เทคโนโลยีการถ่ายภาพความร้อนจากเสียงพึมพำนั้นใช้กันอย่างแพร่หลายในการเกษตรสมัยใหม่โดยเฉพาะอย่างยิ่งในการตรวจสอบสถานะความชื้นของพืช เทคโนโลยีนี้ช่วยให้เกษตรกรระบุข้อกำหนดความชื้นของพืชโดยการจับการกระจายอุณหภูมิบนพื้นผิวพืชซึ่งจะได้รับการชลประทานที่แม่นยำและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้ทรัพยากรน้ำ
หลักการทางเทคนิค
1. การถ่ายภาพความร้อนอินฟราเรด
เทคโนโลยีการถ่ายภาพความร้อนด้วยอินฟราเรดเป็นเทคโนโลยีที่สร้างภาพโดยการถ่ายภาพรังสีอินฟราเรดที่ปล่อยออกมาจากวัตถุ วัตถุทั้งหมดปล่อยรังสีอินฟราเรดและความเข้มนั้นเป็นสัดส่วนกับอุณหภูมิของวัตถุ ผ่านการถ่ายภาพความร้อนด้วยอินฟราเรดภาพที่สะท้อนการกระจายอุณหภูมิบนพื้นผิวของพืชสามารถสร้างขึ้นได้ ภาพเหล่านี้สามารถแสดงสถานะความชื้นของพืชได้เนื่องจากพืชที่มีน้ำเพียงพอมักจะเย็นกว่าในขณะที่พืชที่มีน้ำไม่เพียงพอจะร้อนกว่า
2. ดัชนีความเครียดจากน้ำในพืช (CWSI)
ดัชนีความเครียดจากน้ำในพืช (CWSI) เป็นตัวบ่งชี้สำคัญสำหรับการวัดสถานะความชื้นของพืช สูตรการคำนวณของ CWSI คือ:
\[
cwsi=\\ frac {t _ c - t _ w} {t _ d - t _ w}
\]
โดยที่, \\ (t _ c \\) คืออุณหภูมิหลังคา, \\ (t _ w \\) คืออุณหภูมิพื้นผิวอ้างอิงการระเหยของพื้นดิน, \\ (t _ d=t} t _ \\ (t _ a \\) คืออุณหภูมิหลอดไฟแห้ง (เช่นอุณหภูมิอากาศภาคสนาม) โดยการคำนวณ CWSI ระดับการขาดดุลน้ำของพืชสามารถวัดได้
ขั้นตอนการดำเนินการ
1. ตั้งค่าอุปกรณ์เสริม
ตั้งค่าอุปกรณ์เสริมในสนามรวมถึงเซ็นเซอร์อุณหภูมิอากาศภาคสนามและพื้นผิวอ้างอิงการระเหยเต็มรูปแบบ อุปกรณ์เหล่านี้ใช้เพื่อตรวจสอบอุณหภูมิอากาศในสนามและให้จุดอ้างอิงสำหรับการระเหยเต็มรูปแบบเพื่อสอบเทียบข้อมูลการถ่ายภาพความร้อนของอินฟราเรด
2. รวบรวมภาพอินฟราเรดด้วยโดรน
ภาพอินฟราเรดพื้นที่ขนาดใหญ่ของพืชไร่นาจะถูกรวบรวมผ่านระบบถ่ายภาพความร้อนของอินฟราเรดที่ดำเนินการโดยโดรน ในเวลาเดียวกันโมดูล GPS จะถูกเรียกใช้แบบซิงโครนัสเพื่อให้ได้ข้อมูลการวางตำแหน่งของภาพที่เกี่ยวข้อง
3. การประมวลผลและการวิเคราะห์ข้อมูล
ระบบการประมวลผลข้อมูลภาคพื้นดินจะได้รับภาพอินฟราเรดและข้อมูลการวางตำแหน่งของภาพลงทะเบียนและเชื่อมต่อภาพและดำเนินการแบ่งส่วนภาพบนภาพประกบเพื่อแยกแยะพื้นผิวด้านหลังและพื้นผิวการอ้างอิงการระเหยที่เพียงพอ การกระจายตัวเชิงพื้นที่ของอุณหภูมิหลังคาและอุณหภูมิพื้นผิวอ้างอิงการระเหยที่เพียงพอจากพื้นดินนั้นได้มาจากภาพหลังคาและพื้นผิวอ้างอิงการระเหยของพื้นผิวที่เพียงพอตามลำดับ เมื่อรวมกับข้อมูลอุณหภูมิอากาศที่ตรวจสอบโดยเซ็นเซอร์อุณหภูมิอากาศของสนามอุณหภูมิของใบเมื่อ stomata crop ถูกปิดอย่างเต็มที่จะถูกประมาณและในที่สุดดัชนีการขาดดุลน้ำ (CWSI) จะถูกคำนวณและแสดงบนแผนที่การกระจายเชิงพื้นที่ พื้นที่ที่ค่าดัชนีการขาดดุลน้ำของพืชสูงกว่าค่าวิกฤตจะถูกเน้นและเตือน
ข้อดีของการใช้งาน
1. การชลประทานที่แม่นยำ
โดยการตรวจสอบสถานะความชื้นของพืชเกษตรกรสามารถได้รับการชลประทานที่แม่นยำหลีกเลี่ยงการชลประทานมากเกินไปหรือการชดใช้ต่ำเกินไปซึ่งจะช่วยประหยัดทรัพยากรน้ำและปรับปรุงประสิทธิภาพการชลประทาน
2. ปรับปรุงผลผลิตและคุณภาพของพืชผล
การตรวจจับและการรักษาปัญหาความเครียดจากน้ำในเวลาที่เหมาะสมสามารถช่วยปรับปรุงผลผลิตและคุณภาพของพืชและลดการสูญเสียทางเศรษฐกิจที่เกิดจากน้ำไม่เพียงพอ
3. การตรวจสอบแบบเรียลไทม์และการเตือนล่วงหน้า
เทคโนโลยีการถ่ายภาพความร้อนของ UAV สามารถตรวจสอบได้ตามเวลาจริง เกษตรกรสามารถตรวจสอบสถานะของพื้นที่การเกษตรได้ตลอดเวลาผ่านโทรศัพท์มือถือหรือคอมพิวเตอร์และใช้มาตรการที่เหมาะสมเพื่อจัดการกับความเครียดจากน้ำ
ความท้าทายและโอกาสในอนาคต
แม้ว่าเทคโนโลยีการถ่ายภาพความร้อนของ UAV จะแสดงให้เห็นถึงศักยภาพที่ดีในการตรวจสอบความชื้นของพืช แต่ก็ยังเผชิญกับความท้าทายบางอย่าง ตัวอย่างเช่นความสามารถในการประมวลผลและการวิเคราะห์ข้อมูลจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมเพื่อแยกข้อมูลที่เป็นประโยชน์จากข้อมูลจำนวนมาก นอกจากนี้สภาพภูมิอากาศและความซับซ้อนของภูมิประเทศอาจส่งผลกระทบต่อการบินและผลการตรวจสอบของโดรน
ในอนาคตด้วยการพัฒนาปัญญาประดิษฐ์และเทคโนโลยีข้อมูลขนาดใหญ่ความสามารถในการประมวลผลและการวิเคราะห์ข้อมูลของเทคโนโลยีการถ่ายภาพความร้อน UAV จะได้รับการปรับปรุงให้ดีขึ้นเพื่อให้เกษตรกรได้รับการสนับสนุนการตัดสินใจที่แม่นยำยิ่งขึ้น ในเวลาเดียวกันด้วยความนิยมของเทคโนโลยีเกษตรกรรายย่อยจะสามารถเพลิดเพลินไปกับความสะดวกสบายที่นำโดยเทคโนโลยีนี้
