A"1
11111^ wllff
Remote Sensing
Wat is hyperspectraal?
-
E_
who Y:>r Sj:
m
36
Geo-Info I 2015-2
De hyperspectrale beelden die van het aardap
pelveld opgenomen zijn, hebben na verwer
king een pixelgrootte van 10 cm. Dit wordt
bepaald door de vlieghoogte en -snelheid
waarmee opgenomen is (tabel 1). In de pro
cesketen wordt eerst het hoogtemodel uit de
opnamen van de fotogrammetrische camera
met dit geometrisch detail vervaardigd.
Dit hoogtemodel, dat een correcte weergave
is van het terrein op het moment van opname,
wordt gebruikt als referentie voor de geome
trische correctie van het hyperspectrale beeld.
Zonder een hoogtemodel dat de situatie van
het moment van opname weergeeft, is het
niet mogelijk om de hyperspectrale opname
goed geometrisch tecorrigeren (Suomalainen
et. al. 2014).
Vegetatiekwaliteit
De belangrijkste toepassing van de infor
matie uit de hyperspectrale opname is niet
weergave van de opname zelf, maar bepaling
van de indices die uit de spectrale informatie
berekend kunnen worden (Kooistra et. al.
2014). In figuur 5 is het stukje aardappelveld
als false-color weergegeven. Hiervoor zijn
de spectrale banden met infra-rood licht
(900 nm), rood licht (650 nm) en groen licht
(510 nm) gebruikt.
Een gewone fotocamera maakt opnames in drie relatief brede banden binnen het
zichtbare spectrum, in rood, groen en blauw (multispectraal). De blauwe band is het
licht dat gereflecteerd wordt met een golflengte van 476-495 namometer (nm), groen
heeft een golflengte van 495-570 nm en rood van 620-750 nm.
De HYMSY hyperspectrale camera maakt opnames in het spectrum tussen 450 en
950 nm, met een bandbreedte van 5 nm. De opname bestaat uit 101 smalle spec
trale banden waarmee een gedetailleerd spectraal profiel van de grondbedekking
gemaakt wordt. Het hoge geometrische detail (van 10 - 100 cm) zorgt er voor dat
variaties binnen de grondbedekking goed vastgelegd worden.
Spectral Profile
3000
<u
2000
f
4-»
IQ
Q
1000
500 600
700 800 900
Wavelengtli (nm)
Figuur 7 - Spectraal profiel van een aardappelplant, Multispectraal in 3 stappen in blauw, groen en rood,
hyperspectraal met 101 stappen in een continue reeks van 450 - 950 nm (rode curve).
Figuur 5- Hyperspectrale opname in false-color weer
gave van aardappelveld.
Eén van de vele indices die berekend kunnen
worden, is de Photochemical Reflectance
Index. Deze index geeft informatie over
vegetatie productiviteiten vegetatie stress.
De index wordt berekend uit de banden met
reflecties by'530 nm en 570 nm met de formule
PRI (r530 - r57o) (r530+ r57o).
Infiguuróiste zien dat de lagere waarden van
deze index zich vooral bevinden aan de linker-
i 4 K -
1
•x;-y
"r. "y^ "!*7
c V'U J* y - H1
7 f 7 V
Figuur 6 - Photochemical Reflectance Index (PRI).
kant van de afbeelding waar geen bemesting
heeft plaatsgevonden. In dit geval worden deze
indexwaarden hoofdzakelijkveroorzaakt door
de (kleine) omvang van de aardappelplanten.
De reflecties in de gebruikte banden komen
zowel van de vegetatie als van de kale bodem.
De gele en rode kleuren (hoge index waarde)
aan de rechterkantvan deafbeelding laten zien
dat de gezondheid van de aardappelplanten op
het moment van opname goed is.
Conclusie
De octocopter met het HYMSY-opnamesys-
teem biedt nieuwe mogelijkheden bij het uit
voeren van onderzoekop hettoepassingsveld
van landbouwen natuur. Het biedt flexibiliteit
bij het kiezen van een geschikte opnamedatum
(ofreeks) en de producten die uitde opnamen
afgeleid kunnen worden, beschikken overeen
hoog geometrisch en spectraal detail. Hiermee
kan zowel de structuur als de kwaliteit van
vegetatie bestudeerd worden. De huidige
opzet richt zich op onderzoek, het is nog geen
geschikte opzet voor een productieomgeving.
Maar hetonderzoekzal wel een bijdrage leve
ren aan de ontwikkeling van systemen die voor
agrariërs en natuurbeheerders geschikt zijn.
Literatuur
Juha Suomalainen, Niels Anders, Shahzad Iqbal, Gerbert Roe
rink, Jappe Franke, PhilipWenting, DirkHünniger, Harm Bartho-
lomeus, Rolf Becker and Lammert Kooistra, "A Lightweight
Hyperspectral Mapping System and Photogrammetric Proces
sing Chain for Unmanned Aerial Vehicles'! Remote Sens, 2014,
6(11), 11013-11030; dx.doi.0rg/10.3390/rs61111013
Lammert Kooistra, Juha Suomalainen, Shahzad Iqbal, Jappe
Franke, Philip Wenting, Harm Bartholomeus, Sander Mücher, Rolf
Becker, 2014. Crop monitoring using a light-weight hyperspectral
mapping system for unmanned aerial vehicles: firs results for the
2013 season. EGU Conference 2014'Platforms, Sensors and Appli
cations with Unmanned Aerial Systems', Session SSS10.13 Vegeta
tion monitoring in agronomy and forestry applications, Vienna,
27 April -2 May 2014. www.wageningenur.nl/uarsf
nit'*
K
Henk Kramer, Sander Mücher en
Jappe Frankezijn medewerkers
van het onderzoeksteam Aard
observatie (Earth Observation
and Environmental Informatics)
van Alterra -Wapeningen (JR.
Henkis te bereiken via henk.kramer@wur.nl
LammertKooistraJuha Suomalainen en Harm
Bartholomeus zijn medewerkers van het Labo
ratorium voor Geo-informatiekunde en Remote
Sensing van Wapeningen UR.
