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多光谱相机:智慧农业的低成本感知方案
发布时间:2026-08-13
本文链接:www.gaoguangpu.net/laji/723.html


一、什么是多光谱相机

多光谱相机是一种能够同时捕获多个离散光谱波段图像的成像设备。与普通 RGB 相机只有红、绿、蓝三个可见光通道不同,多光谱相机通常会增加近红外、红边等不可见光波段,一般包含 4 到 20 个波段通道。这些波段都是经过筛选的、对特定分析目标最具价值的特征波段,既能获取关键光谱信息,又避免了高光谱设备高昂的成本和庞大的数据量杭州光影写...。

可以这样理解:高光谱相机是对全波段进行 "地毯式扫描",得到完整连续的光谱曲线;而多光谱相机是精选几个 "关键穴位" 进行精准采集,用更少的数据量获取核心信息。这种特性让多光谱相机在成本、速度和数据处理难度上具备明显优势,非常适合大规模常态化的农业监测场景。

二、为什么农业需要多光谱成像

农业生产中,很多关键信息是肉眼不可见的。人眼只能感知可见光范围,无法看到近红外光,而恰恰是近红外波段,最能反映作物的健康状态。

传统田间管理中,农户判断作物长势主要看叶片颜色和植株高度,但这些都是比较表象的特征。等到叶片发黄、植株萎蔫时,作物已经受到较严重的胁迫。而作物的生理变化,比如叶绿素下降、细胞结构破坏、水分流失等,会首先在近红外波段的反射特性上表现出来。如果能捕捉到这些信号,就可以提前采取措施。

人工巡查不仅效率低,而且主观性强,不同人判断标准不一,难以形成量化的数据记录。卫星遥感虽然覆盖范围大,但分辨率有限,受天气影响大,重访周期长,无法满足日常田间管理的时效性需求。

多光谱相机搭载无人机的方案,正好填补了 "人工巡查效率太低、卫星遥感不够精细" 之间的空白,成为智慧农业中性价比很高的感知手段。

三、多光谱相机在农业中的工作机制

多光谱相机通过几个特征波段的组合运算,生成各种植被指数,将不可见的作物生理状态转化为直观的可视化图像:

第一,NDVI 植被指数:评估作物长势。最经典的应用是归一化植被指数(NDVI),它通过近红外波段与红光波段的反射率比值计算得出。健康作物叶绿素含量高,红光吸收强、近红外反射强,NDVI 值就高;作物长势弱或受到胁迫时,叶绿素减少,红光反射增强、近红外反射减弱,NDVI 值就会下降。通过 NDVI 分布图,可以一目了然地看出田间哪些区域作物长势好、哪些区域偏弱,为差异化管理提供依据。

第二,红边波段:监测营养与早期胁迫。红边是指红光到近红外之间反射率急剧上升的区域,位于 700-740nm 附近。红边位置的微小偏移与作物叶绿素含量、氮素营养状况高度相关,比单纯的 NDVI 更加灵敏。包含红边波段的多光谱相机,能够更早发现作物缺氮和早期病虫害,为精准施肥和早期防治争取时间。

第三,水分指数:指导灌溉决策。通过短波红外波段的反射特征,可以计算作物水分指数,反映植株的水分状态。当作物受到干旱胁迫时,叶片含水量下降,短波红外波段的反射率会升高。多光谱数据结合土壤墒情信息,可以帮助农户制定更合理的灌溉计划,避免盲目浇水。

第四,作物计数与面积测算。多光谱图像可以清晰区分作物与土壤背景,配合图像识别算法,能够自动统计植株数量、测算种植面积,对于苗期保苗率统计、果园树木清点都很实用。

四、多光谱农业的应用价值

多光谱无人机监测目前已广泛应用于大田作物、果园、茶园、设施农业等场景。在小麦、玉米等粮食作物种植中,用于生育期长势监测、病虫害防治指导、测产预估;在经济作物种植中,用于精准施肥变量作业、品质分级预测;在智慧农场管理中,用于生成田间处方图,对接变量施肥、变量喷药设备,实现按需作业。

彩谱科技的 FS-500 系列多光谱相机,光谱范围覆盖 400-1000nm,提供多个光谱通道可选,可适配大疆等主流无人机平台,设备轻便、操作简单,配套的数据分析软件支持自动生成 NDVI、RVI 等多种植被指数图和田间分析报告,是农业植保团队、种植合作社开展常态化田间监测的实用工具。

彩谱科技(浙江)有限公司是国家专精特新重点小巨人企业、国家高新技术企业,深耕光谱检测领域多年,是国内颜色与高光谱检测行业优质品牌。公司由浙大光学博士团队领衔,专注光学检测仪器的研发、生产与销售,主营色差仪、光泽度仪、高光谱相机等系列产品。企业坚持全链条自主创新,攻克多项行业核心技术,手握多项自主发明专利,产品适配工业检测、生态监测、科研实验等多场景,远销海内外。凭借专业化、精细化、特色化、创新化发展优势,持续为各行业提供高精度、智能化的光谱检测解决方案。


高光谱相机系列

  • FS-500E 600E 620E地面版多光谱相机
    FS-500E 600E 620E地面版多光谱相机
    产品特点19种波长定制|400nm~1000nm波段自主选配双红边标配|创新植被敏感双红边波段,农业遥感更精准(720nm840nm)多通道无延时同步成像|无成像时差多模态一体化融合一次拍摄获取三维数据:多光谱+RGB+长波红外
  • 便携式光伏EL/PL检测仪
    便携式光伏EL/PL检测仪
    彩谱科技 EP-D/EP-N 系列是面向光伏行业打造的最新一代便携式 EL/PL 检测设备,涵盖 EP-D-130/300/500、EP-N-2000/2500/4800 等多款机型,以全场景适配、高效智能的核心优势,全面满足光伏板各类检测需求。
  • 机载光伏EL/PL检测仪
    机载光伏EL/PL检测仪
    彩谱科技 EP-DU/EP-NU 系列机载 EL/PL 检测仪,专为大面积光伏电站无人机巡检场景打造,全面适配大疆 M350/M400 无人机平台,凭借轻量化设计、全模式检测能力与智能便捷操控优势,大幅提升光伏机载检测的效率、精准度与机动灵活性,覆盖不同精度与规模的检测需求。
  • 推扫式热红外高光谱成像仪(LWIR)
    推扫式热红外高光谱成像仪(LWIR)
    FS-1200推扫式热红外高光谱成像仪(7.7–12.5 μm)采用高精度高效率的光栅分光技术,适用于矿物质研究和环境分析,能够准确捕捉目标物体的化学信息,同时可用于工业废气排放的检测、同时具有气体定性,气体浓度定量等功能。既可同时集大范围高清摄影与自动化云台于一体,适用于多种工业气体的检测,具有自动告警,自动溯源等功能,同时又可以搭载有无人机,进行低空扫描巡检等多元化应用。
  • 机载全光谱高光谱相机FS-6B
    机载全光谱高光谱相机FS-6B
    全波段机载高光谱成像系统的光谱范围:400-2500nm,集成VISNIR和SWIR两 套高光谱相机,其中VISNIR(400-1000nm)空间通道达1920,光谱通道达1200,光谱分辨率优于2.5nm,SWIR(900-2500nm)空间通道达640,光谱通道达250,光谱分辨率优于10nm。整套设备采用高衍射效率的透射式光栅分光模组与高灵敏度面阵列相机结合、消色差镜头、超轻机身材料满足伪装与反伪装军事领域,土壤成分检测,矿石勘测、现代精细农业林业等生态环境监测应用的需求。
  • 高光谱相机(线扫描)FS-1A
    高光谱相机(线扫描)FS-1A
    彩谱高光谱相机(线扫描)FS1A系列,光谱范围 900-2500nm,波长分辨率≤10nm,含≥250个光谱通道、≥640个空间通道,采用MCT探测器与斯特林制冷,帧频 200fps,接口为USB3.0,兼容spe、hdr等数据格式。广泛应用于成分识别、农产品质量分析、无损岩心扫描、文博检测等领域,拥有自主知识产权。
  • 全光谱高光谱成像仪FS-2A
    全光谱高光谱成像仪FS-2A
    FigSpec®系列成像高光谱相机采用高衍射效率的透射式光栅分光模组与高灵敏度面 阵列相机、结合内置扫描成像及辅助摄像头技术,解决了传统高光谱相机需外接推 扫成像机构及调焦复杂等难以操作的问题。可与标准C接口的成像镜头直接集成实现光谱影像的快速采集。
  • 智能机载高光谱机巢系统
    智能机载高光谱机巢系统
    在国家大力推进生态环境监测网数智化转型的战略背景下,生态环境部发布的《国家生态环境监测网络数智化转型方案》明确提出,要以无人运维、智能采样、黑灯实验室、立体遥测为标志,在重点区域率先探索新一代监测网络。彩谱科技积极响应政策号召,凭借深厚的技术积累与敏锐的市场洞察力,重磅推出智能机载高光谱机巢系统,以创新科技赋能生态环境监测,为行业带来全新解决方案。
  • 工业在线高速短波红外高光谱相机
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  • 日光诱导叶绿素荧光(SIF)高光谱测量系统
    日光诱导叶绿素荧光(SIF)高光谱测量系统
    彩谱科技最新推出的应用于日光诱导叶绿素荧光(SIF)探测的FS-SIF系列高光谱测量系统,包括:线扫描高光谱相机(FS-SIF-1A) ,成像高光谱相机 (FS-SIF-2A)和高光谱无人机系统(FS-SIF-6A)。该产品采用创新性的专利光路和超高灵敏度探测器,具备极高的光谱分辨率(0.3nm)、超高的信噪比(600:1)。
  • FS-500/600/620/900多光谱相机
    FS-500/600/620/900多光谱相机
    FS-500由4通道多光谱和1个RGB组合,RGB有效像素高达830万。FS-600具有6通道多光谱,有效像素可以达到130万像素。FS-620由4通道多光谱、1个RGB和1通道热红外LWIR组合。
  • FS-9100/9200/9300手持式地物光谱仪
    FS-9100/9200/9300手持式地物光谱仪
    FS-9100常规手持式地物光谱仪,波长范围为300~1100 nm,具有性价比高,测量快速、准确,操作简单等特点,适用于植被研究、林业科学、农业调查等各领域应用。FS-9200除了常规手持式地物光谱仪的功能外,波长范围拓宽至300~1700nm,电池续航时间更久,还可以用于水体研究、气候变化研究和生态系统中,用于监测水体的质量和变化,以及研究气候变化对生态系统的影响。FS-9300地物波谱仪波长范围为300~2500nm,可搭配瞄准式手枪、接触式手柄等配件使用,拥有更多功能,适用于更多场景。
  • VIS-NIR-SWIR高光谱分析系统
    VIS-NIR-SWIR高光谱分析系统
    VIS-NIR-SWIR(400-1700nm)高光谱分析系统单传感器光路实现(400-1700nm)高光谱探测;光谱分辨率小于18nm ;空间分辨率640;
  • 无人机高光谱激光雷达测量系统 FS64-UCR
    无人机高光谱激光雷达测量系统 FS64-UCR
    FS60-UCR系列无人机高光谱激光雷达测量系统是一款多功能无人机检测设备,集激光雷达和高光谱成像为一体,获得激光雷达和高光谱图像数据。
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    便携式高光谱相机FSIQ系列
    FigSpec®FSIQ系列便携式高光谱相机是一款内推扫高光谱相机,波长范围400-1700nm,光谱分辨率(FWHM)可达2.5nm,空间分辨率高达1920*1920,光谱通道数量高达1200,通过5寸触摸屏显示和操作,分辨率1280*720主要功能工作模式:高精度成像测量模式、PC操控模式、线扫描模式用户调整:用户可以对曝光时间,合并方式,ROI区域进行

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