作物水分脅迫指數(shù)(CWSI)是1981年發(fā)展起來的一項標準化指標，用以量化脅迫，克服其他環(huán)境參數(shù)對脅迫與植物溫度關(guān)系的影響，該指數(shù)對植物生理生態(tài)研究意義非凡。
WIRIS Agro相機是由Workswell公司*與中歐的生命科學研究機構(gòu):作物研究所和捷克布拉格生命科學大學合作開發(fā)的一款于精準農(nóng)業(yè)領(lǐng)域測量大面積水脅迫的產(chǎn)品。該相機由LWIR長波紅外傳感器(640×512)和10倍光學變焦RGB鏡頭（1920×1080）組成。該相機可直接測量得到作物水分脅迫指數(shù)圖及高清RGB圖，通過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救措施，也可實時測量溫度并通過軟件將CWSI圖像轉(zhuǎn)換為可視化溫度圖像，為精準農(nóng)業(yè)研究提供非常重要的技術(shù)支撐，革新了農(nóng)業(yè)和生命科學研究手段。
在旱季，人們通常感興趣的是干旱對作物的實際影響。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相機測量植物的水分脅迫可幫助我們快速確定干旱對作物的真實影響。CWSI Analyzer軟件與CWSI相機密切配合，能在很短的時間內(nèi)從海量圖像生成潛在的產(chǎn)量圖。使用無人機平臺搭載CWSI相機，即可獲得飛行過程中作物水分脅迫的實際值，或使用收集到的數(shù)據(jù)創(chuàng)建概覽地圖。通過對比不同年份不同水分脅迫下的產(chǎn)量，可繪制當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-監(jiān)測水分脅迫：
作物在生長季節(jié)的缺水狀況。無論作物是否灌溉。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：
不同的植物品種對可用水量敏感程度。CWSI相機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)：
實時計算大田植物百分比。
l基于溫度和CWSI測量的其他應(yīng)用：
土壤水分監(jiān)測保墑、精準農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、森林資源管理等。
二、技術(shù)參數(shù)
Agro相機主要功能描述 | |
CWSI機上實時處理 | 機上實時評估作物水分脅迫指數(shù) |
生物量覆蓋指數(shù)（%） | RGB圖中實時計算植被定量百分比 |
Agro相機規(guī)格 | |
傳感器分辨率 | 640×512像素 |
傳感器類型 | LWIR長波紅外傳感器 |
CWSI數(shù)字變焦 | 1-14倍連續(xù) |
數(shù)碼可見光相機 | |
分辨率 | 1920×1080像素（全高清畫質(zhì)） |
聚焦 | 自動對焦與直接變焦同步 |
存儲和數(shù)據(jù)記錄 | |
存儲 | 內(nèi)置128GB高速SSD，用于存儲影像和視頻記錄 外部卡槽為微型SD卡和U盤，用于存儲影像 |
GPS地理標簽（影像和視頻） | MavLink或外部GPS或兼容DJI A3控制器 |
接口&實時遠程控制 | |
相機可視化模式 | 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)久耐用的鋁制機身，*測量穩(wěn)定可靠 |
環(huán)境參數(shù) | |
工作溫度 | -10℃至﹢50℃ |
三、應(yīng)用案例
（1）作物干旱的實際影響研究
在旱季，人們通常感興趣的是干旱對作物的實際影響。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測量植物的水分脅迫將有助于用戶確定干旱對作物的實際影響，如下圖所示，田間作物CWSI值普遍在0.5一下，說明整體干旱程度較低。
（2）生物量覆蓋指數(shù)計算
BCI(生物量覆蓋指數(shù))與RGB場景中植被數(shù)量的評價有關(guān)?；赗GB相機的可見光數(shù)據(jù)，對包含綠色植被的地面進行評估，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)域的百分比進行比較。BCI可由用戶通過簡單的閾值調(diào)整，植物百分比實時測量顯示，如下圖所示甘藍占比為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，結(jié)合Agro成像儀的優(yōu)勢特點，*將該相機引入EcoDrone專業(yè)無人機遙感平臺和陸基水分脅迫測量監(jiān)測平臺，通過選配多光譜、高光譜及葉綠素熒光成像技術(shù)，并配合土壤水分、空氣溫濕度、莖流等監(jiān)測網(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、作物產(chǎn)量預(yù)估、表型研究及指導灌溉方面，提供方便、快速、一體化的解決方案。
