变量灌溉处方图设计中无人机飞行高度和起飞时间确定.pdf

第 39 卷 第 5 期 农 业 工 程 学 报 Vol.39 No.5 2023 年 3 月 Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering Mar. 2023 61 变量灌溉处方图设计中无人机飞行高度和起飞时间确定 ※ 祝长鑫，赵伟霞 ，单志杰，李久生 （中国水利水电科学研究院流域水循环模拟与调控国家重点实验室，北京 100048 ） 摘 要：无人机热成像系统快速获取农田水分亏缺信息空间分布的特点为变量灌溉动态分区管理提供了监测平台。为了 提高利用无人机热成像系统生成变量灌溉处方图的精度，该研究提出热成像系统获取的红绿蓝 3 色值与温度间的转化方 法，分析了无人机热成像系统飞行时刻和飞行高度对冠层温度空间分布和变量灌溉处方图生成的影响。试验在河北邢台 大曹庄管理区水肥一体化试验基地开展，无人机热成像系统飞行高度设置为 70、90 和 110 m，起飞时间选择在08:00、11:00、 14:00 和 17:00，飞行区域为三跨加悬臂圆形喷灌机控制灌溉面积的 1/4。结果表明，RGB 颜色值与温度间存在极显著的 线性关系（P<0.01 ）。无人机热成像系统的起飞时间对冠层温度空间分布有较大影响，在 11:00 和 14:00 飞行时冠层温度 空间分布差异最大，变量灌溉处方图内总灌水量相对较小。随着无人机热成像系统飞行高度的增加，图像分辨率降低， 变量灌溉处方图内总灌水量呈增大趋势，90 和 110 m 飞行高度时的总灌水量平均比 70 m 时分别高 6.1%和 12.1%。在利 用无人机热成像系统获取变量灌溉处方图时，推荐冬小麦生育期内飞行时间为 11:00—15:00，夏玉米为 11:00—16:00。研 究为保障基于无人机热成像系统的华北平原冬小麦、夏玉米变量灌溉处方图设计精度提供技术支撑。 关键词：无人机；作物；温度；热成像；变量灌溉；处方图 doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.202210170 中图分类号：S274.3 文献标志码：A 文章编号：1002-6819(2023)-05-0061-09 祝长鑫，赵伟霞，单志杰，等. 变量灌溉处方图设计中无人机飞行高度和起飞时间确定[J]. 农业工程学报，2023，39(5)： 61-69. doi ：10.11975/j.issn.1002-6819.202210170 ZHU Changxin, ZHAO Weixia, SHAN Zhijie, et al. Determination of UAV altitude and take-off time in the design of a variable rate irrigation prescription map[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering (Transactions of the CSAE), 2023, 39(5): 61-69. (in Chinese with English abstract) doi：10.11975/j.issn.1002-6819.202210170