VYUŽITÍ LETECKÉ TERMOGRAFIE A MULTISPEKTRÁLNÍHO SNÍMKOVÁNÍ V PRECIZNÍM ZEMĚDĚLSTVÍ JAN SOVA, ADAM ŠVESTKA, JAN KOVÁŘ

Transkript

1 VYUŽITÍ LETECKÉ TERMOGRAFIE A MULTISPEKTRÁLNÍHO SNÍMKOVÁNÍ V PRECIZNÍM ZEMĚDĚLSTVÍ JAN SOVA, ADAM ŠVESTKA, JAN KOVÁŘ Snímek 1 z 19

2 TECHNIKA Snímek 2 z 19

3 ELEKTROMAGNETICKÉ SPEKTRUM Elektromagnetické spektrum lze rozdělit do mnoha různých pásem. Nás v této aplikační doméně zajímá pásmo v rozsahu 0.4 až 14µm. Přibližné dělení jednotlivých pásem RGB 0.4 až 0.8 µm viditelné vlastnosti (CCD/CMOS) NIR 0.8 až 1.2 µm mat. vlastnosti (CDD/CMOS) SWIR 1.2 až 3 µm spektroskopie, mat. vlastnosti (InGaAs) MWIR 3 až 5 µm termografie, mat. vlastnosti (QWIP) LWIR 7 až 14µm termografie, vodní stres (bolometry) Snímek 3 z 19

4 UKÁZKY PŘÍSTROJŮ Parrot Sequoia RGB a NIR Workswell GIS 2nd gen MWIR Workswell WIRIS mini LWIR Senop Oy VIS-VNIR RGB a NIR Snímek 4 z 19

5 ELEKTROMAGNETICKÉ SPEKTRUM Je třeba si uvědomit, že nás nyní zajímá jen velmi úzká část z celého spektra! Rozdělení elektromagnetického spektra na jednotlivá pásma RGB, NIR, SWIR, MWIR a LWIR Snímek 5 z 19

6 ÚTLUM ATMOSFÉRY Spektrální útlum atmosféry hraje podstatnou roli při využití technologie dálkového a leteckého snímkování. Spektrální útlum atmosféry v jednotlivých částech elektromagnetického spektra. Snímek 6 z 19

7 MULTI A HYPERSPEKTRÁLNÍ SNÍMKOVÁNÍ Pořízení mnoha 2D snímků v jednotlivých částech spektra s častečným překryvem, nebo těsně za sebou. Technologicky je možné RGB a NIR. Velmi omezeně SWIR a MWIR. a) Matice snímků z multi/hyper spektrlního snímkování, b) signál jednoho pixelu napříč jednotlivými snímky. Snímek 7 z 19

8 APLIKACE Snímek 8 z 19

9 PRECIZNÍ ZEMĚDĚLSTVÍ Precizní zemědělství se řídí zásadou provést pěstební zásah v pravý čas na správném místě a se správnou intenzitou. Zpětná vazba v pěstitelství: získání informací (výnosové mapy, NDVI index, vodní stres, výskyt škůdců atd.). Zejmána indexů jsou jejich vyhodnocení a aplikace opatření Snímek 9 z 19

10 LWIR VODNÍ STRES Fyziologickou reakce k omezené dostupnosti vody v rostlině. Vodní stres v rostlině vzniká, pokud dojde k jakékoli nevyváženosti ve vodní bilanci rostliny, tedy pokud rostlina vodu absorbuje pomaleji, než ji transpiruje, nebo naopak. Snímek 10 z 19

11 LWIR VODNÍ STRES Z teploty vzduchu a rostlin a relativní vlhkosti vzduchu lze vypočítat index CWSI, který porovnává rozdíl teploty vzduchu a rostlin s hodnotami nejvyššího možného rozdílu teplot porostu a vzduchu u netranspirujících rostlin, bez vody, a nejnižší rozdíl teplot plně transpirujícího (ochlazovaného) povrchu a teploty vzduchu - to vše pro danou aktuální úroveň sytostního doplňku. Hodnota CWSI se nejčastěji pohybuje od 0 do 1, přičemž hodnoty stoupající k jedna indikují rostoucí stres (rostliny omezují transpiraci, neochlazují se). Snímek 11 z 19

12 LWIR VODNÍ STRES (FOGOTRAFIE ) Snímek 12 z 19

13 NDVI A JINÉ INDEXY Pro zpracování a zvýraznění dat získaných pomocí DPZ se používají tzv. vegetační indexy, které pomocí odrazivosti a určují stavy rostliny. Indexů je velké množství a každý určuje něco jiného. Jedním z těchto indexů je normalizovaný rozdílový vegetační index (NDVI). Snímek 13 z 19

14 ÚVAHA MÍSTO ZÁVĚRU Snímek 14 z 19

15 A JE TO K NĚČEMU? Tři fáze každé technologie 1. Fáze NADŠENÍ technologie je považována až za magickou, očekávání jsou vysoká. Zájem médií. Grantová dostupnost apod. 2. Fáze OCHLAZENÍ zklamání a procitnutí po první fázi. Pesimistický přístup, úpadek technologie, grantová nezájem apod. 3. Fáze REALISMUS vzpamatování technologie po úpadku, realističtější očekávání, nalezení správného místa technologie ve společnosti Domnívám se, že se nacházíme ve fázi 1. A našim úkolem je připravit technologii tak, aby fáze 2. byla co nejkratší a propad co nejmenší. Typické chování bubliny. Snímek 15 z 19

16 NOVÉ PRODUKTY WORKSWELL S.R.O. 4Q 2018 A 1Q 2019 Snímek 16 z 19

17 PŘEHLED PLÁNOVANÝCH PRODUKTŮ Wiris Agro WIRIS určený především pro stanovování vodního stresu v krajině???? zatím velmi tajné, ale velmi slibné něco Wiris Security termokamera pro drony pro bezpečnostní aplikace GIS 2nd gen MWIR termokamera pro drony, mapování úniku plynů Workswell SWR Stacionární SWIR kamera a) Workswell GIS 2nd gen druhá generace MWIR termokamer pro snímkování úniku plynů a precizní zemědělstvi Snímek 17 z 19

18 WORKSWELL GIS 2ND GEN a) Workswell GIS 2nd gen druhá generace MWIR termokamer pro snímkování úniku plynů a precizní zemědělstvi Snímek 18 z 19

19 - DJI ENTERPRISE PARTNER - Český výrobce termovizních systémů Snímek 19 z 19