تصویربرداری چند طیفی

تصویربرداری چند طیفی در بسیاری از زمینه ها کاربرد دارد .چشم سالم و معمولی انسان ها میتواند ناحیه ای باریک از طیف الکترومغناطیسی، موسوم به طیف مرئی را تشخیص دهد؛ اما توانایی دیدن اشعه ماوراء بنفش و مادون قرمز در انسان وجود ندارد. این کار را میتوان با حسگرهای چند طیفی انجام داد. تصاویر چند طیفی عموما به 3 تا 10 باند اشاره دارند (قرمز، سبز و آبی) مادون قرمز و بنفش مناطق توصیفی در طیف الکترومغناطیسی هستند.

تصویربرداری چند طیفی داده های تصویر را در محدوده طول موج خاصی در سراسر طیف الکترومغناطیسی می گیرد. طول موج ها ممکن است توسط فیلترها جدا شوند یا با استفاده از ابزارهایی که به طول موج های خاص حساس هستند، از جمله نور فرکانس های فراتر از محدوده نور مرئی (مانند مادون قرمز و ماوراء بنفش) شناسایی شوند.

این می تواند به استخراج اطلاعات اضافی اجازه دهد که چشم انسان نمی تواند با گیرنده های مرئی قرمز، سبز و آبی خود را بگیرد. در اصل برای شناسایی و شناسایی اهداف نظامی ساخته شد. پلتفرم‌های اولیه تصویربرداری مبتنی بر فضا، فناوری تصویربرداری چند طیفی را برای نقشه‌برداری جزئیات زمین مربوط به مرزهای ساحلی، پوشش گیاهی و شکل‌های زمین گنجانده بودند. تصویربرداری چند طیفی در تجزیه و تحلیل اسناد و نقاشی نیز کاربرد پیدا کرده است

تصویربرداری چند طیفی نور را در تعداد کمی (معمولاً 3 تا 15) از باندهای طیفی اندازه گیری می کند. تصویربرداری فراطیفی مورد خاصی از تصویربرداری طیفی است که در آن اغلب صدها باند طیفی به هم پیوسته در دسترس هستند.

استفاده از باند طیفی

برای اهداف مختلف می توان از ترکیب های مختلف باندهای طیفی استفاده کرد. آنها معمولا با کانال های قرمز، سبز و آبی نشان داده می شوند. نگاشت نوارها به رنگ ها به هدف تصویر و ترجیحات شخصی تحلیلگران بستگی دارد. مادون قرمز حرارتی اغلب به دلیل تفکیک فضایی ضعیف، به جز برای اهداف خاص، از در نظر گرفتن حذف می شود.

True-color فقط از کانال‌های قرمز، سبز و آبی استفاده می‌کند که به رنگ‌های مربوطه نگاشت شده‌اند. به عنوان یک عکس رنگی ساده، برای تجزیه و تحلیل اشیاء ساخته شده توسط انسان خوب است و برای تحلیلگران مبتدی به راحتی قابل درک است.

سبز-قرمز-مادون قرمز، که در آن کانال آبی با مادون قرمز نزدیک جایگزین می شود، برای پوشش گیاهی استفاده می شود که در نزدیکی IR بسیار منعکس می شود. سپس به صورت آبی نشان می دهد. این ترکیب اغلب برای تشخیص پوشش گیاهی و استتار استفاده می شود.

آبی-NIR-MIR، جایی که کانال آبی از آبی قابل مشاهده استفاده می کند، سبز از NIR استفاده می کند (بنابراین پوشش گیاهی سبز می ماند)، و MIR به صورت قرمز نشان داده می شود. چنین تصاویری اجازه می دهد تا عمق آب، پوشش گیاهی، رطوبت خاک و وجود آتش سوزی در یک تصویر واحد دیده شود.

باندهای طیفی معمولی

طول موج تقریبی است. مقادیر دقیق به ابزار خاصی بستگی دارد (به عنوان مثال ویژگی های سنسورهای ماهواره برای رصد زمین، ویژگی های روشنایی و حسگرها برای تجزیه و تحلیل اسناد)

این طبقه بندی بر اساس فرکانس هر محدوده می باشد 

• ماورای بنفش (10 نانومتر تا 400 نانومتر)
• نور قابل مشاهده برای انسان (400 نانومتر تا 700 نانومتر)
• مادون قرمز (700 نانومتر تا 1 میلیمتر)

تصویربرداری چند طیفی در بسیاری از زمینه ها ی کشاورزی، پزشکی و صنعتی کاربرد دارد. پرنده های بدون سرنشین امکان ضبط تصاویر را در انواع مختلف طیف های نوری فراهم می کنند. اما این بدان معنا نیست که هر پرنده ی بدون سرنشینی توانایی تصویربرداری در تمام طیف های نوری را دارا می باشد.

به منظور ضبط انواع مختلف داده ها، لازم است سنسورهای اضافی، دوربین یا اجزای سخت افزاری مناسب در پهپاد تعبیه شود. اخذ و پردازش تصاویر چند طیفی با اسنتفاده  از پهپادها می تواند جایگزین به صرفه ایی از لحاظ زمانی و دقت نسبت به تصاویر ماهواره ها محسوب شود.

تصاویر چندطیفی در به نقشه درآوردن پوشش برف، پایش سیل، میزان رطوبت خاک و پوشش گیاهی کاربرد چشمگیری دارند.

همچنین این فناوری امکان پایش محصولات زراعی و باغی در مراحل مختلف رشد، پایش خسارات، تنش­‌ها ‌و آفات و بیماری‌های ‌گیاهی، پیش بینی تخمین عملکرد محصول و به طورکلی مدیریت موضعی در واحدهای کوچکتر زمین با رزولوشن بسیار بالا (۱۰ سانتیمتر مربع) را به­ وجود می‌آورد و ضمن کاهش ضایعات، زمینه افزایش کمی و کیفی محصول و ارتقای بهره­ وری در بخش کشاورزی را فراهم می­کند.

تصویربرداری چند طیفی به کشاورزان کمک می‌کند تا استفاده از سموم دفع آفات، کودها و آبیاری را به حداقل برسانند در حالی که عملکرد مزارع خود را افزایش می‌دهند.

تغییرات در بازتاب می‌تواند نشان دهد که محصولات زراعی دچار تنش شده اند. داده‌های تصویر چند طیفی خاک و محصول به پرورش دهنده اجازه می‌دهد تا مزرعه را تحت نظارت، برنامه ریزی و مدیریت موثرتری قرار دهد، در زمان و هزینه خود صرفه جویی کرده و هزینه‌های مربوط به استفاده از آب اضافی، آفت کش‌ها ‌و کود را کاهش دهد. تصویربرداری چند طیفی همچنین می‌تواند محصولاتی را که ممکن است توسط ماشین آلات مزرعه آسیب دیده باشند، تشخیص دهد و در نتیجه تعیین کند که کدام ماشین آلات مشکل ساز نیاز به تعویض یا تعمیر دارد.