تصویربرداری چند طیفی هوایی با پهپاد

تصویربرداری چند طیفی (Multispectral Imaging, MSI) یک روش تصویربرداری پیشرفته است که برای به دست آوردن اطلاعات در مورد خواص اجسام از طریق تجزیه و تحلیل برهمکنش آنها با تابش الکترومغناطیسی در محدوده طول موج‌های مختلف استفاده می‌شود.

این روش به طور معمول برای شناسایی و تحلیل محتوای طبیعی و انسانی استفاده می‌شود و برای ارزیابی عملکرد و کیفیت محصولات کشاورزی، شناسایی مسائل مرتبط با تغییرات زمین شناسی، شناسایی و تحلیل مواد و اشیاء در طیف‌های خاصی از نور موج کاربرد دارد.

برخلاف عکاسی رنگی معمولی که تنها از سه کانال (قرمز، سبز و آبی) استفاده می‌کند، تصویربرداری چند طیفی می‌تواند از چندین کانال برای جمع‌آوری اطلاعات درباره ویژگی‌های یک شیء در طول موج‌های مختلف استفاده کند. این کانال‌ها می‌توانند شامل طیف‌های نور مختلفی باشند که برای شناسایی و تحلیل مواد و اشیاء در طیف‌های خاصی از نور موج استفاده می‌شوند.

برای مثال، مادون قرمز و ماوراء بنفش می‌توانند برای شناسایی و تحلیل مواد و اشیاء در طیف‌های خاصی از نور موج استفاده شوند.

استفاده از پهپادهای حرفه ای به لطف طیف گسترده ای از مزایایی که ارائه می دهند، روز به روز در حال گسترش است. یکی از برجسته‌ترین ویژگی‌های پهپادها این است که امکان تطبیق عناصر مختلف را برای بهبود عملکرد آنها فراهم می‌کند و دوربین‌های چند طیفی بخش مهمی از این اجزا هستند.

دوربین چند طیفی چیست؟

همانطور که از نامش پیداست، نوعی دوربین است که توانایی گرفتن طیف ها یا تصاویر مختلف فراتر از محدوده قابل مشاهده برای چشم انسان را دارد. این به این دلیل است که آنها می توانند تابش را در طول موج ها یا باندهای طیفی مختلف، مانند مادون قرمز نزدیک (NIR)، مادون قرمز میانی (MIR) یا مادون قرمز حرارتی (TIR) تشخیص دهند.

دوربین های چند طیفی چگونه کار می کنند؟

دوربین‌های چند طیفی با استفاده از سنسورهای چند طیفی کار می‌کنند که به طور معمول شامل چندین پیکسل حساس به طول موج‌های مختلف هستند. این پیکسل‌ها طراحی شده‌اند تا تشخیص دهند که چگونه تابش در یک باند خاص از طیف الکترومغناطیسی توسط یک شیء یا محیط تاثیر گرفته است.

به این ترتیب، هر پیکسل می‌تواند اطلاعات متفاوتی را در مورد خواص یک شیء یا محیط ثبت کند، از جمله نوع ماده، وضعیت سلامتی، و تغییرات در محیط.
این تکنولوژی به دلیل قابلیت شناسایی و تحلیل مواد و اشیاء با استفاده از طیف‌های نور مختلف، برای استخراج اطلاعات اضافی که چشم انسان نمی‌تواند با گیرنده‌های مرئی قرمز، سبز و آبی خود را بگیرد، بسیار مفید است. با استفاده از داده‌های جمع‌آوری شده توسط سنسورهای چند طیفی، می‌توان تحلیل‌های پیچیده انجام داد که می‌تواند برای اهداف مختلف مفید باشد.

کاربرد تصاویر چند طیفی با پهپاد

• نقشه برداری محیط
• کشاورزی دقیق
• زمین شناسی
• زیست محیطی
• مدیریت حریم خصوصی
• مانیتورینگ آب و هوا
• تشخیص آتش سوزی
• جستوجو و نجات
• پایش ساختمان و زیر ساخت ها
• امور امنیتی

استفاده از دوربین های چند طیفی در هواپیماهای بدون سرنشین
دوربین‌های چند طیفی در پهپادها برای طیف وسیعی از کاربردها استفاده می‌شوند که شامل موارد زیر است:

• کشاورزی دقیق: این دوربین‌ها ابزار ارزشمندی برای ارزیابی سلامت محصول، تشخیص بیماری‌ها، آفات و کمبودهای تغذیه‌ای هستند. با استفاده از تکنولوژی چند طیفی، می‌توان تغییرات در طیف‌های نور را تشخیص داد و به تشخیص وضعیت سلامتی محصولات کشاورزی کمک کرد.
• نظارت بر محیط زیست یا سنجش از دور: دوربین‌های چند طیفی به نظارت بر کیفیت آب، شناسایی نشت نفت و ارزیابی پوشش گیاهی در مناطق صعب العبور کمک می‌کنند. این دوربین‌ها می‌توانند تغییرات در طیف‌های نور را تشخیص دهند و به تشخیص وضعیت محیطی کمک کنند.
• نقشه‌برداری و نقشه‌برداری سه بعدی: این دوربین‌ها برای ایجاد نقشه‌های دقیق و تولید مدل‌های سه بعدی با وضوح بالا مفید هستند. در نقشه‌برداری هواپیماهای بدون سرنشین بسیار مورد استفاده قرار می‌گیرند.

• تشخیص آتش‌سوزی: دوربین‌های چند طیفی می‌توانند گرمای ساطع شده از آتش را تشخیص دهند، ویژگی‌های دود مادون قرمز نزدیک را تجزیه و تحلیل کنند، شاخص‌های پوشش گیاهی را برای شناسایی مناطق آسیب دیده محاسبه کنند، و نقشه‌های حرارتی و گسترش آتش را تولید کنند. این امر پهپادهای آتش‌نشانی را به ابزاری اساسی برای پیشگیری تبدیل کرده است.
• امنیت و نظارت: پهپادها با دوربین‌های چند طیفی، دید کامل‌تر و دقیق‌تری را ارائه می‌دهند و امکان تشخیص اشیاء پنهان و شناسایی خطرات احتمالی را فراهم می‌کنند. این دوربین‌ها می‌توانند تغییرات در طیف‌های نور را تشخیص دهند و به تشخیص وضعیت محیطی کمک کنند.

دوربین چند طیفی برای کشاورزی

کشاورزی دقیق یکی از مرتبط ترین کاربردها برای پهپادها با دوربین های چند طیفی است. آنها با داشتن یک دوربین چند طیفی برای محیط زیست و کشاورزی، به کشاورزان این امکان را می دهند که محصولات، خاک، کود و آبیاری را به طور موثرتری مدیریت کنند.

مزایای استفاده از پهپاد و تصویربرداری چندطیفی در کشاورزی

اثرگذاری فوری
با استفاده از پهپادها می‌توان در کمترین زمان، تصویربرداری هوایی از یک منطقه را انجام داد. صدها هکتار را در یک پرواز پوشش و داده هایی را جمع آوری کرد که به شناسایی و تنوع مناطق دارای تنش محصول کمک می کند.

دقت بالا
از داده‌های پرنده های بدون سرنشین برای تولید نقشه‌ها و توصیه های دقیق استفاده می شود، به صورتی که هزینه‌ها را کاهش می دهد و بینشی به دست می آورد که مکمل سایر ابزارهای زراعی است. داده‌های پهپاد می‌توانند بهترین نقاط برای نمونه برداری را مشخص کنند و باعث صرفه جویی در زمان و هزینه شوند.

مدیریت آسان داده ها
مدیریت آسان داده‌ها در زمینه‌های مختلف مانند کشاورزی، سلامت محصول، و تشخیص بیماری‌ها بسیار مهم است. در این مورد، استفاده از حسگرهای چندطیفی برای ضبط داده‌های کالیبره‌شده می‌تواند به تحلیل و تفسیر داده‌ها کمک کند.

این حسگرها می‌توانند بینشی درباره سلامت محصول ارائه دهند بدون توجه به تغییرات روشنایی، که این ویژگی برای تحلیل‌های دقیق‌تر و معنادارتر است. داده‌های مورد نیاز برای استخراج روندهای کمی می‌توانند شامل اطلاعاتی درباره سلامت محصول، تغییرات در روشنایی، و تغییرات در ساختار محصول باشند.

دوربین های طیفی ابزار ارزشمندی برای کشاورزان در تصمیم گیری صحیح در مدیریت محصولات خود هستند. آنها امکان تشخیص آفات، بیماری ها، کمبودهای تغذیه ای و سایر شرایطی را که می تواند بر سلامت گیاه تأثیر بگذارد را می دهد. آنها اطلاعات دقیقی را در مورد هر مرحله از محصول ارائه می دهند تا کاربرد کود و آفت کش را به طور دقیق تر تنظیم کنند، مناطقی که تنش آبی دارند را شناسایی کنند و راندمان آبیاری را بهبود بخشند.

آنها برای مدیریت توزیع گیاه و ارزیابی عملکرد محصول، ایده آل هستند. و به کاهش استفاده از مواد شیمیایی، هدر رفتن آب و در عین حال افزایش عملکرد محصول کمک می کنند. به لطف نتایج کارآمد آنها، می توانید در زمان، هزینه و کاهش استفاده از آفت کش ها صرفه جویی کنید.