Гиперспектральная съемка позволяет получать информацию не только о внешнем виде растений, но и об их спектральных характеристиках. Это открывает дополнительные возможности для мониторинга посевов, исследования растительного стресса, классификации растительности и задач точного земледелия.
Зачем анализировать растения за пределами видимого изображения?
Обычная RGB-камера показывает цвет, форму листьев и видимые повреждения. Однако изменения состояния растения могут проявляться в его спектральной реакции еще до появления очевидных визуальных признаков.
Гиперспектральная камера регистрирует изображение одновременно в большом количестве узких спектральных диапазонов. Это позволяет исследовать различия в спектральной характеристике растений и сравнивать состояние различных участков растительности.
Спектральные характеристики растительности
Спектральная реакция растений зависит от их структуры, пигментов, содержания воды и других биологических характеристик. Поэтому выбор спектрального диапазона должен соответствовать конкретной задаче исследования.
| Спектральный диапазон | Что можно исследовать | Типичные задачи |
|---|---|---|
| 400–700 nm | Видимая спектральная реакция и пигменты | Классификация растительности, исследования растений |
| 700–1000 nm | Характеристики растительности в VNIR | Мониторинг посевов, картирование растительности |
| 900–1700 nm | Спектральные характеристики растительного материала | Исследование растений и стрессовых состояний |
| 1400–2500 nm | Более широкая информация в SWIR | Расширенные исследования растительности и материалов |
Основные задачи гиперспектрального мониторинга
1. Мониторинг состояния посевов
Гиперспектральные данные позволяют выявлять спектральные различия между растениями и отдельными участками посевов. Это может использоваться для мониторинга развития растений, сельскохозяйственных исследований и фенотипирования.
2. Исследование растительного стресса
Изменения физиологического состояния растений могут отражаться в их спектральной характеристике. Анализ таких изменений позволяет исследовать стрессовые состояния и аномальные спектральные паттерны.
Исследование заболеваний растений
Классификация стрессовых состояний
Фенотипирование растений
Исследования защиты сельскохозяйственных культур
Гиперспектральная съемка является инструментом спектрального анализа и раннего выявления различий и не заменяет биологическую или лабораторную диагностику.
3. Исследование водного и питательного стресса
Доступность воды и питательных веществ влияет на физиологическое состояние растений и может отражаться на их спектральной реакции. При использовании калибровки, спектрального анализа и эталонных данных гиперспектральная съемка может применяться для исследований состояния посевов, ирригации и питания растений.
4. Точное земледелие
Спектральные данные могут преобразовываться в пространственные карты состояния растительности. Это создает основу для более детального мониторинга и целевого управления сельскохозяйственными территориями.
посевов
стресса
полей
управление
UAV гиперспектральная съемка для мониторинга больших территорий
Установка гиперспектральной камеры на UAV позволяет перенести исследования от отдельных растений и лабораторных экспериментов к сельскохозяйственным полям, лесным территориям и другим объектам, требующим дистанционного мониторинга.
В зависимости от спектрального диапазона и конфигурации системы UAV-гиперспектральная съемка может использоваться для мониторинга сельскохозяйственных полей, классификации растительности, дистанционного зондирования, лесных и экологических исследований.
Как выбрать гиперспектральную камеру?
При выборе камеры необходимо учитывать четыре основных фактора: требуемый спектральный диапазон, пространственное разрешение, способ съемки и условия эксплуатации.
| Задача | Рекомендуемая конфигурация |
|---|---|
| Мониторинг растительности в видимом и NIR диапазоне | 400–1000 nm |
| UAV-мониторинг сельскохозяйственных территорий | 400–1000 nm / 400–1700 nm |
| Исследования за пределами VNIR | 900–1700 nm |
| Расширенный VNIR-SWIR анализ | 400–2500 nm |
Примеры гиперспектральных камер Contrastech
В зависимости от платформы и требуемого диапазона Contrastech предлагает несколько конфигураций для лабораторных, полевых и UAV-применений.
| Model | Sensor | Spectral Range | Spectral Band | Imaging Speed |
|---|---|---|---|---|
| iRb10U19L | CMOS | 400–1000 nm | 1200 | 41 Hz |
| iRx10U19L | CMOS | 400–1000 nm | 1200 | 128 Hz |
| iRb17U12A | InGaAs | 900–1700 nm | 1024 | ≤5 s |
| iRb25VU06L | CMOS/MCT | 400–2500 nm | 1450 | 128/200 Hz |
От спектральных данных к карте состояния растительности
Типовой процесс гиперспектрального мониторинга включает несколько этапов:
| 01 | Capture Получение гиперспектральных изображений в выбранном диапазоне. |
| 02 | Calibrate Радиометрическая и спектральная коррекция данных. |
| 03 | Extract Выделение характерных спектральных признаков. |
| 04 | Classify Классификация типов и состояний растительности. |
| 05 | Map Создание пространственных карт растительности или состояния посевов. |
| 06 | Analyze Анализ данных для сельскохозяйственных, экологических или исследовательских задач. |
Где применяется гиперспектральный мониторинг?
| Точное земледелие | Мониторинг посевов | Фенотипирование |
| Исследование заболеваний | Тепличные исследования | Лесное хозяйство |
| Экологический мониторинг | UAV-съемка | Дистанционное зондирование |
Нужна гиперспектральная камера для вашей задачи?
Подберите подходящий спектральный диапазон и конфигурацию для лабораторного, полевого или UAV-применения.
Смотреть гиперспектральные камеры Оставить заявку
