【MicaSenseマルチスペクトルカメラ】狭帯域センサーの重要性とその利点

2024/03/11

株式会社ジェピコは、AgEagle社（MicaSense・eBee）の正規代理店です。
参考記事:Why narrow bands matter - AgEagle Aerial Systems Inc.

マルチスペクトル画像における一番のメリット

マルチスペクトル画像の主な目的は、植物の健康状態の微細な変化を目に見える症状が現れる前に検出することです。例えば、葉が黄色くなる前にクロロフィルの減少を見つけることができます。この早期発見は、植物が反射する光の量が健康状態に応じて異なる波長で変化するため可能です。マルチスペクトルセンサーはこの変化を捉えて記録しますが、センサーによって精度が異なり、広範囲な波長を測定するセンサーでは微細な変化を捉えきれません。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です。
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狭帯域センサの利点

狭帯域センサー（左）と広帯域センサー（右）の比較です。広帯域センサーでは、異なるバンドの波長範囲がかなり重なり合っています。

センサーの精度は、バンドの中心と帯域幅に大きく依存します。広帯域センサーは光スペクトルの広い範囲を測定し、その範囲の反射率を平均して1つの値を生成します。一方、狭帯域センサーは特定の波長範囲の反射率を測定し、より精度高く、細かな変化を捉えることができます。

狭帯域センサーの利点

赤縁波長帯を見てみましょう。この帯域は赤色帯と近赤外線（NIR）帯の間に位置し、植物のクロロフィル量を算出するために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、赤縁帯での変化が最も顕著に現れることが多いです。赤色帯、赤縁帯、NIR帯を比較すると、最も大きな変化が赤縁帯で見られるため、最も重要な測定対象となります。赤縁帯が広すぎると隣接する帯域と重なり、データが汚染され精度が低下する可能性があります。

狭帯域センサーの利点

狭帯域センサー（赤）は広帯域センサー（灰色）よりもクロロフィルの異なるレベルに対して敏感であり、1.6倍高い感度を持っています。

また、マルチスペクトルセンサーの帯域幅は収集したデータから作成される植生指数にも影響を与えます。広帯域カメラは広い範囲の値を持ち、微細な変化を強調できませんが、狭帯域カメラはより精度の高い測定を行い、植物の健康の早期段階での変化を検出可能な指数を生成します。

狭帯域センサーの利点

比較した結果、広帯域カメラ（左）と狭帯域カメラ（右）から得られたNDVIマップを見ると、狭帯域カメラで生成されたインデックスは微細な変化に敏感で、広帯域センサーよりも早期に健康問題を検出できることがわかります。

まとめ

広帯域センサーは、RGBマップや一般的な指数（NDVI）を生成するのに適しており、農業において全体像を把握するのに役立ちます。しかし、得られる情報は限られており、時間をかけてフィールドをさらに分析することはできません。

一方、狭帯域カメラは特定の波長を精密に測定することで、より詳細で正確な情報を提供し、健康問題を早期に検出できます。これにより、農家はより良い管理決定を下すためのツールと情報を手に入れることができます。