（高光譜成像技術(shù)）、歐洲WORKSWELL公司（紅外熱成像技術(shù)）、歐洲Lightigo公司（LIBS元素分析技術(shù)）、歐洲BCN無(wú)人機(jī)遙感中心、歐洲ITRAX公司（樣芯密度掃描與元素分析）、美國(guó)VERIS公司、英國(guó)ADC公司、德國(guó)UGT公司、歐洲SYSTEA公司等*生態(tài)儀器技術(shù)領(lǐng)域的研發(fā)機(jī)構(gòu)和廠商建立了密切的合作關(guān)系，在FluorCam葉綠素?zé)晒獬上衽c熒光測(cè)量技術(shù)、PlantScreen植物表型分析技術(shù)、高光譜成像技術(shù)、紅外熱成像技術(shù)、光合作用與植物生態(tài)研究監(jiān)測(cè)、土壤呼吸與碳通量研究監(jiān)測(cè)、動(dòng)物呼吸代謝測(cè)量、水質(zhì)分析與藻類(lèi)研究監(jiān)測(cè)、CoreScanner樣芯密度CT與元素分析技術(shù)、LIBS元素分析技術(shù)、無(wú)人機(jī)生態(tài)遙感技術(shù)等生態(tài)儀器技術(shù)及其系統(tǒng)方案集成有著豐富的經(jīng)驗(yàn)，成為我國(guó)農(nóng)業(yè)、林業(yè)、地球科學(xué)、生態(tài)環(huán)境研究等領(lǐng)域科技進(jìn)步的重要研究力量。由公司研制生產(chǎn)的EcoDrone?無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)、SoilTron?多功能小型蒸滲儀技術(shù)、SoilBox?土壤呼吸測(cè)量技術(shù)、PhenoPlot?輕便型作物表型分析系統(tǒng)、SCG-N土壤剖面CO2／O2梯度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、植物生態(tài)監(jiān)測(cè)技術(shù)、動(dòng)物能量代謝測(cè)量技術(shù)等，在中科院修購(gòu)項(xiàng)目、*學(xué)科群項(xiàng)目、CERN網(wǎng)絡(luò)（生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)）等項(xiàng)目中發(fā)揮重要作用 “工欲善其事，必先利其器”，易科泰公司將秉承“利其器，善其事”的經(jīng)營(yíng)理念，為國(guó)內(nèi)生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究與發(fā)展提供的技術(shù)方案和服務(wù)。

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Ecodrone® UAS-4 Pro輕便型一體式多光譜-激光雷達(dá)遙感系統(tǒng) 產(chǎn)品信息

易科泰推出輕便型、一體化、多傳感器無(wú)人機(jī)遙感作物表型研究監(jiān)測(cè)技術(shù)方案——Ecodrone^® UAS-4 Pro輕便型一體式多光譜-激光雷達(dá)遙感系統(tǒng)：

基于自主UAS-4遙感平臺(tái)技術(shù)，兼具輕便型和多功能特點(diǎn)
同時(shí)搭載多光譜成像、激光雷達(dá)及RGB成像，作業(yè)時(shí)間大于20分鐘
一次飛行可同步獲取5/10個(gè)光譜波段、高密度點(diǎn)云數(shù)據(jù)及RGB，作業(yè)效率事半功倍
厘米級(jí)多光譜地面分辨率，50m高度地面分辨率達(dá)3.4cm，30m高度（用于田間高通量作物表型分析）地面分辨率可達(dá)2cm
LiDAR-RGB：標(biāo)配精確度2.5cm，回波次數(shù)3，F(xiàn)OV 70.4度，可選配其他規(guī)格；RGB成像為Sony APS-C Exmor CMOS傳感器，20MP像素，F(xiàn)OV 83度
應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究、作物表型遙感、病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物產(chǎn)量評(píng)估、森林遙感監(jiān)測(cè)、碳源匯監(jiān)測(cè)評(píng)估、生態(tài)環(huán)境調(diào)查監(jiān)測(cè)、生物多樣性監(jiān)測(cè)等、生物固碳研究等領(lǐng)域

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Ecodrone^® UAS-4 Pro輕便型一體式多光譜-激光雷達(dá)遙感系統(tǒng)

主要技術(shù)指標(biāo)：

	多光譜	LiDAR-RGB
型號(hào)	5+1 or 10通道	Mapper	Mapper+	Surveyor Ultra
空間像素	1280×960像素（單波段）	3632×5456像素（RGB）	3632×5456像素（RGB）	3632×5456像素（RGB）
地面分辨率	3.4cm@50m AGL	2cm（點(diǎn)云精度）	2.5cm（點(diǎn)云精度）	3cm（點(diǎn)云精度）
探測(cè)器	CCD	Livox Horizon固態(tài)	Livox AVIA固態(tài)	Hesai XT32M2X
測(cè)程	不限	90m	120m	140m
拍攝速率/幀頻	1秒/次全波段	240kHz 2次回波	240kHz 3次回波	640kHz 3次回波
視場(chǎng)角	42.7°	81.7°	70.4°	360°
數(shù)據(jù)接口	SD卡	USB3	USB3	USB3

分析測(cè)量參數(shù)：

ü 冠層結(jié)構(gòu)參數(shù)：NDVI、NDRE、DVI、VOG、NDWI、GCI、LCI等

ü R/G/B指數(shù)，如綠度指數(shù)等

ü 可測(cè)量光利用效率、淺水環(huán)境（氣溶膠、浮質(zhì)等）、葉綠素效率或紅邊坡度等（10通道）

ü 激光雷達(dá)參數(shù)：高密度真彩色點(diǎn)云、三維測(cè)量數(shù)據(jù)、分類(lèi)點(diǎn)云、DOM、DSM、DTM、DHM等

應(yīng)用案例一：不同脅迫條件下水稻表型分析

易科泰光譜成像與無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)研究中心使用Ecodrone^®無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)對(duì)某水稻田進(jìn)行表型分析?；贜DVI和NDRE結(jié)果可以看出，除水稻田邊緣部分外整體指數(shù)數(shù)值較高，說(shuō)明作物葉綠素含量和綠色部分生物量較高，幾乎使NDVI數(shù)值達(dá)到了飽和。而從NDRE圖可以更為清晰的看出不同處理?xiàng)l件下水稻生理特性的差異，通常NDRE數(shù)值越高反應(yīng)著植株越健康。

圖1：依次為飛行作業(yè)圖；水稻田不同處理方式（品種、種植密度、施肥濃度）標(biāo)記圖；NDVI圖；NDRE圖

基于無(wú)人機(jī)多光譜數(shù)據(jù)進(jìn)一步研究驗(yàn)證篩選出種植品種、種植密度和施肥用量的組合，可以有效減少資源浪費(fèi)，緩解氮肥流失造成的環(huán)境問(wèn)題，并可結(jié)合LiDAR結(jié)構(gòu)信息及實(shí)際測(cè)量的理化數(shù)據(jù)建立擬合模型，用以反演作物生化及生物量指標(biāo)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)研究。

應(yīng)用案例二：人工松林生長(zhǎng)監(jiān)測(cè)

易科泰光譜成像與無(wú)人機(jī)遙感研究中心利用自主研發(fā)的Ecodrone^®激光雷達(dá)無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)，對(duì)某農(nóng)田-人工林地帶進(jìn)行了LiDAR遙感作業(yè)。

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圖2-1：基于高度渲染的作業(yè)區(qū)LiDAR點(diǎn)云

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圖2-2：基于LiDAR點(diǎn)云的DOM和DHM模型

通過(guò)LiDAR點(diǎn)云剖面高度測(cè)量并結(jié)合DHM模型，隨機(jī)選取A地塊人工松林15個(gè)點(diǎn)，提取其高度值，求取平均值為161cm，而地面人工采樣實(shí)測(cè)結(jié)果大部分高度落在1.6-1.7m區(qū)間，吻合度較高。

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圖2-3：基于LiDAR點(diǎn)云的人工松林高度剖面及測(cè)量值

實(shí)驗(yàn)表明，基于Ecodrone^®激光雷達(dá)無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)，測(cè)量獲取的LiDAR三維信息，結(jié)合地面采樣實(shí)測(cè)結(jié)果，對(duì)植被精準(zhǔn)分類(lèi)、監(jiān)測(cè)樹(shù)木/作物不同生長(zhǎng)階段的特點(diǎn)、評(píng)估生物量及指導(dǎo)施肥具有重要意義。

應(yīng)用案例三：不同生長(zhǎng)階段冬小麥冠層結(jié)構(gòu)變化監(jiān)測(cè)

基于反射光譜計(jì)算的葉面積指數(shù)(LAI)等相關(guān)指標(biāo)監(jiān)測(cè)冠層密度，對(duì)于理解和預(yù)測(cè)土壤-植物-大氣系統(tǒng)中的循環(huán)過(guò)程以及指示作物健康和農(nóng)場(chǎng)管理中產(chǎn)量估計(jì)具有重要作用。德國(guó)和比利時(shí)學(xué)者使用無(wú)人機(jī)Lidar和多光譜遙感成像系統(tǒng)對(duì)德國(guó)Selhausen的ICOS冬小麥大田區(qū)域進(jìn)行了7次數(shù)據(jù)采集，時(shí)間跨度由2020年4月1日至7月21日，評(píng)估了Lidar-多光譜技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)冠層結(jié)構(gòu)估計(jì)中的應(yīng)用潛力。

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圖3-1：利用機(jī)載LiDAR測(cè)量估算基于冠層密度的植物面積指數(shù)(PAI)示意圖

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圖3-2：左：不同時(shí)段的RGB圖像與分別用Lidar和多光譜方法獲得的PAI和GAI

右：ICOS大田冬小麥平均高度的時(shí)間和空間的變化

研究結(jié)果表明，在冬小麥成熟之前的生長(zhǎng)階段中，基于Lidar數(shù)據(jù)衍生的植物面積指數(shù)（PAI）與通過(guò)地面設(shè)備采集的綠色面積指數(shù)（GAI）值具有高度一致性，與多光譜成像獲取的GAI估計(jì)值也密切相關(guān)，可準(zhǔn)確反映冬小麥生長(zhǎng)過(guò)程中在空間結(jié)構(gòu)上的變化。通過(guò)每個(gè)采集時(shí)段（12/05、26/05、09/06、23/06）點(diǎn)云數(shù)據(jù)創(chuàng)建的數(shù)字地表模型DSM減去數(shù)字地形模型DTM(01/04，生長(zhǎng)季節(jié)開(kāi)始時(shí))，也能對(duì)冬小麥高度進(jìn)行有效估算。同時(shí)，使用多光譜數(shù)據(jù)補(bǔ)償Lidar PAI，可以區(qū)分綠色植被面積指數(shù)與非綠色植被面積指數(shù)，在整個(gè)作物生長(zhǎng)周期互相補(bǔ)充，進(jìn)行作物建模，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥、作物管理和碳儲(chǔ)存估算等。

易科泰生態(tài)技術(shù)公司致力于生態(tài)-農(nóng)業(yè)-健康研究發(fā)展與創(chuàng)新應(yīng)用，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究、作物表型遙感、病蟲(chóng)害監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物產(chǎn)量評(píng)估、森林遙感監(jiān)測(cè)、碳源匯監(jiān)測(cè)評(píng)估、生態(tài)環(huán)境調(diào)查監(jiān)測(cè)、生物多樣性監(jiān)測(cè)等、生物固碳研究等領(lǐng)域提供無(wú)人機(jī)及近地遙感全面技術(shù)方案。

參考文獻(xiàn)：

[1] Bates J S , Montzka C , Schmidt M , et al. Estimating Canopy Density Parameters Time-Series for Winter Wheat Using UAS Mounted LiDAR[J]. Remote Sensing, 2021, 13(4):710.

關(guān)鍵詞：傳感器