드론 열 이미징 기술은 현대 농업, 특히 작물 수분 상태를 모니터링하는 데 널리 사용됩니다. 이 기술은 농민들이 작물 표면의 온도 분포를 캡처하여 농작물 수분 요구 사항을 식별하여 정확한 관개를 달성하고 수자원 활용 효율을 향상시킵니다.
기술 원리
1. 적외선 열 영상
적외선 열 이미징 기술은 물체에 의해 방출되는 적외선 방사선을 캡처하여 이미지를 생성하는 기술입니다. 모든 물체는 적외선 방사선을 방출하며 그 강도는 물체의 온도에 비례합니다. 적외선 열 이미징을 통해 작물 표면의 온도 분포를 반영하는 이미지를 생성 할 수 있습니다. 이 이미지는 농작물의 수분 상태를 보여줄 수 있습니다. 물이 충분한 농작물은 일반적으로 시원하고 물이 불충분 한 작물은 더 뜨겁기 때문입니다.
2. 농작물 스트레스 지수 (CWSI)
농작물 스트레스 지수 (CWSI)는 작물의 수분 상태를 측정하는 데 중요한 지표입니다. CWSI의 계산 공식은 다음과 같습니다.
\[
cwsi=\\ frac {t _ c -t _ w} {t _ d -t _ w}
\]
여기서, \\ (t _ c \\)는 캐노피 온도, \\ (t _ w \\)는지면 전체 증발 기준 표면 온도, \\ (t {_ d=t _ a {5}} {+ 5 \\)는 잎사귀가 완전히 폐쇄 될 때, \\ (t {_ a \\)는 테스트 건조 전구 온도 (즉, 필드 공기 온도)입니다. CWSI를 계산함으로써, 작물 물 부족의 정도를 정량화 할 수 있습니다.
구현 단계
1. 보조 장치를 설정합니다
현장 공기 온도 센서 및 접지 전체 증발 기준 표면을 포함하여 현장에 보조 장치를 설정하십시오. 이 장치는 현장의 공기 온도를 모니터링하고 적외선 열 이미징 데이터를 교정하기 위해 전체 증발에 대한 기준점을 제공하는 데 사용됩니다.
2. 드론으로 적외선 이미지를 수집하십시오
농지 작물의 대규모 적외선 이미지는 드론이 운반하는 적외선 열 영상 시스템을 통해 수집됩니다. 동시에, GPS 모듈은 해당 이미지의 포지셔닝 정보를 얻기 위해 동기식으로 트리거됩니다.
3. 데이터 처리 및 분석
지상 데이터 처리 시스템은 적외선 이미지 및 이미지 포지셔닝 정보를 수신하고 이미지를 등록하고 스플라이킹하며, 스 플라이 싱 된 이미지에서 이미지 분할을 수행하여 캐노피, 배경 및지면에 충분한 증발 기준 표면을 구별합니다. 캐노피 온도 및지면 충분한 증발 기준 표면 온도의 공간 분포는 각각 캐노피 이미지 및지면 충분한 증발 기준 표면 이미지로부터 얻어진다. 필드 공기 온도 센서에 의해 모니터링되는 공기 온도 데이터와 결합하여, 작물 기공이 완전히 닫힌 잎 온도가 추정되고, 마지막으로 CWSI (작물 물 부족 지수)가 계산되고 공간 분포 맵에 표시됩니다. 작물 물 부족 지수 값이 임계 값보다 높은 영역이 강조되고 경고됩니다.
응용 프로그램 장점
1. 정밀 관개
농작물의 수분 상태를 모니터링함으로써 농민들은 정확한 관개를 달성하고 과도하게 내리기 또는 부족을 피하여 수자원을 절약하고 관개 효율성을 향상시킬 수 있습니다.
2. 작물 수율과 품질을 향상시킵니다
작물 스트레스 문제의 적시에 탐지 및 처리는 농작물 수율과 품질을 향상시키고 불충분 한 물로 인한 경제적 손실을 줄일 수 있습니다.
3. 실시간 모니터링 및 조기 경고
UAV 열 이미징 기술은 실시간 모니터링을 달성 할 수 있습니다. 농민들은 휴대 전화 나 컴퓨터를 통해 언제든지 농지의 상태를 확인하고 물 스트레스를 처리하기 위해 적시에 조치를 취할 수 있습니다.
도전과 미래 전망
UAV 열 이미징 기술은 작물 수분을 모니터링하는 데 큰 잠재력을 보여 주었지만 여전히 몇 가지 어려움에 직면 해 있습니다. 예를 들어, 다량의 데이터에서 유용한 정보를 추출하려면 데이터 처리 및 분석 기능을 더욱 향상시켜야합니다. 또한 기후 조건과 지형 복잡성은 또한 드론의 비행 및 모니터링 효과에 영향을 줄 수 있습니다.
앞으로 인공 지능 및 빅 데이터 기술의 개발로 UAV 열 이미징 기술의 데이터 처리 및 분석 기능이 더욱 향상되어 농민들에게보다 정확한 의사 결정 지원을 제공 할 것입니다. 동시에 기술의 대중화로 인해 더 많은 작은 농부 들이이 기술로 가져온 편의를 누릴 수있을 것입니다.
