Sentera Double 4K True NDVI®+NDRE® Red-Edge mezőgazdasági kamera (DJI Phantom 4 / 4 Pro / 4 Advanced Upgrade)

Az amerikai Sentera cég piacvezető a mezőgazdasági kamerák piacán és szabadalmazott technológiát alkalmaz a High Precision NDVI és a High Precision NDRE szenzorok esetében a spektrális sáv elválasztásának javítására és pontosabb vegetációs indexmérések létrehozására.

Ezzel a professzionális kiegészítéssel a DJI Phantom 4 családba tartozó drónok alkalmassá tehetők, hogy egyszerre készítsenek 12,3 MP felbontású TrueNDVI® és TrueNDRE® felvételeket, terményegészségügyi adatokat gyűjtsenek egy adott területről a gyári kamera megbontása nélkül. Ezáltal a gyári kamera továbbra is használható marad normál RGB fotók és videók készítésére.
Ezzel a megoldással egy repülés alkalmával párhuzamosan tudunk normál RGB (vörös, zöld, kék színsáv), speciális vörös + NIR (infraközeli) és Red- Edge (vörös határ) + NIR (infraközeli) felvételeket készíteni. A Sentera Double4K kamerája a terület felmérése során GPS koordinátával és időbélyegzővel látja el az elkészült képeket, így segítve elő a gyors és precíz adatfeldolgozást a Sentera FieldAgent, vagy más adatfeldolgozó szoftverben.

Kompatibilis drónok: DJI Phantom 4, Phantom 4 Pro, Phantom 4 Advanced, Phantom 4 Pro V2


   

Minden mezőgazdász tudja, hogy a klorofill a zöld növényeknek azon anyaga, amely a napsugárzás látható fénytartományát elnyeli, míg az infraközeli (NIR) tartományt visszaveri és közvetíti az energiát a növényi sejtben végbemenő szintetikus folyamatoknak. A beteg növény jobban elnyeli az infraközeli tartomány energiáját, míg a látható tartományból valamelyest többet ver vissza. A számunkra látható fénytartományban minimális az eltérés az egészséges és beteg növény között, ezért sem mi, sem pedig a hagyományos kamerák nem ismerik fel időben a problémát. Ellenben a speciális Sentera kamerák az infraközeli tartományban végeznek méréseket, ahol sokkal jelentősebb az eltérés a beteg növények esetében, így idejében felfedezhetők a növényegészségügyi problémák. Ezen visszavert fények számított viszonyszáma az NDRE érték, vagyis a normalizált vörös határ index. A feldolgozó szoftverek ezeket az értékeket színekkel különítik el, hogy jobban elkülöníthető legyen az adott területen a beteg és egészséges növényzettel borított terület.​

Mit mutat meg az NDRE szenzor által készített fotó?
A normalizált vörös határ index (NDRE) egy olyan grafikus indikátor, amely elkészült fotók elemzése során megmutatja, hogy egy adott mezőgazdasági területen a növényzet egészségügyi állapota milyen. A növényzetben található klorofill kis mértékben veri vissza a látható fénytartomány sugarait, míg a közeli infravörös fénytartományban tapasztalható visszaverődés erősebb.
Az egészséges növényzet a látható fénytartomány sugarainak java részét elnyeli, míg a közeli infravörös fénytartomány sugarakat visszaveri. A rossz állapotban lévő vegetáció viszont több látható sugarat ver vissza és több infravöröset nyel el. Ezt a matematika nyelvén az alábbi egyszerű képlettel írhatjuk le:
NDRE = (NIR – RED-EDGE) / (NIR + RED-EDGE)

Mit mutat meg az NDVI szenzor által készített fotó?
A normalizált vegetációs index (NDVI) egy olyan grafikus indikátor, amely elkészült fotók elemzése során megmutatja, hogy egy adott mezőgazdasági területen a növényzet egészségügyi állapota milyen. A növényzetben található klorofill kis mértékben veri vissza a látható fénytartomány sugarait, míg a közeli infravörös fénytartományban tapasztalható visszaverődés erősebb.

Az egészséges növényzet a látható fénytartomány sugarainak java részét elnyeli, míg a közeli infravörös fénytartomány sugarakat visszaveri. A rossz állapotban lévő vegetáció viszont több látható sugarat ver vissza és több infravöröset nyel el. Ezt a matematika nyelvén az alábbi egyszerű képlettel írhatjuk le:
NDVI = (NIR – RED) / (NIR + RED)

Az így kapott értékek a -1 és +1 skálán mozognak, ahol -1 az élettelen felszínt, míg a +1 a magas szintű vegetációt jelez.
A feldolgozó szoftverek ezeket az értékeket színekkel különítik el, hogy jobban elkülöníthető legyen az adott területen a beteg és egészséges növényzettel borított terület.



Miben különbözik az NDRE és az NDVI felvétel készítés?
A növény életpálya késői szakaszában bizonyos növények esetében (pl. kukorica vagy gyümölcsfa lombkorona) a felső levelek elnyelik a piros fénytartomány jelentős részét, így az alsóbb levelek nem járulnak hozzá az NDVI számításhoz, vagyis torz értéket kaphatunk. Továbbá gabonafélék esetében a késői növekedési szakaszban a klorofill tartalom olyan pontot érhet el, ahol az NDVI telített 1.0 értéket érhet el, így a terület vegetációs variabilitása nem érhető el (a fenti képen jól látható, hogy az NDVI képen sokkal több a zöldnek értékelt terület). A NDRE kamerák az NDVI piros színsávja helyett, piros színsáv felső határát (Red-Edge) érzékelik, melyet a növények alsóbb levelei is hasznosítanak. Így az NDRE kamerával átfogóbban lehet mérni a késői szakaszában lévő növények teljes lombkoronáját. Az NDRE gabonafélék esetében is kevésbé hajlamos telítettséget mutatni. A teljes növényi életszakasz mérése során éppen ezért indokolt mindkettő típusú kamera megfelelő időben történő használata.
A Double 4K kamera esetében egy repüléssel jutunk hozzá több különböző mérési eredményhez.

Sentera FieldAgent küldetéstervező és kiértékelő szoftver
A küldetések az iOS alapú, ingyenesen letölthető Sentera FieldAgent repüléstervező program segítségével állíthatók össze és hívhatók elő bármikor a későbbiekben. A drón ezután bármikor automatikusan berepüli a területet és az elkészült több száz, vagy ezer kép helyben egy számítógépen azonnal kiértékelhető vagy a szupererős felhőszerverbe feltöltve rövid átfutási idővel a feltérképezett területről összesített, nagy felbontású területfotó nyerhető ki, melyen mérések és elemzések végezhetők.
Függően a repülési magasság megválasztásától, az alkalmazott kameratechnikától, valamint a kívánt részletgazdagságtól, lehetőség nyílik akár 1 cm/pixel felbontással készíteni és feldolgozni a fotókat.

A Sentera átfogó megoldást kínál a mezőgazdászoknak, így a kamerák és a küldetéstervező applikáció mellett saját fejlesztésű fotó feldolgozó és kiértékelő szoftvert is biztosít a gazdák számára, mellyel már a felmérés helyén is értékes adatokhoz lehet jutni számítógép segítségével internet kapcsolat nélkül. A szoftver különálló rétegekre rendezi mind a felvételi időben eltérő, mind az egy adott időpontban, de más-más mérési és kiértékelési módszerek szerinti válogatott szinteket, ezzel biztosítva egy mezőgazdasági terület felméréseinek összehasonlíthatóságát.
A Sentera FieldAgent-ből a kész képi információk, illetve adatok számos formátumban kiexportálhatók a további felhasználás kívánalmai alapján. Főbb export fájlformátumok:
JPG, GeoTIFF, KML, SHP, 3D GIF, PDF, DXF, DWG, STL és még számos hasznos formátum.

Az applikációban az alábbi értékek állíthatók:
• Felmérési feladat jellege
• Repülési magasság
• Maximális repülési sebesség
• Fotók átfedése
• Repülési irány
• RGB kamera típusa
• Multispektrális kamera típusa

Global shutter szenzor: a Sentera kamerái "global shutter" elnevezésű elektronikus zárral készülnek, ami azt jelenti, hogy az expozíció ideje alatt a szenzoron a pixeleket nem soronként kapcsolják ki és be, hanem egyszerre az összes pixelen valósul meg az expozíció egy adott időpontban, így nem torzulhat az elkészült fotó a drón előrehaladása közben.