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第五屆中國(guó)濕地遙感大會(huì)于2023年7月27日-29日在煙臺(tái)成功舉行，本屆會(huì)議圍繞“濕地遙感與濕地修復(fù)”主題，與第27個(gè)世界濕地日“修復(fù)濕地 刻不容緩”的主題相呼應(yīng)，針對(duì)濕地遙感領(lǐng)域基礎(chǔ)理論、技術(shù)方法、科學(xué)數(shù)據(jù)集等方面的新成果、新進(jìn)展，以及國(guó)家和地方在濕地修復(fù)與保護(hù)等方面工作的新動(dòng)態(tài)和新趨勢(shì)等開(kāi)展交流與研討。

值此大會(huì)召開(kāi)之際，作為長(zhǎng)期致力于生態(tài)環(huán)境研究監(jiān)測(cè)領(lǐng)域技術(shù)推廣、研發(fā)與服務(wù)的國(guó)家高新技術(shù)企業(yè)，北京易科泰生態(tài)技術(shù)公司推出系列無(wú)人機(jī)遙感及近地遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)方案，為生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)、環(huán)境變化監(jiān)測(cè)、碳源匯監(jiān)測(cè)、水體遙感監(jiān)測(cè)、濕地植物多樣性及海洋藻類遙感監(jiān)測(cè)等領(lǐng)域提供全面解決方案。

1、ENVIS^?近地遙感生態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)

ENVIS?近地遙感生態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)，由軌道式近地遙感平臺(tái)、成像系統(tǒng)和傳感器系統(tǒng)（監(jiān)測(cè)系統(tǒng)）組成，將點(diǎn)測(cè)量（Spot measurement）與成像測(cè)量（Space measurement）技術(shù)相結(jié)合，通過(guò)多源信息融合及建模反演，可滿足不同場(chǎng)景生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)需求。主要應(yīng)用于原位群落或生態(tài)系統(tǒng)（草原、濕地、農(nóng)業(yè)、林地等不同生態(tài)類型）、蒸滲儀系統(tǒng)生態(tài)結(jié)構(gòu)要素及其生態(tài)過(guò)程觀測(cè)。

左圖：ENVIS?近地遙感生態(tài)觀測(cè)系統(tǒng)；右圖：在南極利用OTC及葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)模塊監(jiān)測(cè)小氣候?qū)Φ匾潞吞μ\光合過(guò)程的影響（引自：Barták M. et al. Long-term study on vegetation responses to manipulated warming using open top chambers installed in three contrasting Antarctic habitats. Electronic Conference on Interactions between Antarctic Life and Environmental Factors, IPY-related Research Brno, October 22th-23th, 2009)

主要技術(shù)特點(diǎn)：

ü  懸浮軌道近地遙感平臺(tái)專利技術(shù)（ZL 2020 2 0515701.X）與SpectraScan近地遙感平臺(tái)專利技術(shù)（ZL20212 1478998.8）,ENVIS生態(tài)環(huán)境因子監(jiān)測(cè)技術(shù)（ZL 2019 2 2377914.0）

ü  標(biāo)配VNIR（400-1000nm）和SWIR（900-1700nm）高光譜成像觀測(cè)、Thermo-RGB成像觀測(cè)，選配激光雷達(dá)掃描分析

ü  點(diǎn)測(cè)量（Spot measurement）與成像測(cè)量（Space measurement）技術(shù)相結(jié)合，多源信息融合，建模反演，滿足不同場(chǎng)景生態(tài)系統(tǒng)觀測(cè)需求

ü  除空氣、土壤生態(tài)因子傳感器監(jiān)測(cè)外，植物點(diǎn)測(cè)量傳感器系統(tǒng)包括光譜監(jiān)測(cè)、冠層溫度監(jiān)測(cè)、葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)等，還可選配空氣CO2、葉片溫度、植物莖流等傳感器

ü  可選配移動(dòng)式點(diǎn)測(cè)量（葉片尺度或冠層尺度）儀器，如手持式葉綠素?zé)晒鉁y(cè)量?jī)x、手持葉夾式高光譜儀（測(cè)量葉片光譜及VIs等）、便攜式光合儀、冠層NDVI/PRI測(cè)量?jī)x等

ü  植被指數(shù)監(jiān)測(cè)：結(jié)構(gòu)指數(shù)、生理指數(shù)、色素指數(shù)、光合物候指數(shù)等，基于 LUE（光利用效率）的GPP 評(píng)估模型參數(shù)如 NDVI、EVI、NDWI、 MCARI、REP2 等

ü  葉綠素?zé)晒獗O(jiān)測(cè)：FLD3 SIF成像分析、 SIF指數(shù)監(jiān)測(cè)、 Fs穩(wěn)態(tài)熒光測(cè)量、LEDIF等

ü  Thermo-RGB融合成像分析，進(jìn)一步解析冠層不同光照組分光合作用等狀態(tài)，研究分析環(huán)境(光照)、植物冠層結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)力等之間的相互關(guān)系

ü  組合命令+位置記憶：可一鍵注冊(cè)、記錄、保存、讀取XYZ位置信息，并自定義Protocols，自動(dòng)移動(dòng)精準(zhǔn)定位，適用于野外長(zhǎng)期固定重復(fù)測(cè)量

ü  原位（in-situ）實(shí)時(shí)高時(shí)空分辨率、高通量（野外大型樣方）生態(tài)觀測(cè)

ü  可選配OTC-Auto濕地群落光合自動(dòng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

應(yīng)用案例：混合草地群落物種多樣性研究

德國(guó)卡爾斯魯厄理工學(xué)院地理和地理生態(tài)學(xué)研究所論證了近地光譜成像監(jiān)測(cè)+點(diǎn)測(cè)量數(shù)據(jù)應(yīng)用于半自動(dòng)野外生態(tài)調(diào)查的可能性，對(duì)草地物種進(jìn)行了分類，并在物種和結(jié)構(gòu)多樣性不同梯度下估算其覆蓋范圍，且發(fā)現(xiàn)處于下位層的植物也可被較準(zhǔn)確地估算出來(lái)。（參考文獻(xiàn)：Lopatin J,Fassnacht F E, Kattenborn T,et al.Mapping plant species in mixed grassland communities using close range imaging spectroscopy[J]. Remote Sensing of Environment, 2017,201:12-23.）

2、PhenoPlot^? SIF-高光譜成像近地遙感系統(tǒng)

PhenoPlot? SIF-高光譜成像近地遙感系統(tǒng)為輕便型或移動(dòng)式高光譜成像與太陽(yáng)光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒獬上瘢⊿IF）地面遙感系統(tǒng)，基于SpectraScan近地遙感平臺(tái)、高光譜成像技術(shù)與夫瑯和費(fèi)線深度法SIF成像技術(shù)（通過(guò)FluorVision-SIF軟件進(jìn)行太陽(yáng)光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒獬上穹治觯赏ㄟ^(guò)SIF及植被結(jié)構(gòu)特征指數(shù)、植被冠層光合生理指數(shù)，根據(jù)LUE模型分析GPP（總初級(jí)生產(chǎn)力）。

目前國(guó)內(nèi)普遍采用基于海洋光學(xué)QE-Pro高光譜儀技術(shù)進(jìn)行冠層SIF測(cè)量監(jiān)測(cè)，其缺點(diǎn)為只能對(duì)視野范圍內(nèi)進(jìn)行“點(diǎn)測(cè)量”得到一個(gè)平均值，不能監(jiān)測(cè)空間分布差異。由易科泰生態(tài)技術(shù)公司根據(jù)夫瑯和費(fèi)譜線O2-A深度葉綠素?zé)晒馓崛LD3模型，研制生產(chǎn)并客戶定制系列SIF-高光譜成像近地遙感觀測(cè)儀器，可對(duì)視野范圍進(jìn)行高分辨率遙感成像分析，從而得到時(shí)間和空間分布差異。

主要技術(shù)特點(diǎn)：

ü  輕便型或移動(dòng)式近地遙感平臺(tái)，也可客戶定制固定式懸浮雙規(guī)近地遙感平臺(tái)

ü  可進(jìn)行（植被反射光）高光譜成像分析

ü  可基于夫瑯和費(fèi)線深度法FLD3模型提取葉綠素?zé)晒猓‵760），進(jìn)行SIF成像分析

ü  可選配Thermo-RGB融合成像分析，區(qū)分陽(yáng)光照射葉片和陰影葉片的氣孔導(dǎo)度響應(yīng)

ü  植被結(jié)構(gòu)指數(shù)：可成像分析NDVI、RDVI、OSAVI、EVI、MCARI、MTVI等十幾個(gè)植被結(jié)構(gòu)指數(shù)，并據(jù)此成像分析LAI等

ü  光合物候觀測(cè)指數(shù)：可成像分析PRI570、PRI515、CCI、NIRv，并據(jù)此成像分析GPP

ü  FLD3 SIF成像分析、太陽(yáng)光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒庵笖?shù)成像分析

ü  SIF（太陽(yáng)光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒猓┏上穹治觯?62nm），結(jié)合LCpro T光合儀、FluorPen手持式葉綠素?zé)晒鈨x等，全面分析植物葉片水平、冠層水平及景觀水平光合作用生理生態(tài)狀況

上左圖：植物反射光譜及反射率（白板校準(zhǔn)），注意762nm的O2-A吸收峰值；上右圖：銅錢草葉綠素?zé)晒夤庾V，其中藍(lán)色曲線為施加敵草?。―CMU）、紅色未施加敵草隆；下圖為銅錢草太陽(yáng)光誘導(dǎo)葉綠素?zé)晒獬上?，其中左邊為未施加敵草隆，右邊施加敵草隆，施加敵草隆后由于PSII QA電子傳遞被抑制（光化熒光淬滅阻斷），葉綠素?zé)晒庠鰪?qiáng)（上述數(shù)據(jù)均來(lái)自易科泰光譜成像與無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)研究中心）

3、Ecodrone^? UAS-4輕便型一體式多光譜-紅外熱成像遙感系統(tǒng)

Ecodrone? UAS-4輕便型一體式多光譜-紅外熱成像遙感系統(tǒng)，基于易科泰自主專利UAS-4遙感平臺(tái)技術(shù)，兼具輕便型、多功能、一體化、多傳感器特點(diǎn)，可為生態(tài)系統(tǒng)監(jiān)測(cè)、濕地及水資源研究、土地資源調(diào)查、環(huán)境保護(hù)研究提供大范圍、高精度、數(shù)字化的解決方案，如水色水質(zhì)調(diào)查、水體葉綠素含量反演、泥沙含量分析、國(guó)土資源調(diào)查、森林覆蓋及物種研究、生態(tài)環(huán)境要素動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)等。

主要技術(shù)特點(diǎn)：

ü  自主專利UAS-4平臺(tái)，榮獲第24屆中國(guó)楊凌農(nóng)業(yè)高新科技成果博覽會(huì)“后稷獎(jiǎng)”

ü  同時(shí)搭載多光譜成像、紅外熱成像及RGB成像，作業(yè)時(shí)間大于20分鐘

ü  一次飛行可同步獲取5/10個(gè)光譜波段、紅外熱成像/CWSI成像數(shù)據(jù)、RGB，作業(yè)效率事半功倍

ü  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高度地面分辨率可達(dá)2cm

ü  Thermo-RGB：640×512像素，多點(diǎn)黑體校準(zhǔn)，靈敏度50或30mK，測(cè)溫范圍-25℃-150℃/-40℃-550℃，在線實(shí)時(shí)溫度測(cè)量分析，10倍光學(xué)變焦RGB鏡頭，全高清畫質(zhì)，磁編碼自穩(wěn)云臺(tái)，實(shí)時(shí)姿態(tài)調(diào)整，可選配CWSI成像，實(shí)時(shí)測(cè)量作物水分脅迫指數(shù)

ü  應(yīng)用于生態(tài)環(huán)境調(diào)查監(jiān)測(cè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究、病蟲害監(jiān)測(cè)、農(nóng)作物產(chǎn)量評(píng)估、生物多樣性監(jiān)測(cè)等

應(yīng)用案例：內(nèi)陸及海岸帶濕地水質(zhì)監(jiān)測(cè)

內(nèi)陸及海岸帶水體濕地監(jiān)測(cè)污染物主要有三類，分別為浮游植物（主要是藻類，含葉綠素a）、非色素懸浮物（簡(jiǎn)稱懸浮物，包含有機(jī)碎屑及無(wú)機(jī)懸浮顆粒）、有色可溶性有機(jī)物(CDOM，由黃腐酸、腐殖酸組成的溶解性有機(jī)物)。下圖為某市郊區(qū)河谷濕地，該區(qū)域內(nèi)地物豐富，河流、灌叢、裸地交錯(cuò)分布，使用無(wú)人機(jī)遙感成像技術(shù)采集該區(qū)域的光譜及影像數(shù)據(jù)，從而進(jìn)行水體參數(shù)反演。

上圖自左至右依次為：原始真彩影像、假彩色影像、NDWI指數(shù)圖

上圖自左至右依次為：葉綠素a反演、懸浮物含量反演、可溶有機(jī)物(CDOM)濃度 

4、Ecodrone^?一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達(dá)無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)

Ecodrone?一體式高光譜-紅外熱成像-激光雷達(dá)無(wú)人機(jī)遙感系統(tǒng)，采用自主設(shè)計(jì)研發(fā)UAS-8專業(yè)遙感無(wú)人機(jī)平臺(tái)和國(guó)際先進(jìn)傳感器系統(tǒng)，包括VNIR/NIR波段高光譜成像、紅外熱成像、和激光雷達(dá)，曾先后榮獲2021年《質(zhì)量與認(rèn)證》“十大新銳產(chǎn)品”及2023深圳國(guó)際生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)產(chǎn)業(yè)博覽會(huì)“生態(tài)環(huán)境監(jiān)測(cè)創(chuàng)新產(chǎn)品”獎(jiǎng)。

主要技術(shù)特點(diǎn)：

ü  8旋翼專業(yè)無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)，負(fù)載最高可達(dá)20kg，續(xù)航時(shí)間大于20分鐘

ü  采用芬蘭Specim AFX系列高光譜成像傳感器和法國(guó)YellowScan激光雷達(dá)系統(tǒng)

ü  厘米級(jí)地面分辨率，50m高度高光譜成像地面分辨率達(dá)3.5cm，30m高度地面分辨率可達(dá)2cm

ü  50m高單樣線飛行作業(yè)可自動(dòng)采集形成寬度36m的樣帶高光譜成像大數(shù)據(jù)

ü  高分辨率Thermo-RGB傳感器，空間分辨率640x512像素，IR高分辨率模式可達(dá)1266x1010像素，測(cè)溫靈敏度可達(dá)0.03°C

ü  高密度三維點(diǎn)云，精確度2.5cm，最高可達(dá)3次回波，50m飛行高度點(diǎn)云密度700pts/平方米；可選配高精確度LiDAR系統(tǒng)，精確度可達(dá)0.5cm、回波達(dá)15次

ü  建議選配易科泰匹配提供的手持式葉綠素?zé)晒鈨x、手持葉夾式高光譜儀、便攜式LCpro T光合儀，以測(cè)量穩(wěn)態(tài)葉綠素?zé)晒釬t、植物光譜反射指數(shù)VIs、光合作用及氣孔導(dǎo)度等參數(shù)

ü  可選配OTC-Auto自動(dòng)開(kāi)啟式光合呼吸監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，測(cè)量監(jiān)測(cè)CO2通量及H2O通量，并測(cè)量分析GEP（Gross Ecosystem Productivity）

ü  可基于弗朗霍夫譜線FLD模型提取SIF（Solar-Induced-Fluorescence）（易科泰提供技術(shù)方法和分析軟件、參考文獻(xiàn)），無(wú)人機(jī)遙感Mapping Photosynthesis

ü  同步獲取高光譜數(shù)據(jù)、紅外輻射照片、視頻與激光雷達(dá)數(shù)據(jù)，應(yīng)用軟件可進(jìn)行剖面分析、點(diǎn)云測(cè)量等，直接導(dǎo)出高密度三維點(diǎn)云、三維測(cè)量數(shù)據(jù)、地面點(diǎn)云、DSM、DTM、DHM等

應(yīng)用案例：人工水體葉綠素a含量反演

葉綠素a是藻類的重要組成成分之一，其濃度常用于評(píng)估浮游植物的生物量，可作為水體富營(yíng)養(yǎng)化的評(píng)價(jià)指標(biāo)。易科泰光譜成像與無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)研究中心技術(shù)人員使用Ecodrone?無(wú)人機(jī)高光譜遙感系統(tǒng)，對(duì)某人工水渠進(jìn)行高光譜成像，分析其反射光譜，并通過(guò)模型反演葉綠素a的濃度，進(jìn)一步分析該水渠富營(yíng)養(yǎng)化程度。

左圖：水體中不同目標(biāo)的反射光譜，右圖：基于不同模型的葉綠素a濃度反演指數(shù)。通過(guò)反射光譜可知，水體中的植被在水的影響下，其反射光譜明顯低于岸邊植被。

如上圖依次為：a）高光譜真彩色合成圖，b）800/650/550nm合成圖，c）歸一化葉綠素指數(shù)NDCI，d）歸一化葉綠素色素比率指數(shù)NCPI，比值指數(shù)SR。對(duì)比高光譜合成圖發(fā)現(xiàn)，在水體植被附近，NCPI和SR指數(shù)顯著高于其他區(qū)域，可能與富營(yíng)養(yǎng)化后水體中產(chǎn)生大量藻類有關(guān)，且初步結(jié)果顯示NCPI和SR模型對(duì)葉綠素a反演精度高于NDCI。