Що потрібно знати про мультиспектральні камери для моніторингу полів?

Аерофотозйомка допомагає фермеру ефективніше проводити моніторинг посівів, або аналіз ґрунту та визначати необхідну кількість добрив та ЗЗР.

Камера має мультиспектральний сенсор, який фіксує кількість відбитого рослинами світла в зеленому, червоному спектрах, а також невидимих для людського ока інфрачервоних діапазонах.

На основі цих даних аграрій може ефективніше управляє господарством, заощаджуючи час і кошти, впровадивши диференційоване внесення добрив та ЗЗР. Щоб отримати всю необхідну інформацію про стан ґрунту та рослин потрібно систематизувати всі дані фотозйомки.

Мультиспектральна фотозйомка — рішення для розв’язання проблем сільського господарства

Мультиспектральні знімки — ефективний інструмент для оцінки продуктивності ґрунту та аналізу посівів, який дозволяє:

виявити шкідників, хвороби та бур’яни, а також оптимізувати використання ЗЗР;
підвищити родючість ґрунтів та оптимізувати внесення добрив, виявивши дефіцит поживних речовин;
провести аналіз сходів, а також оцінити урожайність;
визначити проблемні ділянки для зрошення;
переглянути проблемні ділянки та виявити, коли техніка працює неефективно; причину неполадок з технікою;
слідкувати за поголів’ям худоби на фермах. Сьогодні безпілотники з тепловими камерами можна використовувати для пошуку худоби навіть вночі.

Таким чином, багатоспектральні камери та спеціальні платформи для візуалізації інформації дозволяють фермеру отримати інструменти для підвищення врожайності та мінімізації витрати на добрива та ЗЗР.

Дрони з мультиспектральними камерами: основні вимоги

Перш ніж використовувати безпілотники для моніторингу полів, агровиробник повинен переконитись, що вони оснащені необхідними системами:

GPS-навігації;
управління “від першої особи” (FPV);
система стабілізації камери;
автономна маршрутна навігація.

Ефективність мультиспектральних камер для прийняття обґрунтованих рішень

Мультиспектральний датчик фіксує дані із певною частотою та довжиною хвиль. Людське око чутливе лише до довжин хвиль між 380 і 750 нм — це видимий спектр. Однак, довжина хвилі може бути і коротшою (ультрафіолетовою) або довшою (інфрачервоною). Попри те, що вони невидимі для людського ока, ці діапазони активно використовують для отримання високоточних даних про стан ґрунту та здоров’я культури

Приклад дистанційного спектрального зондування та картографування

Як працює технологія?

Кожна поверхня відбиває частину отриманого світла. Об'єкти, що мають різні характеристики поверхні, по-різному відбивають або поглинають сонячне випромінювання. Співвідношення відбитого світла до падаючого світла називають коефіцієнтом відбиття, яке можна визначити у відсотках. Ці властивості дозволяють отримати індекси вегетації.

Індекси вегетації (VI)

Властивості відбиття використовують для отримання показників вегетації. Вони будуються за допомогою вимірювань відбитого світла в двох або більше довжинах хвиль. Це дозволяє аналізувати конкретні характеристики рослини, такі як загальна листова площа та вміст води.

Фотосинтез — основа рослинної життєдіяльності. Однак, кожна культура по-різному взаємодіє із сонячним випромінюванням — все залежить від ґрунту та водойм. Поглинання та відбиття світла є результатом численних взаємодій променів сонця з різними частинами рослини, що вимірюються довжиною хвилі.

Вегетаційні індекси — спектральні індекси, що застосовуються для оцінки стану рослин. Існує більше 160 різних вегетаційних індексів, найбільш поширений — NDVI та NDRE

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index — нормалізований диференційований вегетаційний індекс) — кількісний показник фотосинтетичної біомаси, що враховує червону і інфрачервону зону електромагнітного спектра. На червону зону спектра припадає максимум поглинання сонячної радіації хлорофілом, а на ближню інфрачервону зону максимальне відбиття енергії клітинною структурою листа.

Різні фактори можуть впливати на індекс NDVI: фотосинтетична активність рослин, загальний рослинний покрив, біомаса, вологість рослин та ґрунтів. Дані NDVI допомагають аграріям виявити велику кількість проблем на полі: пошкодження від морозу, рівень вологості ґрунту, поглинання вуглецю ґрунтом.

Також агровиробник може заощаджувати кошти на внесенні добрив та підвищувати врожайність, оскільки індекс NDVI дозволяє отримати дані про спалахи хвороб, динаміку вегетації або фенологічні зміни рослин.

NDRE (normalized difference red edge index — нормалізований індекс червоного краю) — це показник, який можна використовувати для виявлення хвороб у рослин.

Червоний край — це область у зоні переходу від червоного кольору до NIR спектру.

Індекс дозволяє агровиробнику зафіксувати всі зміни при розвитку культур, що у свою чергу підвищує ефективність моніторингу посівів. посівами. Визначення рівня хлорофілу може забезпечити фермеру можливість контролювати активність фотосинтезу.

Використовуючи індекс NDRE, аграрій може оптимізувати терміни збору врожаю на основі активності фотосинтезу.