NDVI相机及应用

1. NDVI相机改装原理

对于用于拍摄植被的相机,通过对相机改造以使其能捕获蓝色、绿色和近红外波段的光线,而滤除红色波段。因为相机可以同时获取可见光和近红外波段,因此,可以用来获取不同的NDVI(归一化查分植被指数)和ENDVI(增强归一化查分植被指数)数据(www.maxmax.com)。

相机改装例子:

植物胁迫(Vegetation Stress:对植物来说,包括任何能导致植物死亡的因素,例如缺乏或者过量的冷、热、水、光照、荫蔽及肥料等。植被胁迫现象普遍存在。比如,贫瘠的土壤植被生长情况差,而且种类较少。海拔较高的地区因为温度较低,是得植被稀少种类单一。常年光照较少的地区,很少有植物生存。

植被胁迫现象在农业遥感领域很有用,因为受胁迫的植被在光谱曲线上与正常植被有所差异,根据这些差异,我们可以找出胁迫植被的因素,例如通过研究干旱区植被曲线,可以研究对植被产生的影响,进而对农业估产等应用有贡献。

(1) XNiteCanon550NDVI    1800万像素 数字单反相机 3波段植被胁迫(Vegetation Stress)相机

(2)XNiteCanonSD780NDVI    1210 万像素 卡片式(Point & Shoot)轻型3波段植被胁迫相机

主要用途及特征:

+

Remote Sensing

遥感

+

Can be used as a Chlorophyll Meter or

叶绿素量测

+

Plant stress and health

植物胁迫与健康

+

Fertilizer Optimization

优化施肥

+

Nitrogen Management Solutions

氮管理方案

+

Insect and pest plant diagnostics

植物虫害诊断

+

Plant disease diagnosis

植物疾病诊断

+

Camouflage detection

 伪装探测

+

Forrest Analysis

森林分析

+

Plant Identification

植被识别

+

Easy to Use

易于使用

+

Up to 18 Megapixels of resolution

达到1800万像素分辨率

+

SD780NDVI model is small, lightweight suitable for UAV's.

SD780NDVI相机体型小,重量轻,较适合无人机

+

SD780NDVI optional firmware upgrade allows features such as timed interval shutter control

SD780NDVI 可选的固件升级能实现一定时间间隔的曝光控制

实现技术:

将原来的2波段NDVI相机升级至3波段植被胁迫相机。各通道对应的光谱为:

         蓝通道---可见光蓝色

         绿通道--可见光绿色

         红通道--近红外(670nm(纳米)-750nm)

植物胁迫相机在一张影像上能拍摄蓝色、绿色和近红外波段的光线。通过计算红通道和蓝绿通道的比值,能快速获取植被、矿产、水体、掩体对象以及更多信息。健康植被对近红外光具有非常强的反射率,有时候称为“红边(Red Edge)”。这种相机能够快速精确分析。近红外波段和可见光波段的反射率比值能够提供植物健康状况,水体识别,贫瘠土地,灌木,雨林,矿产更多对象的信息。用这种相机获取的航空影像能让农民快速评估作物健康情况、病害植株、杂草及其他问题。

2.已有的应用案例

 识别沙漠中植被

目的:识别并量化沙漠中植被长势。

设备:Canon 550 NDVI Mark II植被胁迫相机

 软件:ImageJ+MaxMax增强NDVI宏代码(两个都免费)

试验区域普通数码相机拍摄的影像

从影像上能看见一些看起来受到胁迫的植被,但是很难区分植被与沙漠。

未经处理的Canon 550 NDVI MK II 相机拍摄的影像

注意到植被显示为红色。这是由于植被反射近红外波段的光由相机的红通道获取所致。

数据处理:

ImageJ软件和NDVI6_MKII宏脚本处理。

宏脚本用了3个波段来计算ENDVI,其公式为:

ENDVI = ((Red + Green ) -2*Blue) / ((Red + Green) + 2*Blue))

这样计算的原因在于植被在红外和绿波段都具有较强的反射性。植被吸收蓝光,因此将蓝通道作为可见光通道,将其乘以2以补偿两个反射通道。

宏脚本接下来对数据进行拉伸处理,将NDVI数据拉伸至用户设置的最大最小值。这是由于对这种图像,最大的植株具有的NDVI值约为0.50,而岩石的NDVI值为-0.15NDVI影像上的像素至大多在-0.15-0.5之间。通过将ENDVI值拉伸值-1.0 - 1.0,从而能更好地理解及识别图像。

接下来,宏脚本将处理拉伸后的ENDVI值,对图像上每个像素赋颜色,越接近1.0,颜色越绿,越接近-1.0,颜色越蓝。这样生成了一幅新图,每个像素都有对应的颜色,而绿色与植被对应,蓝色与非植被的地物对应。

注意到现在能非常容易指出植被所在区域。同时可以看到,岩石通常为蓝色,沙子为黑色。

能根据影像的亮度值,统计每一类影像对象所占的比例。

 

猜你喜欢

转载自blog.csdn.net/libaipeng001/article/details/81774891