Виды и применение спектральной съёмки

Использование спектральной съемки — новшество для сельского хозяйства. Съёмка показывает максимально точную и детализированную информацию о том, как выглядит поле.

Каждый сезон фермеры теряют прибыль из-за отсутствия или неточных данных о состоянии на полях.
Спектральная съёмка позволит сократить потери.

Оперативный поиск зараженных растений

Анализ спектральных данных помогает определить зараженные участки или же вредителей, чтобы в дальнейшем они не распространялись.

 

Качественное определение почвы на полях

Применение спектральных данных помогает составить карты качества почв, что может понадобиться в дальнейшей организации внесения удобрений.

 
 

Оптимизация опрыскивания полей

При аэрофотосъемке, полученные данные используют для оптимизации внесения СЗР и работу техники, при условии комплексной оценки состояния растительности на основе полученных изображений и рассчитанных вегетационных индексов.

 
 

Прогнозирование урожая

С помощью спектральной съемки рассчитывают и определяют зрелость, а также урожайность.

Технология

 
 

 Мультиспектральные камеры

На БПЛА возможно установить два типа камер: модифицированные или мультиспектральные.

Модифицированная камера отличается измененной линзой, которая фиксирует отражение в ближней инфракрасной области спектра. Такие камеры более доступны, но качество данных не такое точное.

В мультиспектральной камере возможное количество линз доходит до 12. Каждая из них воспринимает излучение в узкой области спектра, что позволяет получать более точные данные. Так возможно получать больше изображений и точнее рассчитвать индексы.

Parrot Sequoia

Спектральные диапазоны

Зелёный: 530-570 нм

Красный: 640-680 нм

ИК: 730-740 нм

Ближний ИК: 770-810 нм

Вес 72 грамма

Пространственное разрешение снимков:

от 9,4 см/пикс

 

MicaSense RedEdge

Спектральные диапазоны

Синий: 475-495 нм

Зелёный: 560-580 нм

Красный: 668-678 нм

ИК: 840-880 нм

Ближний ИК:  717-727 нм

Вес 150 грамм

Пространственное разрешение снимков:

от 6,8 см/пикс

Гиперспектральные камеры

Количество спектральных каналов > 100

Разрешение спектральных каналов - 2-4 нм

Пространственное разрешение снимков < 2 см / пикс

 

Resonon Pika L

Спектральный диапазон: 400-1000 нм

Количество каналов: 185

Вес: 1,2 кг

Пространственное разрешение снимков:

от 0,8 см/пикс

 

 

Cubert S185 FireFly

Спектральный диапазон:

450-950 нм

Количество каналов: 125

Вес: 800 грамм

Пространственное разрешение снимков:

от 1,3 см/пикс 

 

Сравнение спектральных камер 

   Мультиспектральные камеры - от 4 до 30 спектральных каналов, данные спектра прерывистые





  Гиперспектральные камеры - более 100 спектральных каналов, данные спектра непрерывные

БПЛА

 Анализ данных

При спектральной съемке формируются одновременно несколько изображений одной и той же территории в различных зонах спектра электромагнитного излучения.

Ключевую роль играет аналитика этих данных. Различные комбинации спектральных изображений позволяют выявить процессы и явления, которые сложно или невозможно определить на снимке в видимом спектре.

 

Нормализованный индекс биомассы

Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) - позволяет проводить качественную и количественную оценку объема биомассы, оценивать интенсивности вегетации растений.

 

Улучшенный Нормализованный индекс биомассы

Enhanced Normalized Difference Vegetation Index (ENVI) - подобно NDVI, но используется также и часть видимого спектра для более эффективного показания состояния здоровья растений.

 

Зеленый нормализованный индекс биомассы

Green Normalized Difference Vegetation Index (GNDVI) - позволяет оценить содержание хлорофилла, степень старения, наличия стресса у растения. Полезно использовать на поздней стадии роста для определения начала сбора урожая.

 

Дифференцированный вегетационный индекс

Difference Vegetation Index (DVI) - позволяет определить области затемнения, застоя воды, почвы и растительности.

 

Автоматический анализ данных

  Pix4 AD

 Pix4D Capture

Выводы:

Информативность

Спектральная съёмка даёт много полезной информации о состоянии полей.

Изучение и анализ этой информации может привести к значительному увеличению урожая.

Развитие рынка

По прогнозам аналитиков компании IDTechEx дроны станут максимально востребованы в сельском хозяйстве и рынок сбыта к 2026 году достигнет $485 млн. Больше каналов - значит больше информации.

Существуют мульти и гиперспектральные камеры. Гиперспектральные камеры дороже, но в них больше каналов и выше точность

Увеличение прибыли

Постоянный мониторинг полей беспилотниками с использованием спектральных камер приводит к увеличению урожая и прибыли.

Спектральные камеры делают беспилотные технологии максимально информативными и значительно расширяют их спектр применения. Использование БПЛА в сельском хозяйстве уже активно развиваться и нет никаких сомнений, что в скором времени эти технологии будут внедрены в производство. 

 

Источник: bespilotnik.org/info