作物水分脅迫指數(shù)(CWSI)是1981年發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)標(biāo)準(zhǔn)化指標(biāo)，用以量化脅迫，克服其他環(huán)境參數(shù)對(duì)脅迫與植物溫度關(guān)系的影響，該指數(shù)對(duì)植物生理生態(tài)研究意義非凡。
WIRIS Agro相機(jī)是由Workswell公司*與中歐的生命科學(xué)研究機(jī)構(gòu):作物研究所和捷克布拉格生命科學(xué)大學(xué)合作開發(fā)的一款于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域測(cè)量大面積水脅迫的產(chǎn)品。該相機(jī)由LWIR長(zhǎng)波紅外傳感器(640×512)和10倍光學(xué)變焦RGB鏡頭（1920×1080）組成。該相機(jī)可直接測(cè)量得到作物水分脅迫指數(shù)圖及高清RGB圖，通過(guò)這些信息可用于確定產(chǎn)量分布、優(yōu)化灌溉或控制水管理等補(bǔ)救措施，也可實(shí)時(shí)測(cè)量溫度并通過(guò)軟件將CWSI圖像轉(zhuǎn)換為可視化溫度圖像，為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究提供非常重要的技術(shù)支撐，革新了農(nóng)業(yè)和生命科學(xué)研究手段。
在旱季，人們通常感興趣的是干旱對(duì)作物的實(shí)際影響。該影響不僅取決于氣候條件，而且還取決于地下水干旱、植物根系大小等。用CWSI相機(jī)測(cè)量植物的水分脅迫可幫助我們快速確定干旱對(duì)作物的真實(shí)影響。CWSI Analyzer軟件與CWSI相機(jī)密切配合，能在很短的時(shí)間內(nèi)從海量圖像生成潛在的產(chǎn)量圖。使用無(wú)人機(jī)平臺(tái)搭載CWSI相機(jī)，即可獲得飛行過(guò)程中作物水分脅迫的實(shí)際值，或使用收集到的數(shù)據(jù)創(chuàng)建概覽地圖。通過(guò)對(duì)比不同年份不同水分脅迫下的產(chǎn)量，可繪制當(dāng)前水分脅迫下潛在產(chǎn)量圖。
一、主要應(yīng)用
l水狀況監(jiān)測(cè)-監(jiān)測(cè)水分脅迫：
作物在生長(zhǎng)季節(jié)的缺水狀況。無(wú)論作物是否灌溉。特殊彩色地圖“Crop”和“CropStep”可用。
l灌溉管理：
灌溉系統(tǒng)優(yōu)化既包括確定合適的土壤傳感器位置，也包括結(jié)構(gòu)優(yōu)化。特殊彩色地圖“Water”和“WaterStep”可用。
l表型研究：
不同的植物品種對(duì)可用水量敏感程度。CWSI相機(jī)將幫助您確定與其他物種的植物相比，特定物種的植物處于水脅迫的頻率。
l生物量覆蓋指數(shù)：
實(shí)時(shí)計(jì)算大田植物百分比。
l基于溫度和CWSI測(cè)量的其他應(yīng)用：
土壤水分監(jiān)測(cè)保墑、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、森林資源管理等。
二、技術(shù)參數(shù)
Agro相機(jī)主要功能描述 |
CWSI機(jī)上實(shí)時(shí)處理 | 機(jī)上實(shí)時(shí)評(píng)估作物水分脅迫指數(shù) |
生物量覆蓋指數(shù)（%） | RGB圖中實(shí)時(shí)計(jì)算植被定量百分比 |
Agro相機(jī)規(guī)格 |
傳感器分辨率 | 640×512像素 |
傳感器類型 | LWIR長(zhǎng)波紅外傳感器 |
CWSI數(shù)字變焦 | 1-14倍連續(xù) |
數(shù)碼可見(jiàn)光相機(jī) |
分辨率 | 1920×1080像素（全高清畫質(zhì)） |
聚焦 | 自動(dòng)對(duì)焦與直接變焦同步 |
存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)記錄 |
存儲(chǔ) | 內(nèi)置128GB高速SSD，用于存儲(chǔ)影像和視頻記錄 外部卡槽為微型SD卡和U盤，用于存儲(chǔ)影像 |
GPS地理標(biāo)簽（影像和視頻） | MavLink或外部GPS或兼容DJI A3控制器 |
接口&實(shí)時(shí)遠(yuǎn)程控制 |
相機(jī)可視化模式 | 畫中畫模式、全屏RGB分割模式、雙屏顯示 |
微型HDMI視頻輸出 | 1280×720像素（720p），縱橫比16:9，微型HDMI視頻輸出 |
軟件&SDK |
桌面軟件 | *的離線CWSI數(shù)據(jù)評(píng)估軟件：Coreplayer |
電源，重量&尺寸 |
輸入電壓 | 9-36V DC, 同軸2×6.4mm，外殼-GND |
外殼材質(zhì) | 經(jīng)久耐用的鋁制機(jī)身，*測(cè)量穩(wěn)定可靠 |
環(huán)境參數(shù) |
工作溫度 | -10℃至﹢50℃ |
三、應(yīng)用案例
（1）作物干旱的實(shí)際影響研究
在旱季，人們通常感興趣的是干旱對(duì)作物的實(shí)際影響。這些影響不僅取決于所謂的氣候干旱條件，而且還取決于地下水干旱、植物根系的大小等。利用WIRIS Agro測(cè)量植物的水分脅迫將有助于用戶確定干旱對(duì)作物的實(shí)際影響，如下圖所示，田間作物CWSI值普遍在0.5一下，說(shuō)明整體干旱程度較低。
（2）生物量覆蓋指數(shù)計(jì)算
BCI(生物量覆蓋指數(shù))與RGB場(chǎng)景中植被數(shù)量的評(píng)價(jià)有關(guān)。基于RGB相機(jī)的可見(jiàn)光數(shù)據(jù)，對(duì)包含綠色植被的地面進(jìn)行評(píng)估，并將這些區(qū)域與RGB圖像中被白色掩蓋的其他(非植被)區(qū)域的百分比進(jìn)行比較。BCI可由用戶通過(guò)簡(jiǎn)單的閾值調(diào)整，植物百分比實(shí)時(shí)測(cè)量顯示，如下圖所示甘藍(lán)占比為65%。
易科泰公司憑借多年在農(nóng)業(yè)、林業(yè)、生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域儀器技術(shù)研發(fā)集成及推廣經(jīng)驗(yàn)，結(jié)合Agro成像儀的優(yōu)勢(shì)特點(diǎn)，*將該相機(jī)引入EcoDrone專業(yè)無(wú)人機(jī)遙感平臺(tái)和陸基水分脅迫測(cè)量監(jiān)測(cè)平臺(tái)，通過(guò)選配多光譜、高光譜及葉綠素?zé)晒獬上窦夹g(shù)，并配合土壤水分、空氣溫濕度、莖流等監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，組成完整的陸空雙基作物數(shù)字化系統(tǒng)，為大田作物及森林植被水分脅迫監(jiān)測(cè)、作物產(chǎn)量預(yù)估、表型研究及指導(dǎo)灌溉方面，提供方便、快速、一體化的解決方案。
