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1. 聲明：本指南旨在幫助和指導(dǎo)多用途無(wú)人飛機(jī)采集與分析多源玉米表型影像數(shù)據(jù)時(shí)操作更加科學(xué)、規(guī)范,、高效，確保田間航拍的同時(shí)兼顧作業(yè)人員安全、環(huán)境安全等,，不對(duì)任何個(gè)人,、機(jī)構(gòu)或組織產(chǎn)生法律責(zé)任。
2. 聯(lián)合發(fā)布單位：極目（海南）智能育種裝備有限公司,，中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)三亞研究院
3. 引言和目的：玉米株型,、產(chǎn)量等復(fù)雜性狀的研究離不開(kāi)表型精準(zhǔn)鑒定，然而,，傳統(tǒng)估計(jì)方法嚴(yán)重依賴(lài)于地面實(shí)地調(diào)查,，耗時(shí)耗力，成本高,，而且容易對(duì)作物進(jìn)行不良評(píng)估,。無(wú)人機(jī)和傳感器小型化方面的最新技術(shù)進(jìn)步滿(mǎn)足了當(dāng)前對(duì)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，特別是高通量植物表型分析的爆炸性需求,，但目前主要依賴(lài)于單傳感器數(shù)據(jù),，未能有效利用多模態(tài)作物信息。本操作指南包含多用途無(wú)人機(jī)采集前,、采集中,、采集后的操作步驟和注意事項(xiàng)，以指導(dǎo)作業(yè)人員在操作多用途無(wú)人飛機(jī)采集與分析多源玉米表型影像數(shù)據(jù)時(shí)更加科學(xué),、規(guī)范,、高效。
4. 操作指南：
4.1. 采集前
4.1.1. 確定采集時(shí)期：大田玉米整個(gè)生長(zhǎng)期,，飛行時(shí)間范圍在10:00~14:00晴朗無(wú)云的天氣條件下,；
4.1.2. 調(diào)試檢查無(wú)人機(jī)設(shè)備，檢查作業(yè)用具（具體參考附表1）,；
4.1.3. 實(shí)地規(guī)劃航線,，確定無(wú)人機(jī)飛行參數(shù)（具體參考附表2）
4.1.4. 觀察作業(yè)區(qū)周邊環(huán)境,，包括是否有障礙物或臨近敏感作物（注意做好航線規(guī)劃，避免無(wú)人機(jī)碰到樹(shù)枝或天線導(dǎo)致墜機(jī)等情況的發(fā)生）,；
4.1.5. 作業(yè)前應(yīng)測(cè)量風(fēng)向和風(fēng)速,，記錄并判斷作業(yè)期間的天氣是否適合無(wú)人機(jī)作業(yè)（3米/秒以下適合作業(yè)，3~5米/秒停止,、觀察）,。在大風(fēng)天氣（大于5米/秒）、大雨或霜凍前不適宜作業(yè),。避免高溫作業(yè),，適宜溫度為15~30℃，不宜超過(guò)38℃,。
4.2. 采集中
4.2.1. 注意周?chē)藛T安全,，作業(yè)人員應(yīng)與無(wú)人飛機(jī)保持10米以上安全距離；
4.2.2. 確認(rèn)作業(yè)人員使用安全防護(hù)裝備,；
4.2.3. 飛手視線應(yīng)高于玉米,，以便觀察飛機(jī)的作業(yè)狀態(tài)；
4.2.4. 操作無(wú)人機(jī)飛至輻射校正板正上方1.4m處拍攝4~5組圖像用于多光譜相機(jī)的輻射校正,；
4.2.5. 確定RTK信號(hào)強(qiáng)度,，根據(jù)已設(shè)置的參數(shù)操作無(wú)人機(jī)按照規(guī)劃的航線自動(dòng)進(jìn)行航拍，飛行過(guò)程注意耗電,，根據(jù)情況及時(shí)更換電池,；
4.2.6. 作業(yè)過(guò)程中如遇下雨時(shí)，應(yīng)停止作業(yè)并將無(wú)人機(jī)返回起降點(diǎn)并及時(shí)回收校正板,，當(dāng)天氣情況符合要求后再進(jìn)行作業(yè),；
4.2.7. 無(wú)人機(jī)完成航拍任務(wù)后，重復(fù)4.2.1操作采集校正板圖像
4.3. 采集后
4.3.1. 拆卸無(wú)人機(jī)零件并裝箱,，檢查用電情況,，回收輻射校正板；
4.3.2. 導(dǎo)出飛行器SD卡的圖像數(shù)據(jù),；
4.3.3. 將多光譜和可見(jiàn)光圖像數(shù)據(jù)導(dǎo)入攝影測(cè)量軟件Pix4Dmapper中并加載一批輻射校正圖像,，用于正射校正和拼接，以創(chuàng)建捕獲區(qū)域的單個(gè)圖像,；
4.3.4. 根據(jù)拼接的光譜影像,，提取適合描述玉米營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)和產(chǎn)量等的各類(lèi)優(yōu)化植被指數(shù)，如歸一化植被指數(shù)（NDVI）,；差異植被指數(shù)（DVI）,；綠色歸一化植被指數(shù)（GNDVI）；紅差植被指數(shù)（RDVI）；植被指數(shù)比率（RVI）,；增強(qiáng)植被指數(shù)（EVI）,，對(duì)生物量更敏感；土壤調(diào)節(jié)植被指數(shù)（SAVI）等,，生成對(duì)應(yīng)的植被指數(shù)圖像,；
4.3.5. 在利用植被指數(shù)對(duì)營(yíng)養(yǎng)狀態(tài)、生長(zhǎng)狀態(tài)正確表征的基礎(chǔ)上,，與高精度GIS結(jié)合利用Pix4Dfields建立施肥/施藥作業(yè)處方圖,，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)變量施肥/藥。
附表1：作業(yè)用具匹配表
用具 |
電池,，SD卡,，數(shù)據(jù)線，輻射校正板,，手套,，刷子，插排… |
附表2：無(wú)人機(jī)采集和分析影像數(shù)據(jù)參數(shù)（例子）
采集時(shí)期 | 參見(jiàn)4.1.1 | |
采集對(duì)象 | 大田玉米 | |
輻射校正板 | 4塊 （反射率分別為：95%,、75%,、50%、25%） | |
數(shù)據(jù)處理軟件 | Pix4D mapper,、Pix4Dfields | |
飛行參數(shù) | 飛行高度 | 15m |
地面分辨率 | 0.793cm/px | |
空三覆蓋面積 | 0.003638km2 | |