行业应用 | 高光谱遥感开启农业精准施策新模式，推动数字农田建设

高光谱遥感将农业生产过程中的数据采集、处理、分析与决策相结合，推动农业信息管理更加智能化、精准化。农业信息技术不仅提高了农作物的产量，还改善了农业生产的质量，降低了资源浪费，促进了农业生态环境的保护，在数字农田建设过程中发挥了至关重要的作用。

高光谱遥感应用农业领域工作流程图

高光谱遥感把“遥感”和“光谱仪”两项技术合二为一，用飞机或卫星上的成像光谱仪，通过连续窄波段获取地物光谱曲线，形成“图谱合一”的三维数据立方体。纳米级光谱分辨率，捕捉到作物细微的光谱差异数据，为后续生理、生化参数反演提供坚实基础。

高光谱遥感技术原理图

病虫害早期探测：农作物受到病菌侵染或虫害啃食，叶片细胞结构和色素会发生变化，光谱曲线也会随之发生变化。农作物受到病虫害的光谱曲线图结合深度学习的模型，可实现病害的精准识别与分级，指导变量施药，及时止损。

作物长势与营养诊断：农作物长势是农作物生长发育状况评价的综合参数，通过高光谱遥感对农作物进行长势监测，让农民更好了解作物苗情、生长状况与变化。通过实时长势图，诊断作物营养情况，开出及时、变量施肥、灌溉、植保“处方”。“看数据调餐”让每一公斤水、肥、药都用在最需要的叶片上，最终转化为可计算的产量和收益。

莱森光学无人机高光谱自动监测系统是一款专门针对大疆无人机及配套机场的机载高光谱自动化数据采集系统，该系统主要由高光谱挂载系统、机载高清相机、无人机和无人机自动机库组成，具备无人机自动起飞和降落、充电功能，高光谱分辨率和优异的成像性能，广泛应用于农业、林业、水环境等行业领域，系统支持配件升级及定制化开发，为教育科研、智慧农业、目标识别、军事反伪装等行业高端应用领域提供了高性价比解决方案。

莱森光学无人机高光谱自动监控系统

土壤盐分与墒情估算：土壤含盐量一旦超标，土壤的养分就会失衡、出现干旱、微生物失活、耕层退化等质量症状。通过高光谱遥感技术捕捉盐渍化土壤在短波红外波段的反射峰会发生位移，构建盐分指数，识别和分级土壤盐渍化程度。对土壤进行早监测、早淋洗、早改土，把“咸土”变“良田”。

土壤盐分过高导致开裂症状

高光谱遥感技术利用水分在 1450nm和1940nm 附近的强吸收特征，分析吸收深度与土壤含水率的关系，可以实现0-20cm深度墒情的定量估算。通过对土壤墒情的预估，实现对土壤少灌溉、少投肥，又多结粮食的目标。

土壤有机质判断与分析：土壤中有机质主要集中在可见光和近红外波段，影响最大的是在0.6~0.8μm之间，通过高光谱遥感对土壤有机质进行检测，有机制的成分及含量等关键数据都能在光谱曲线上清晰体现，为土壤“改土、减肥、减排、卖碳”提供量化依据。

土壤检测光谱图

莱森光学便携式地物光谱仪是一款用于野外遥感测量、土壤环境、矿物地质勘探等领域的明星产品，其操作灵活、便携方便、光谱测试速度快、最短积分时间最短可达100微秒，光谱数据准确,是一款真正意义上便携式地物光谱仪，广泛应用于矿物鉴定、土壤研究、遥感测量、农作物监测、森林研究、海洋学研究和矿物勘察等各领域。

三种土壤的反射率曲线

产量预测：农作物关键生育期的高光谱数据结合历史产量数据，构建预测模型，在收获前对产量做精准预估。依靠预估的产量，提前锁定市场价格，避免因价格波动造成损失；精准腾仓容，避免“粮等仓”或“仓等粮”，提前预定烘干、运力和用工等收粮工作。把“卖粮”转变成“卖期货”，实现从“看天吃饭”到“知天而作”精准耕种的跨越。

食品质量检测：利用高光谱技术可无损检测水果的糖酸度、硬度及内部缺陷，实现快速分级，启发农户对农产品品质分级和仓储病害的早期筛查。

高光谱成像技术在水果分选的应用

莱森光学实验室高光谱成像系统采用了透射光栅内推扫原理，系统集成高性能数据采集与分析处理系统，具有高速USB3.0接口传输，全靶面高成像质量光学设计，信噪比灵敏度高、大高像质等特点，广泛应用于公安刑侦、物证鉴定、精准农林、遥感遥测、 工业检测、 医学医疗、采矿勘探等各领域。

实验室高光谱相机

高光谱遥感技术把“看不见”的农田生化信息转化为可计算、可决策的数据流，把传统农业“凭经验”升级为“光谱—数据—决策”的数字化流程，数字农田跨越“看图说话”的浅层阶段，进入“看谱耕作”的精准调控时代。

数字农田运营

但尽管数字农田建设的技术已经逐步成熟，在一些农业生产条件较为落后的地区，相关技术的普及和应用仍然面临困难。农民对于新技术的接受程度较低，缺乏必要的技术培训和支持，这使得数字农业的推广难度加大。

莱森光学作为中国光谱仪器领域的领先企业，专注光谱检测技术的创新与应用，未来我们会进一步加大研发投入，吸引更多高端人才，注重AI 与光谱技术的融合，通过算法优化降低仪器使用门槛、提升准确性与重复性，同时降低硬件成本，操作更加便捷，让更多的农民“用得起、用得溜”，也将持续推广高光谱遥感技术在智慧农业、食品检测、环境监测、工业监测、教育科研等领域的广泛应用，继续深化与国内外高校及科研院所的合作，以科技创新赋能数字农田建设，为构建可持续发展的未来贡献力量。