Мультиспектральная камера бпла р4 Multispectral

Зависимость времени съемки от высоты полета бпла

Проведение мультиспектральной съемки производится по следующему принципу. Солнечный свет падает на поверхность листа растения, которое его отражает с различной степенью интенсивности в зависимости от своего состояния, наличия хлорофилла. Камера, установленная на БПЛА, фиксирует это отражение. Различные спектры солнечного света отражаются поверхностью листа по-разному. Мультиспектральные камеры фиксируют различные спектры отражения. Чаще всего – это красный, синий, зеленый и ближний инфракрасный спектры (человеческий глаз видит растения зелеными именно потому, что зеленый спектр хорошо отражается от поверхности растений (за поглощающую и отражающую способность отвечает хлорофилл)). О состоянии возделываемых растений отраженный свет может дать следующую информацию.

Зеленый спектр хорошо отражается, красный, красный край, синий – поглощается, а вот инфракрасный спектр (показан оранжевым цветом) – либо отражается, либо поглощается, в зависимости от состояния растения.

Интенсивность поглощения листовой поверхностью растения лучей разного спектра

Инфракрасный спектр конвертируется в тепло, дополнительно влияющее на температуру растения. Клеточная структура растения частично отражает, а частично поглощает инфракрасный свет. Зеленый спектр очень хорошо отражается листовой поверхностью растения. Это делает пигмент хлорофилл. Хлорофилл поглощает красные волны и за счет этого происходит фотосинтез – то есть культура растет и развивается. Короткий красный спектр выполняет сигнальную функцию – позволяет повлиять на время наступления и длительность фазы цветения и плодоношения растения. Синий спектр хорошо поглощается большинством основных пигментов растения. Эта часть спектра может влиять на морфологию растения: размер и форму ку- ста/листьев, длину стебля и так далее.

Индекс вегетации растений ndvi

Состояние посевов на основе дистанционного зондирования оценивают с помощью вегетационных индексов. Самый часто используемый из них – это индекс NDVI.

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) – это нормализованный относительный индекс растительности. NDVI в своей структуре содержит два спектральных диапазона: красный (RED) и инфракрасный (NIR). Он выражает закономерность: плотность растительности в определенной точке изображения (то есть – точке поля) равна соотношению разницы интенсивностей отраженного света в красном и инфракрасном диапазоне, и суммы их интенсивностей:

где NIR – отражение в ближней инфракрасной области спектра; RED – отражение в красной области спектра.

Чем более хорошо обводненное, азотонасыщенное, с хорошей клеточной структурой растение, тем сильнее от листовой поверхности отражается ближний инфракрасный свет и тем сильнее поглощается красный спектр света. Это и есть сущность индекса NDVI.

То есть здоровое, влаго- и азотообеспеченное растение, с хорошей клеточной структурой, активно поглощает красный и отражает ближний инфракрасный спектр света. Следовательно, у здорового мощного растения будет высокое значение индекса NDVI. Итак, чтобы понять состояние здоровья растения, нужно сравнить между собой значение поглощения и отражения красного и инфракрасного спектров света. У более мощного и здорового растения расхождение между обоими показателями (то есть NDVI больше).

Значения индекса для растительности лежат в диапазоне от 0,20 до 0,95. После достижения своего пика развития растения (у зерновых это момент колошения) NDVI начинает снижаться, отражая процесс созревания (чем ниже индекс, тем суше зерно).

а б