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多光谱成像苍蝇高,以帮助提高作物产量

2019年8月20日赞助 云母姐妹
云母姐姐飞行
飞越作物的多光谱相机可以揭示植物压力或疾病的迹象(礼貌:云母)

技术创新已成为现代农业的大型企业,在作物产量的甚至小幅增加可能对底线产生重大影响。环境问题还推动了减少杀虫剂或肥料的使用的需要,这需要更好地监测系统,以优化生长率和检测早期疾病的迹象。

用于远程评估植物健康的新采用的工具之一是多光谱成像,其测量由田地和果园在不同波长范围内反射的光。反射率的变化可以表明,作物已经受到压力,提示现场团队在小规模问题变得更加普遍之前进行调查和潜在干预。

“生病的植物和健康植物以不同的方式反射光线,”云母姐妹企业解决方案总监Manal Elarab博士解释说,自2014年以来为农业应用产生了多光谱传感器。 “我们的传感器旨在使用无人机捕获植物或作物,捕获与植物冠层分析特别相关的五个光谱带上的数据。”

五个光谱带

随着红色,绿色和蓝色波长的可见成像,相机记录近红外线和红边区域的数据。这种红边光带对于检测植被反射率的变化特别重要,因为叶中的叶绿素吸收可见光,但在大于700nm的波长时变得几乎透明。

那么,当它在2014年首次推出时,云母称为他们的首次亮相产品的胶束讯。几个迭代后来, 解录相机 已成为专门研究和提高植物作物性能的科学家的Go-to MultiSpectral仪器。来自reddedge的数据已被利用在100多个出版的科学研究中,云母姐姐与研究界密切合作,支持正在进行的项目,并连接正在研究类似问题的不同群体。

MicaSense drone

在最近的一项研究中,来自堪萨斯州立大学的德雷阿斯医生证明,Reddedge捕获的数据可用于检测比其他遥感技术更早的麦田中的疾病。使用诸如归一化差异植被指数(NDVI)的常规指数映射该区域没有显示任何问题的迹象,而多光谱红边数据显示出具有不同反射率特性的小贴片 - 突出显示表现为叶绿素缺陷的应力迹象。仔细考试在小麦上发现黄色条纹,病毒感染的症状,如果留下未经处理的情况会对产量产生重大影响。

Elarab强调反射数据不应使用独立的诊断,而是作为可以减少手动检查作物健康的时间的潜在问题的指标。如果检测到问题,则在现场或实验室中进一步分析对于了解应力的原因以及设计可能的解决方案也至关重要。

“多光谱成像在监测现场所表演的任何管理实践的效果方面发挥着巨大作用,”Elarab继续。 “它可以帮助确定问题是否已得到解决,以及工厂是否恢复了其大小和力量。”该技术的其他应用包括林业和考古调查。

把碎片放在一起

Elarab说,仔细的规划对于从飞行中产生有用的信息至关重要。相机必须集成到合适的飞机上,飞行路径必须配置为收集多个重叠图像,并且必须处理并分析原始数据以使得能够进行决定。 “我可以’t claim that it’一个简单的拼图放在一起,因为所有正确的部分都需要合身才能达到成功的输出,“Elarab说。 “但它’今天比2012年的研究生更容易​​,这项技术现已发展起来生产真实信息而不是数据或图片。“

Elarab解释说,大多数作物研究监视器随着时间的推移而变化,这意味着校准对于不同的天气条件来说是必不可少的,并且能够直接比较记录数周或数月的数据。因此,传感器提供两个校准仪器,可以在飞行中校正不同的光线条件,甚至在单个飞行期间变化的光线条件。一个是校准面板,该面板可以在飞行之前和之后进行成像以测量基线照明条件,另一个是所谓的贫寒光传感器,其在飞行期间记录在五个光谱带中的每一个中的环境光。

我们的承诺是建立我们可以的最佳传感器,同时与用户携手合作,帮助他们从他们的数据中获得最佳结果

玛尔·埃拉伯

还必须处理由多光谱传感器捕获的数据,以提供对感兴趣区域的反射信息。可以使用几个第三方供应商提供的摄影测量软件创建反射率映射,该软件是不断开发其工具,使数据更容易以例行使用。与此同时,云母传单提供了充足的建议和支持,帮助客户通过网络研讨会,研讨会和知识库文章充分利用他们的数据。

“我们的核心专业知识正在建立更好的传感器,但我们也致力于与无人机映射工作流程中的其他人一起工作,以确保我们的用户从我们的传感器中获得正确的信息”Elarab评论。 “我们与加工公司合作,帮助他们了解用户及其应用程序,让他们为客户介绍更好的方式来解锁其数据的全部潜力。”

热集成

但云母阵的主要重点是提高其技术的有效性。除了原始的Rededge摄像机的定期更新,2018年公司推出了一种新的多光谱传感器,包括测量作物温度的热能能力 - 这可能是水分压力或疾病的重要指标。

“我们发现我们的一些客户正在购买rededge,然后也可以飞行单独的热传感器,”公司的业务发展经理Drew Baustian说。 “然后,它们将有两个单独的数据集包含它们的多光谱和热数据,并且将两者合并在一起真的很棘手和耗时。”

Micasense Altum

新的 altum 将MultiSpectral和热测量值同步并输出到单个文件中,并提供比Rededge的数据分辨率更高。 ALTUM和最新版本的Rededge都包括较升级的沉船光传感器版本,这可以更好地估计飞行期间的光线条件,因此改善了需要制造的校正,以补偿飞行之间的变化或期间同一航班。

这是Altum传感器的早期,只有在南半球的一个完整的生长季节只能提供,现在正在北半球的第一个夏季。但Elarab表示,科学界一直渴望在现场测试新乐器。 “它已经被纳入了大量不同的研究项目,”她说。 “还没有任何内容出版,但我们对使用Altum与热测量的高分辨率多光谱数据相结合的可能性非常兴奋。”

该公司现在正在为用户提供更大的数据捕获灵活性,而不是将它们限制到Rededge和Altum仪器提供的五个预定义的频带。 “研究人员通常具有需要略微不同的光谱频带的相关应用程序,”Baustian说。 “我们从来没有真正解决了那种需求,所以我们正在考虑在未来12个月左右的另一个配置。”

Elarab认为,这一持续的创新将开辟新的科学机会,同时还为农场管理人员和农业服务提供商提供了新的解决方案。 “我们希望更多人采用精密农业,”她说。 “我们的承诺是建立我们可以的最佳传感器,同时与我们的用户携手合作,帮助他们从他们的数据中获得最佳结果。”

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