Мультиспектральная камера, установленная на БПЛА, позволяет контролировать здоровье растений на сельскохозяйственных территориях.Чем больше диапазонов длин волн охватывает камера, тем больше информации мы можем получить. Увеличивать количество регистрируемых длин волн можно двумя способами: либо устанавливать несколько разных камер, либо объединять несколько диапазонов в одной камере. Рассмотрим пример такой многоспектральной камеры, применяемой в сельском хозяйстве, разведке полезных ископаемых и военных операциях.
Мультиспектральная камера, установленная на беспилотном летательном аппарате полезна для наблюдения за состоянием полей и здоровьем посевов. Такая система помогает фермеру определить участки, нуждающиеся в удобрении, поливе или чрезмерно увлажненные. Объединяет в себе камеру видимого изображения и камеры различных цветов: красного, зелёного, ближнего инфракрасного (невидимого глазу человека) и граничного цвета между видимым красным и инфракрасным (red edge). Специальный датчик солнечного света учитывает степень освещенности, чтобы оценка состояния растений не зависела от погоды.
Принцип действия
Любой освещенный предмет в той или иной степени отражает упавшее на него излучение. Более того, излучение одного цвета (одной длины волны) может отражаться сильнее, чем другого цвета. Известно, что здоровое растение отражает солнечный свет так, как показано на графике зелёной линией. Отражение света больным или поврежденным растением изменяется (оранжевая линия). Регистрируя камерой степень отражения света различных цветов (зелёного, красного, переходного красного и инфракрасного, как на графике), можно понять, здорово растение или нет. Коричневая линия показывает отражение света почвой.
Кривая отражения света листьями растения может изменяться в случае, когда почва, например, загрязнена тяжелыми металлами. В этой ситуации у растения снижается способность к поглощению важных питательных веществ, которые участвуют в образовании внешних слоёв листа. При этом внешние признаки болезни могут не проявляться.
Применение мультиспектрального мониторинга с воздуха полезно для сектора органического сельского хозяйства. Поскольку органическое сельское хозяйство осваивает не использовавшиеся ранее, «не уставшие» почвы, необходимо оценить толщину гумуса на больших площадях. Эта задача может быть решена с помощью осмотра тепловизором с воздуха. Составление тепловизионной карты также позволяет отслеживать равномерность внесения биорганических удобрений и распределение температур под слоем мульчи. Другой пример мониторинга — отслеживание динамики изменения концентрации химических веществ в почве с помощью мультиспектральной камеры. Пример — чередование посевов сои и риса на одном поле. Соя насыщает почву азотом, который необходим рису. Для оценки содержания азота в растительном покрове используется агрономический индекс, рассчитываемый на основе отражения на двух длинах волн. При использовании капельного орошения можно оценить увлажненность растений с воздуха, рассчитывая индекс содержания влаги для каждой точки посевов.
