地面多光譜近紅外攝像系統由於可機 動獲取影像資料，受到天候影響因素較 小；因此，研究中亦建立水稻全生育期的 光譜資料，並進行正常與逆境環境的光譜 資料分析。
一、地面多光譜近紅外影像
Duncan MS3100/CIR地面多光譜近紅 外 成 像 儀 具 有 三 個 獨 立 C C D ( 如 表 1 所 示)，攝像時同時獲取相同範圍的三個波段 影像；拍攝鏡頭角度(FOV)約為20度，每 幅影像大小1392(pixels) *1039(lines)；所 以拍攝高度低於380公尺時的影像的空間 解像力均屬公分級，如高度在15公尺地方 拍攝的影像空間解像力為0.39公分。
1.近紅外影像資料獲取
地面多光譜近紅外成像影像獲取為利
用 農 試 所 的 高 空 作 業 車 ， 在 離 地 面 約 13~15公尺高度區近於垂直向下攝取正常 生長、不防病、不防蟲及不同氮肥力田區 的影像；而在攝取影像時亦進行感測器輻 射 率 定 ， 如 調 整 增 益 值(gain)、 平 移 值 (offset)或影響能量來源的曝光時間，使得 各波段影像反射值沒有超飽合現象，並分 佈在系統容許的設定值內(0~255之間)；另 外近於同一時間拍攝標準白板的光譜反射 資料則提供比對及進行反射率計算。
2.不同生育期水稻近紅外影像光譜資料分 佈
獲取不同生長期水稻的近紅外影像 後，決定水稻在影像中光譜反射值的大 小，為將全幅影像視為同一單元，並取全 幅影像的光譜反射平均值代表此區的水稻 光譜反射資訊；再對照水稻生長天數，以 比對不同時期水稻反應在地面近紅外影像 三個波段的波譜反射情形。
圖8所示為兩期正常生育水稻在地面
波 段 中心波長 頻 寬 綠光段 550 nm 40 nm 紅光段 660 nm 40 nm 近紅外光段 800 nm 65 nm
表1. Duncan MS3100/CIR三個波段中心波長及頻寬表。
一期稻近紅外影像波譜反射分佈
二期稻近紅外影像波譜反射分佈
圖8. 兩期水稻地面近紅外影像對應生長天數的三個波段波譜反射分佈。
近紅外影像三個波段波譜反射率分佈。顯 示一期稻在近紅外光段光譜反射隨水稻的 生長逐漸上昇，抽穗期達最高峰，抽穗開 花期以後緩慢下降；綠光段及紅光段的光 譜反射在插秧期到有效分蘗期間慢慢下 降，抽穗期以後再緩緩增高。二期稻光譜 反射在近紅外光段以孕穗期最高，抽穗~
乳熟期以後緩慢下降；綠光段與紅光段光 譜反射與一期作近似，但二期作在孕穗期 光譜反射有相對較高現象。
二、全生育期水稻近紅外影像NDVI指數 分佈
利用圖8 的近紅外光譜資料計算影像 的NDVI指數，並繪出水稻在正常生長、
不防蟲(病)及不同氮肥力區對應水稻生長 天數的反應曲線。如圖9為地面近紅外影 像換算之NDVI指數對照水稻生長天數後 建立的反射曲線圖；其中一期稻NDVI極 值約在幼穗形成期的0.83，二期稻NDVI 極值約在孕穗期的0.91左右(與地面光譜儀
量測換算NDVI極值對應生長天數接近)；
顯示一期稻在孕穗~抽穗期影像的近紅外 光段波譜反射率有減少現象，導致NDVI 指數減少，相對NDVI極值亦往前提早到 幼穗形成期。
三、正常生長與不同氮肥力水稻區光譜 資料比對分析
不同氮肥力區拍攝的近紅外影像換算 為NDVI指數，再對應水稻生長天數後，
繪出圖10的兩期水稻不同氮肥力區地面近 紅外影像的NDVI指數分佈。其中一期稻 作因氮肥控制並不好，故只利用二期稻的 氮變異討論。
表2為二期稻不同氮肥區在近紅外影 像的NDVI指數；經與正常施肥區水稻的 NDVI指數相減，並比較其NDVI指數變化 率後(如圖11所示)；顯示不同氮肥區水稻 在孕穗期以前的NDVI指數均較低，抽穗 期以後的NDVI指數反而較高，且反應在 黃熟期的水稻生育有較晚成熟的現象。
圖9. 地面近紅外影像NDVI指數對照水稻生長天數反射曲線分佈。
一期稻不同氮肥NDVI指數分佈
二期稻不同氮肥NDVI指數分佈
圖10. 正常生長與不同氮肥力區地面近紅外影像NDVI指數對照水稻生長天數反射曲線分 佈。
表2. 二期稻期間不同氮肥區在近紅外影像的NDVI指數值。
圖11. 正常生育與氮變異區水稻NDVI指數變化率。