无人机载日光诱导叶绿素荧光成像系统

GaiaSky-ImgFluo无人机载日光诱导叶绿素荧光成像系统

日光诱导叶绿素荧光 SIF(Sun/Solar-induced Chlorophyl Fluorescence)是植物在太阳光照条件下，由光合中心发射出的光谱信号(650-800 nm)，具有红光(690 nm左右)和近红外(740 nm左右)两个波峰，能直接反映植物实际光合作用的动态变化。SIF遥感是近年迅速发展起来的植被遥感技术，可弥补当前植被遥感观测的不足，为陆地生态系统碳循环和植被监测等提供了新的思路和技术。

以基于“绿度"观测的植被指数(如NDVI)为代表的植被遥感在过去30年极大地促进了从宏观尺度上来理解和认识地球生物圈，但其只能通过“绿度"来探测植物“潜在光合作用"。叶绿素荧光在植被光合生理探测方面具有符合的技术优势是“实际光合作用"的直接探测方法。

SIF是光下测量叶绿素荧光的典型代表，通过测量上行辐亮度对下行太阳光谱Fraunhofer暗线的填充来反演植被发出的叶绿素荧光强度，通常会得到如下的光谱曲线。

无人机载日光诱导叶绿素荧光成像系统主要功能:

l自动曝光、自动扫描速度匹配

lShutter快门

l辐射度、均匀性、镜头、反射率校准

l太阳光实时采集(余弦校正器)

l镜头推扫成像

l辅助摄像监控(实时观察测试区域)

l增稳云台

l自动航点规划采集

技术特点：

l极优的光学性能，满足荧光弱信号探测的要求；

l采用自主研发技术—悬停内置推扫；

l无需配置惯导系统，实现图像大面积拼接；

l深度PSDK开发，融合一体的操作软件界面；

l无人机、云台和高光谱成像仪一体化的设计

技术参数:

l成像光谱范围：670-780nm（650-800nm）

l成像传感器：SCMOS（非制冷）

l*光谱分辨率：0.35 nm

l曝光方式：自动

l扫描速度匹配：自动

l*光谱采样间隔：0.1nm

l空间像素：1200

l光谱波段数：≥512

l*SNR：优于1000:1（峰值信噪比）

l入射狭缝宽度：30μm

l成像镜头：25mm定焦镜头

l空间图像分辨率：≥1200*1000

l*帧频：1fps~200fps

l接口：Type-C

l重量：＜2.27Kg;

系统硬件及软件界面：

原始数据展示：

反射率校正功能：利用标准白板、灰布等可作为参考板，对采集的原始DN值数据进行反射率校准，也可进行批量数据处理。

数据反演应用：

首先，需要对原始的DN值数据进行实时反射率校正处理，系统软件设置有存储对应白帧和暗背景数据的文件夹，在执行采集之后，进行反射率校准；其次，结合选择的数学模型，可输出对应的模型指标的反演结果。

应用领域：

植物光合作用和荧光测量，植物制图和植被健康特征，农作物生长评估，大尺度、高通量植物叶绿素荧光成像测量分析。