MicaSenseが狭帯域バンドを採用する理由

2024/03/11

※株式会社ジェピコは、AgEagle社MicaSense製品の正規代理店です。
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マルチスペクトル画像における一番のメリット

農業分野におけるマルチスペクトル画像取得の主なメリットは、植物の症状が悪化する前に健康状態の微妙な変化を検出することです。例えば、葉が黄色くなり始める前に植物のクロロフィル含有量のわずかな減少を発見して悪化を防ぐといった具合です。
植物は、健康状態に応じて太陽光の反射率が変化します。その変化を捉えてマルチスペクトル画像を生成するのがMicaSenseのようなマルチスペクトルセンサ。狭帯域バンドで、微妙な変化を捉えるハイエンド品です。

狭帯域センサの利点

▼狭帯域センサ（左）と広帯域センサ（右）の比較画像。広帯域センサでは、異なるバンドの波長域が重なっています。

バンドセンターとその帯域幅は、マルチスペクトルセンサの精度を決定する重要な要因になります。コンバージョンカメラのような広帯域センサは、光スペクトルを大きく捉え、その領域の平均反射率を取って1つの値を出します。一方、狭帯域センサは、スペクトルのごく特定の領域の反射率を捉えることで、より正確で微妙な変化を検知することができます。

狭帯域センサーの利点

▼緑の線⇒健康な植物　赤色の点線⇒ストレスを受けた植物

レッドエッヂを調べてみます。レッドエッヂは、赤色波長帯とNIR波長帯の間に位置し、植物のクロロフィル含有量を算出する上で重要な役割を果たします。植物がストレスを受けている場合、上のグラフのようにレッドエッヂ帯域で最も顕著になる可能性が高く、このバンドに注目することが重要です。その際、レッドエッヂの波長帯域が広いと、近隣の波長帯域と重なるため測定における精度低下のリスクが高まります。

狭帯域センサーの利点

▼狭帯域（赤）センサと広帯域センサ（灰色）の比較。狭帯域センサは、広帯域センサよりもクロロフィルの異なるレベルに対してより1.6倍敏感なことがわかります。

マルチスペクトルセンサの帯域幅は、収集データから得られる植生指数にも影響を与えます。また、植生指標は植生の特定の特徴を強調するために異なるバンドを組み合わせて作成されます。広帯域センサは値の範囲が広いため、得られる指標は微妙な変化を強調することがませんが、狭帯域センサはより正確な測定値を収集し、植物の健康状態の変化を早期に検出するための指標を取得します。

狭帯域センサーの利点

▼広帯域センサで取得したNDVIマップ（左）と狭帯域で取得したNDVIマップ（右）を比較すると、狭帯域センサから生成された指標は微妙な変動に対してより敏感で、広帯域センサよりも早く健康上の問題を検出できることがわかる。

まとめ

農業分野において、広帯域センサはRGBマップやNDVIのような一般的な指標を作成することができ、全体像を把握するのに適しています。その反面、提供される情報は限られており、圃場を経時的に分析することができません。

一方、MicaSenseのような狭帯域センサは、特定の波長を正確に測定することでより詳細で正確な情報を提供し、健康問題の早期発見を可能にします。これによって農業従事者は、より適切な管理を決定するためのツールと情報を得ることができます。