Fajspecifikus gyomtérképezés távlati lehetőségei távérzékelési módszerekkel

Méret: px

Mutatás kezdődik a ... oldaltól:

Download "Fajspecifikus gyomtérképezés távlati lehetőségei távérzékelési módszerekkel"

Csilla Balázsné
8 évvel ezelőtt
Látták:

1 Fajspecifikus gyomtérképezés távlati lehetőségei távérzékelési módszerekkel Szalay K. Deákvári J. Fenyvesi L. Kovács L. Gulyás Z. NAIK Mezőgazdasági Gépesítési Intézet Előadó: Dr. Szalay Kornél, kutatási osztályvezető

2 Adat és információ Növekvő adat és információ igény A hagyományos adatgyűjtési módok már nem elegendőek Korlátozott számú minta Távol egymástól időben és térben Olyan technológiára van szükség, mely lokális, regionális és globális folyamatok gyors, precíz, gazdaságos elemzését teszi lehetővé A széles körben alkalmazott, rendkívül gyorsan fejlődő távérzékelési módszerek ezt lehetővé teszik

szükség, mely lokális, regionális és globális folyamatok gyors, precíz, gazdaságos elemzését

3 Történelem Távérzékelési eljárások a 80-as évek elejétől Látható tartomány és Hamis színes fényképek

4 Történelem hőinfra felvételek a 80-as évek végétől AGA-782

5 Kézi IR kamerák.tir (Thermal Infra Red) felvételek kézi kamerákkal 2000-től. FLIR ThermaCAM PM695, 320*240 SP02 SP03 38,0 C 38 38,0 C 38 SP01 36 SP SP02 SP ,0 C 30 30,0 C

6 Spektroszkópia és spektrális információ.vis-nir-swir (Visible - Near Infrared - Shortwave Infrared) légi hiperspektrális technológia 2006-tól.

7 Távérzékelés A Földfelszín távérzékelésébe tartozik minden olyan technológia, mely a felszín érintése nélkül történik Roncsolásmentes eljárás Az egyetlen fizikai kontaktus az elektromágneses sugárzás Az optikai távérzékelésben az egyik legmodernebb technológia a hipespektrális képalkotó spektroszkópia Nagymértékben megnövelte az adatgyűjtés hatékonyságát Új perspektívát nyitott a modern adatszolgáltatási rendszerekben Környezeti állapot értékelés Monitoring Nyersanyagkutatás Precíziós mezőgazdaság

legmodernebb technológia a hipespektrális képalkotó spektroszkópia Nagymértékben megnövelte az adatgyűjtés hatékonyságát Új

8 Fizikai kapcsolat A technológia az évtizedes múltú labor spektroszkópián alapszik A spektroszópia az anyag és az elektromágneses sugárzás kölcsönhatását vizsgálja (NOAA Coastal Service Center (2007) után módosítva)

anyag és az elektromágneses sugárzás kölcsönhatását

9 Spektrális információ Reflektancia Reflectance érték 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Reflectance Búzaszemek curves reflektancia Wheat kernels görbéje Reflektancia Reflectance érték 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Reflectance Kukoricaszemek curves reflektancia Maize kernels görbéje Hullámhossz Wavelength (nm) Hullámhossz Wavelength (nm) Reflektancia Reflectance érték 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Reflectance Paradicsomcurve reflektancia Tomatogörbéje Hullámhossz Wavelength (nm) Reflektancia Reflectance érték 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 Reflectance Talaj curve reflektancia Soil görbéje Hullámhossz Wavelength (nm)

Hullámhossz Wavelength (nm) Reflektancia Reflectance érték 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Reflectance Paradicsomcurve reflektancia Tomatogörbéje 500 1000 1500 2000 2500

10 Spektrális információ Reflektancia Reflectance érték Reflektancia Reflectance érték 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 1,0 0,8 0,6 0,4 0,2 0,0 Reflectance Búzaszemek curves reflektancia Wheat kernels görbéje Reflektancia Reflectance érték 1,0 0,9 0,8 0,7 0, Hullámhossz Wavelength (nm) 0,5 Reflectance 0,4Paradicsomcurve reflektancia Tomatogörbéje 0,3 0,2 0,1 0, Hullámhossz Wavelength (nm) 1,0 Reflektancia görbék Spectral összehasonlítása Data 0,8 Reflektancia Reflectance érték Reflektancia Reflectance érték 0,6 0,4 0,2 1,0 0,8 0,6 0,4 Hullámhossz Wavelength (nm) Reflectance Kukoricaszemek curves reflektancia Maize kernels görbéje Maize kernels.mn Soil.mn Tomato.mn Wheat kernels.mn Hullámhossz Wavelength (nm) Reflectance Talaj curve reflektancia Soil görbéje , Hullámhossz Wavelength (nm)

2500 Hullámhossz Wavelength (nm) 1,0 Reflektancia görbék Spectral összehasonlítása Data 0,8 Reflektancia Reflectance érték Reflektancia Reflectance érték 0,6 0,4 0,2 1,0 0,8 0,6 0,4 Hullámhossz

11 Távérzékelési eszközök ASD FieldSpec 3 MAX terepi spektroradiométer ( nm) Hiperspektrális AISA DUAL légi ikerszenzor rendszer (képalkotó spektroszkópia) AISA DUAL ( ) nm EAGLE ( nm) HAWK ( nm)

12 Elektromágneses spektrum

13 Laboratóriumi spektrális technológia Ex situ -módszer a laboratóriumi viszgálatokhoz Egyedi fényizolált laborszekrényt fejlesztettünk A külső fényhatásoktól független Mesterséges fényforrás Nem-kívánt belső reflexiók minimalizálása Kimagasló precizitás

fejlesztettünk A külső fényhatásoktól független Mesterséges

14 Laboratóriumi spektrális technológia Ex situ -módszer a laboratóriumi viszgálatokhoz Egyedi fényizolált laborszekrényt fejlesztettünk A külső fényhatásoktól független Mesterséges fényforrás Nem-kívánt belső reflexiók minimalizálása Kimagasló precizitás

15 Terepi spektrális technológia In situ módszer a terepi adatgyűjtéshez Hordozható Természetes környezet Természetes megvilágítás Időjárási tényezők Korrekciós eljárások Földi referencia

16 Szerepe a fenntarthatóságban és a jövő mezőgazdálkodásban FAO, 2015 UNESCO, 2015 Wikipedia, 2015 Költséghatékonyság Környezevédelem Gyomírtó- és növényvédőszerek, tápanyagok ésszerű alkalmazása EU Commission, 2015 Hely és hatóanyagspecifikus kijuttatás SAI, 2015

Környezevédelem Gyomírtó- és növényvédőszerek, tápanyagok ésszerű

17 Gyomok azonosíthatóságának vizsgálata Terepi spektrumok gyűjtése egyöntetűőszi búzaállományról Homogén gyomfoltok azonosítása Terepi spektrumok gyűjtése gyomfoltokról (búzatáblában és táblaszélen)

18 Gyom- és kultúrnövények terepi vizsgálata Gyomnövények: Ragadó galaj (Galium aparine) Mezei acat (Cirsium arvense) Apró szulák (Concolvulus arvensis) Parlagfű (Ambrosia artemisiifolia) Szőrös disznóparéj (Amaranthus retroflexus) Tyúkhúr (Stellaria media) Pásztortáska (Capsella bursa-pastoris) Piroslevelű árvacsalán (Lamium purpureum) Fehér libatop (Chenopodium album) Pokolvar libatop (Chenopodium hybridum) Kultúrnövény: Őszi búza (Triticum aestivum) Talaj:

Tyúkhúr (Stellaria media) Pásztortáska (Capsella bursa-pastoris) Piroslevelű árvacsalán (Lamium purpureum) Fehér

19 Gyom- és kultúrnövények spektrumainak összehasonlítása Triticum aestivum Talaj 19

20 Gyom- és kultúrnövények spektrumainak összehasonlítása Chenopodium album Cirsium arvense 20

21 Gyom- és kultúrnövények spektrumainak összehasonlítása Összes kalibrációs mérési eredmény (kultúrnövény, talaj, gyomnövények)

22 Gyom- és kultúrnövények spektrumainak statisztikai feldolgozása Spektrumok elő-feldolgozása - szűrés Légköri elnyeléssel terhelt hullámhossztartományok szűrése

23 Gyom- és kultúrnövények spektrumainak statisztikai feldolgozása Spektrumok elő-feldolgozása spektrum-transzformációs lépések

24 Gyom- és kultúrnövények spektrumainak statisztikai feldolgozása Spektrumok felügyelt osztályozása: oismert osztályok képzése ofőkomponens analízis végrehajtásával végzett modellalkotás omodell validálása (azonosítás) a modell számára ismeretlen spektrumokkal

25 Gyomok és kultúrnövények elkülönítése 25

26 Gyomok és kultúrnövények azonosítása 26

27 Gyomok és kultúrnövények elkülönítése 27

28 Gyomok és kultúrnövények azonosítása 28

29 Gyomok azonosításának folyamatábrája

30 Spektrális információ légi felvételeken 30

32 A légi hiperspektrális távérzékelés Radiometriai Geometria korrekció korrekció Atmoszférikus korrekció és mozaikolás Osztályozás Validálás

33 Kezelési térkép alapján Tematikus térkép alapján Időablak az adatfeldolgozás és kezelés között Időjárási korlátok Nagy fajlagos költségek kis területen Nagy szakértelmet igényel Többcélú adatfelhasználás lehetősége Elsősorban szaktanácsadási rendszerek szintjén

34 Online módon Nincsen szükség tematikus térképre Éjszaka, felhős időben, vagy ködben is üzemel is működőképes Szakértelmet nem igénylő alkalmazás Alacsony üzemeltetési költség Végfelhasználói szint részére 34

35 Összefoglalás A légi távérzékelés alkalmas a laboratóriumban és terepen felállított összefüggések alkalmazására és kiterjesztésére Előzetes kísérletek és tanulmányok minden esetben szükségesek A nagysűrűségű és egyidejű optikai mintavétel nagyságrendekkel javítja a felszíni folyamatok jellemezhetőségét A távérzékelés meghatározó részét képezi a jövő precíziós mezőgazdaságának

36 Köszönöm a megtisztelő figyelmet!

Hasonló dokumentumok

A hiperspektrális távérzékelés lehetőségei a precíziós mezőgazdaságban. Keller Boglárka Tudományos segédmunkatárs NAIK MGI

A hiperspektrális távérzékelés lehetőségei a precíziós mezőgazdaságban Keller Boglárka Tudományos segédmunkatárs NAIK MGI Távérzékelés Olyan eljárás, mely egy objektumra vonatkozó információ kivonásához