MicaSense社マルチスペクトルカメラを使用した大豆生産農場における陶管の位置特定

2021/01/07

こちらの記事では、MicaSense社RedEdgeカメラとPix4D社Pix4D fieldsソフトウェアを使用して、アイオワ州の大豆生産農場における既存の陶管を見つけ、時間と費用の削減に成功した事例を紹介しております。

１　はじめに：

HeartWoodラボ(アメリカ)は、農業向けのマルチスペクトル画像を提供するドローンサービスプロバイダーです。彼らの顧客の1人であるアイオワ州北西部にある大豆生産農場は彼らと協力し、既存の陶管が畑のどの位置にあるかを特定しました。

陶管は土壌の水分を制御するという、農業において非常に重要な役割があります。 既存の陶管がどの位置にあるかを知ることで、最適な作物の成長を維持し、生産者にとって多くの時間とお金を節約することが可能になります。

２　MicaSense社RedEdgeカメラによる撮影：

HeartWoodラボはMicaSense社RedEdge-M(現在はRedEdge-MXに置き換わっています)を搭載したDJI社Matrice 100を飛行し、Pix4D fieldsソフトウェアで結果を分析しました。「RedEdgeカメラが生成する反射率マップは非常に精度が良いため、他社のマルチスペクトルカメラよりも優先してRedEdgeカメラを使用しています。また、RedEdgeカメラで撮影可能な5つのバンドは陶管の位置を探ることに適しています。」とHeartwoodラボのアダム氏は述べています。

RedEdgeカメラは、農業向けのプロフェッショナルなマルチスペクトルカメラであり、5つのバンド帯域(Red、Green、Blue、RedEdge、近赤外)を撮影してより詳細な分析を可能にします。多種多様なドローンとのインテグレーションも簡単なため、農業における管理手法を最適化、植物のストレスや病気を早期に検出し、科学的分析のために正確なデータを取得することができます。

３　Pix4D fieldsによる処理：

HeartWoodラボは、Pix4D fieldsを使用してドローン飛行直後にコンピューターで素早くRedEdge撮影データを処理し、その場で結果を顧客に提示してアクションを実行できるようにしました。

Pix4D fieldsは、処理時間を大幅に短縮させることができます。マルチスペクトル画像の処理は、通常提供するサービスの中で最も時間と費用のかかる部分です。Pix4D fieldsを使用することで、処理時間を短縮しデータの撮影や分析に多くの時間を費やすことができるようになります。実際にこちらの事例では、ドローン飛行前のチェック/撮影/処理を含め、開始から終了までの合計時間は160エーカー^※1のフィールドで約1時間でした。

※160エーカー＝約64ヘクタール

４　Pix4D fieldsによる分析：

Pix4D fieldsで撮影画像を処理した後、彼らはその場で結果のデータを分析することができました。Pix4D fieldsは、植生指数(NDVIおよびNDREを含む)を計算したり、さまざまなレイヤーを比較するための画面分割機能など、強力な農業分析ツールを提供します。

彼らは、NDREインデックスを使用して陶管の位置を特定することができました。このインデックスは、RedEdgeバンドが使用可能な場合にのみ計算できます。MicaSense社RedEdgeカメラがRedEdgeバンドを撮影するため、陶管に沿って成長する大豆の植生の違いを見つけることができました。陶管の上にある作物は、陶管の上以外にある作物と比べ健康であることがわかります。

陶管の位置が特定できたら、彼らはPix4D fieldsの画面分割機能を使用して結果を顧客に提示し、違いを強調しました。「画面分割機能による比較は、マルチスペクトル画像が実際にどれほど重要であるかを示すことができるため素晴らしいです。RGBオルソモザイク画像をNDREインデックス画像とリアルタイムで比較することは、マルチスペクトルデータの利点を売り込むのに役立ちます。RGBオルソモザイクは陶管のラインを完全には表示できませんでしたが、NDRE画像の結果は陶管のラインを完全に表示しました。」とアダム氏は述べています。

次にゾーニングツールを使用して、より多く植物のストレスが発生しているフィールドの領域を描写し、新しい陶管を設置する場所を決定しました。ストレスを受けている作物の場所のほとんどは、排水が十分にコントロールされていない場所で発生していました。Pix4D fieldsの機能を使用し陶管の線の場所にマークを付けました。

DSMインデックス画像では、水分が農場でどのように流れるかを示す3Dモデルを示すことに役立ちます。