• 1004
  • Drone’larda kullanılan Dijital Görüntüleme Yöntemleri ve Kameralar
    Tarımsal Teknoloji

    Facebook Grubuna KATIL

    Son 10 yılda teknoloji oldukça hızlı bir şekilde ilerleme göstermektedir. Ucuzlayan sensörler, kameralar, internet, mikroişlemciler vb. teknolojik ürünler sayesinde bir çok sektör dijitalleşmeye doğru hızlı bir şekilde yol almaktadır. Bu sektörlerden bir tanesi de Tarım sektörüdür. Tarımın ana bileşenlerinden biri olan bitkinin, sağlık durumu ile ilgili hassas, hızlı ve zamanlı tespitler büyük önem taşımaktadır. Dünya artık bitkinin sağlık durumu ile ilgili bilgileri geçmişten gelen tecrübelere göre değil teknoloji sayesinde aldığı veriler ile yorumlamaya doğru adımlar atmaktadır. Bu adımlardan biri, Drone gibi insansız hava araçları kullanılarak sensörler, kameralar ve alogaritmalar sayesinde gerçekleştirilen bitki sağlık analizleridir.

    Drone’lar farklı ışık spektrumlarında görüntüler yakalamayı mümkün kılmaktadır. Doğru bilgiyi yakalamak amacı ile uygun sensörlerin, kameraların ve donanımların seçimi oldukça önemlidir.

    GÖRÜNTÜLEME İŞLEMİ

    Drone’a monte edilmiş sensörler ve kameraların kullanımı ile farklı ışık spektrumlarında görüntüler yakalanabilmektedir. Görünür ışıktan termal kızılötesi görüntülere kadar farklı tipteki görüntülemeleri ve bunların endüstride kullanımını anlamak önemlidir. Sektörden sektöre göre değişmekle birlikte tarım kullanıcıları bitkilerin sağlıklarını değerlendirebilmek için near infrared (NIR) olarak geçen kızılötesine yakın algılayabilen kameralara ihtiyaç duyabilmektedir. Normal kameralar ile NIR kameralar arasında ki fark aşağıdaki figürde gösterilmiştir.

    1) Görünür Spektrum (RGB)

    Bu en yaygın görüntü yakalama tipidir. RGB görüntüler genelde yüksek çözünürlüklü yeryüzü modellerine ihtiyaç duyan arazi ölçümleri, haritacılık ve GIS görevlerinde kullanılır. Bu tip bir görüntü piyasada olan bir çok drone’a monte olan dijital kamera sensörü kullanılarak elde edilir ve renk spektrumu standart bir fotoğraftaki gibidir.

    2) Near Infrared (NIR)

    NIR görüntüleme, bitkinin sağlığını ölçme amacı ile hassas tarımda sıklıkla kullanılmaktadır. Işık bandında NIR en yüksek yansıtcılığa sahiptir. NIR kameralar, bitkiden yansıyan ışığı tespit ederler ki bu yansıyan ışık bitkideki klorofil seviyesi ile yüksek oranda doğru orantılıdır. Daha fazla klorofili olan bitki sağlıksız bitkiye göre daha fazla NIR ışığı yansıtır ve böylece sağlıksız bitki ile sağlıklı bitki birbirinden ayrılmış olur.

    3) Termal

    Termal görüntüleme bir çok sektörde kullanılır. Bu tip görüntüleme sıcaklığı tanımlamak için çevredeki ısı işaretlerini tespit eder. Bu termal kamera ile alınan görüntüler sorunlu bölgeyi tanımlamada yardımcı olabilir.

    KAMERALAR

    Kameralar elektromanyetik spektrum aracılığı ile görüntü yakalamayı sağlamaktadır. Genelde dronelar kamerasız olarak satılmaktadır ve kullanılacak sektöre, işe ve amaca göre değişmek ile birlikte daha sonradan kamera montelenmektedir.

    RGB kameralar

    Bu kameralar standart kameralar (cep telefonu, dijital kameralar vb.) olup Kırmızı, Yeşil ve Mavi ışığı yakalamaktadır. Bu kamera tipi satışı yapılan drone ların çoğunda bulunur. Bunlar çok amaçlı fotoğraf ve video kameraları olup herhangi bir endüstri için yüksek çözünürlüklü 2D haritalar ve 3D modellemeler yapmak için kullanılabilmektedir. Aynı zamanda bitki sağlığı alogaritması (Visible Atmospherically Resistant Index - VARI) ile bitki sağlığını ve bitki stres durumunu tespit etmek için hassas tarım ile kombine edilebilir.

    **Not: Drone için kamera seçimi büyük önem arz etmektedir. Daha detaylı bir görüntüye ihtiyaç var ise yüksek çözünürlüklü kamera kullanılmalıdır. Aynı zamanda daha sağlıklı bir görüntü almak için rolling perde (rolling shutter) yerine mekanik perdeli (mechanic shutter) kameralar tercih edilmelidir.

    Near Infrared (NIR) Kameralar

    Temel olarak iki tip NIR kamera vardır. Bunlar NIR için modifiye RGB kameralar ve Multispektral Kameralardır. Bu kameralar genellikle NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) gibi bitki sağlığı alogaritmaları kullanarak bitkilerdeki varyasyonu belirlemek amacı ile hassas tarım uygulamalarında kullanılmaktadır. Bu kameralar RGB modellerine göre daha pahalı olma eğilimindedirler, çünkü daha geniş bir band aralığında görüntü yakalayabilmektedirler.

    Multispektral

    Bu kameralar Kırmızı, Yeşil ve NIR ışığı yakalarlar. NIR filitresi ile modifiye olmuş RGB kameralar ve multispektral kameralar yüksek performanslı ve hassas NDVI görüntü verirler, fakat ciddi anlamda standart RGB kameralara göre daha fazla yatırıma ihtiyaç duyar. Kaliteli NIR özellikli kameraların fiyatları 1200 – 7000 $ arası değişmektedir.

    Termal Kameralar

    Termal veya termografik kameralar çoğunlukla elektromanyetik spektrumunun long infrared aralığındaki ışınımı algılar ve termogram adı verilen ışınımın görüntüsünü oluşturur. Özellikle büyük alanlarda ki tarlalarda ya da bitki bazında termal harita çıkararak strese giren bitkiler ve stresin şiddeti tespit edilebilir.

    Yazan: Uğur ÇAKALOĞULLARI

    KAYNAK

    DroneDeploy's 2017 Drone Buyer's Guide