EcoTech®多傳感器碳源匯立體遙感監測方案

在“3060雙碳目標"時(shí)代背景下，易科泰生態(tài)技術(shù)公司推出EcoTech^®多傳感器碳源匯立體遙感監測方案，為我國早日實(shí)現雙碳目標貢獻力量。該方案由Ecodrone^®空基無(wú)人機遙感成像系統和PhenoPlot^®地面光譜成像監測系統組成，專(zhuān)為森林碳吸收量、植被碳氮損失與凈匯、凈光合作用、生物量、生態(tài)退化因子、生物多樣性等碳源匯及生態(tài)系統監測研究領(lǐng)域提供空陸雙基監測方案。

一、優(yōu)勢特點(diǎn)：

l 多傳感器：高光譜成像、機載LiDAR、紅外熱成像、葉綠素熒光測量、環(huán)境因子監測等

l 同時(shí)相測量、多源信息融合

l 立體監測：陸空雙基監測，點(diǎn)面結合、優(yōu)勢互補

l 兼顧“三高"：高現勢性、高分辨率、高通量

l 建模反演：無(wú)人機遙感大數據+地面采樣觀(guān)測數據，既擴大了監測范圍、又保證了監測精度

二、方案配置：

（1）Ecodrone^® UAS-8 Pro一體式高光譜-LiDAR-紅外熱成像遙感系統

a) 自主研發(fā)共軸八旋翼高負載無(wú)人機遙感平臺，有效負載≥20kg

b) 同時(shí)搭載高光譜成像（VNIR或NIR）、激光雷達、紅外熱成像（或CWSI）三種成像單元

c) 同步采集HSI、3D LiDAR、IRT、RGB四類(lèi)遙感大數據

d) 可飛行作業(yè)30分鐘以上，有效覆蓋面積超20公頃

e) 高密度三維點(diǎn)云，精度2.5cm，3次回波，穿透性更強，充分保證了下位層植物的有效觀(guān)測

f) 可成像測量近百種植被光譜指數、冠層溫度，獲取分類(lèi)點(diǎn)云、三維測量數據、DTM等專(zhuān)題數據

（2）PhenoPlot®輕便型近地遙感成像分析系統

a) 產(chǎn)品：輕便可拆卸，單兵作業(yè)，適用于野外原位監測

b) 雙重控制：嵌入式操作系統+PC端GUI軟件，無(wú)線(xiàn)控制，空曠環(huán)境下可達5km

c) 組合命令：支持自定義Protocols，可設置10條以上，實(shí)現系統自動(dòng)運行

d) 傳感器：400-1000nm/900-1700nm高光譜成像，224光譜通道；Thermo-RGB成像，溫度靈敏度0.03℃；葉綠素熒光測量； Envis環(huán)境因子監測，高達150余種傳感器可選

e) 測量參數：NDVI、EVI、 PRI等反射光譜指數；植物多光譜熒光、穩態(tài)葉綠素熒光Fs等熒光參數； CO₂、CH₄等溫室氣體、其他環(huán)境參數等上百種指標

（3）選配手持式或便攜式地面測量?jì)x器，在葉片水平或冠層水平測量穩態(tài)葉綠素熒光、植物光譜反射指數、光合作用等

三、應用案例：

案例一：草地碳氮損失及凈匯量化

USGS研究人員，使用無(wú)人機HSI-LiDAR技術(shù)，結合地面調查和實(shí)驗室土壤分析，對新墨西哥州Sevilleta保護區一片被灌木入侵的荒漠草地的植物物種和土壤肥力微點(diǎn)位類(lèi)型（SFMT）進(jìn)行分類(lèi)，并估算大火焚燒過(guò)后草地的碳、氮損失和凈匯。

研究發(fā)現，在過(guò)火后第一年，由于土壤侵蝕過(guò)程，草地損失約1474kg/ha的C和113kg/ha的N。而第二年，新生草及植物間隙SFMT作為沉積物和養分的凈匯，使得草地增加了約175kg/ha的C和14kg/ha的N，該結果也為評估全球每年被焚燒的草地和灌木地面積提供參考依據。

案例二：植被凈光合作用研究

西班牙Zarco—Tejada等學(xué)者，使用無(wú)人機遙感結合地面FluorPen葉綠素熒光儀和LCpro光合儀，對一片常綠植被區的凈光合作用進(jìn)行評估。研究表明，日光誘導葉綠素熒光SIF和穩態(tài)葉綠素熒光Fs對指示植物凈光合作用具有較高的能力和良好的季節穩定性，因此對研究不同季節的植被碳匯量具有參考意義。

案例三：藻類(lèi)生物量估測

中國海洋大學(xué)和易科泰光譜成像與無(wú)人機遙感技術(shù)研究中心合作，將立體遙感技術(shù)引入海洋藻類(lèi)監測領(lǐng)域，通過(guò)Ecodrone無(wú)人機遙感成像監測和IQ高光譜地面采樣實(shí)測，歷經(jīng)兩年實(shí)驗及研究分析，建立了一套可靠的紫菜生物量快速評估方法。

易科泰生態(tài)技術(shù)公司致力于生態(tài)-農業(yè)-健康研究發(fā)展與創(chuàng )新應用，為碳源匯監測評估、生態(tài)系統演變監測、生物固碳研究、環(huán)境污染及防治、溫室氣體研究等領(lǐng)域提供立體監測方案。

參考文獻：

[1] Joel B. Sankey, Temuulen T. Sankey, Junran Li, Sujith Ravi, Guan Wang, Joshua Caster, Alan Kasprak, Quantifying plant-soil-nutrient dynamics in rangelands: Fusion of UAV hyperspectral-LiDAR, UAV multispectral-photogrammetry, and ground-based LiDAR-digital photography in a shrub-encroached desert grassland, Remote Sensing of Environment, Volume 253, 2021, 112223, ISSN 0034-4257.

[2] A Z T , M.V. González-Dugo a,  B E F A . Seasonal stability of chlorophyll fluorescence quantified from airborne hyperspectral imagery as an indicator of net photosynthesis in the context of precision agriculture[J]. Remote Sensing of Environment, 2016, 179:89-103.

[3] Che, S., Du, G., Wang, N. et al. Biomass estimation of c*ted red algae Pyropia using unmanned aerial platform based multispectral imaging. Plant Methods 17, 12 (2021).