NJV:s spektrala labb

Senast ändrad: 23 april 2022

Spektrala tekniker blir mer och mer tillgängliga och användbara för icke-destruktiva mätningar. På Röbäcksdalen har vi flera olika typer av utrustning tillgängligt för att mäta i fält och i labb. Majoriteten av utrustningen finns i vårat labb på fältstationen. I ladugården finns det två GreenFeed som mäter gasproduktionen från mjölkkorna med spektral teknik.

Webinarium från Öjebyns fältdagar 2020

Julien Morel berättar om fjärranalys vid Öjeby fältdagar 2020-08-27. Hur det kan användas och några pågående projekt. Filmen finns enbart på engelska.

 

 

Några av våra utrustningar:

En platt, fyrkantig masking som tar spektrala bilder. Foto.
FieldSpec 4 Wide-Res. Foto Johanna Wallsten
En person demonstrerar en maskin. Foto.
Julien Morel demonstrerar SPECIM hyperspektrala kameran. Foto Johanna Wallsten
Schematisk bild över hur en apparat som mäter gaser från munnen på en ko fungerar. Illustration.
Schematisk bild på GreenFeed-systemet i en fristående foderautomat (källa: GreenFeed Stand-Alone Feeder instruction manual, C-lock; Zimmerman, 2011).
Drönare från DJI, Matrice 210
Drönare DJI Matrice 210. Foto Sanna Bergqvist

UAV-baserad fjärranalys

För närvarande har vi på institutionen sju drönare i olika storlekar och med olika typer av kameror. Fyra av dessa drönare används tillsammans med multispektrala instrument. Drönaren DJI Matrice 210 används tillsammans med den multispektrala kameran MAIA, denna kamera har samma nio spektrala band som satelliten sentinel 2.

Drönare från DJI Phantom 4 MS

Drönaren Phantom 4 MS har sex separata kameror. Foto Sanna Bergqvist.

Drönaren DJI phantom 4 MS has en inbyggd multispektral kamerauppsättning med fem spektrala band och en RGB kamera. DJI phantom 4 och Solo är två drönare som används tillsammans med två typer av multispektrala kameror: Parrot Sequoia och MicaSense RedEgde. Dessa två kameror och drönare är en del av SITES övervakningsprogram SITES Spectral, men kan även användas för andra projekt. Utöver dessa finns det tre mindre drönare utrustade med RGB kameror, DJI Mavic 2 Pro, DJI Mavic mini 2 och DJI Mavic mini.

På grund av Röbäcksdalen läge, bara 1 km bort från landningsbanan vid Umeå flygplats, blir drönarflygningar på området knepiga. På grund av detta så utförs alla dessa flygningar endast av fältstationens egen personal.

Ultraljudssensor

Ultraljudssensor används för estimering av höjd, instrumentet mäter tiden det tar för en våg att lämna sensorn, träffa vegetation/markyta och ta sig tillbaka till sensorn.

Hyperspektrala radiometrar

Dessa instrument gör det möjligt att övervaka olika egenskaper hos grödor baserat på dess spektrala signatur. Några ofta observerade egenskaper inkluderar kväveinnehållet och vatteninnehållet i blad, som båda kan relateras till stress och torrsubstansavkastning.

Handhållen Yara-N sensor

Denna handhållna variant av Yara-N sensorn (spektral reflektans från 400 nm till 1000 nm) ger lantbrukare möjligheten att övervaka variationer i spektrala signaturer i den synliga och nära infraröda delen av spektrat med en spatial upplösning på 10 nm. Detta verktyg är till stor nytta för att kunna förse lantbrukarna med nödvändig information om deras grödor, med anledning att forskningsresultat insamlat med denna sensor kan överföras till lantbruket.

FieldSpec 4 Wide-Res

FieldSpec 4 (våglängd 350-2500nm) är ett högt presterande forskningsinstrument som förser riklig spatial information i den synliga, nära- och kortvågig infraröda delen av spektrat, med en spatial upplösning på 1 nm. Den kan användas både på bestånd- och växt nivå genom användning av en bladklämma och dess egen ljuskälla. Instrumentet har flera användningsområden så som att skilja mellan grödor, uppskattning av näringskvalitet och produktion av biomassa.

Fältbaserade NDVI-sensorer på master

Röbäcksdalen har två master (4 och 10 meter höga) som är placerade i fält och utrustade med en spektral reflektans sensor NDVI (Normalized Difference Vegetation Index), vilken kontinuerligt observerar foderväxternas NDVI och ger en indikation av deras utvecklingsstadie och utveckling av biomassa. Dessa sensorer är en del av SITES spektrala övervakningsprogram.

SPECIM hyperspektrala kameror

Hyperspektrala bilder kombinerar spatial och spektral information i en 3D matris kallad ”hypercube”. Användningen av dessa ökar då de ger rikligt med spektral information och med hjälp av bilderna är det möjligt att skapa ”kartor” av egenskaper vid användning av lämpliga matematiska modeller.

Specim SWIR kamera

Denna kamera tar hyperspektrala bilder inom det spektrala intervallet 935 till 2457 nm, (nära- och kortvågiga infraröda intervallet) och en ungefärlig spektral upplösning på 12 nm (288 spektrala band). Detta verktyg har flera olika användningsområden och är speciellt intressant i forskningssyfte. Det kan användas till allt från att bestämma mognadsgrad på ost till uppskattning av näringskvalitet av majsensilage eller utvärdera andelen fett och dess fördelning i kött.

Specim IQ

Specim IQ handhållen hyperspektral kamera

Foto Sanna Bergqvist

Specim IQ är en  handhållen hyperspektralkamera och kan användas både inom- och utomhus. Kamerans spektrala intervall sträcker sig mellan 400-1000 nm (synliga och nära infraröda intervallet) med en spektral upplösning på 7 nm (204 band). Denna kamera kan användas i forskningsområden så som vegetation och analys av matprodukter.

GreenFeed

GreenFeed är ett system for övervakning av kompositionen av metabolisk gas från djur på ett kostnadseffektivt och icke-invasivt sätt. Dess design och mätningskapacitet har till en början blivit skräddarsydd till mätningen av metaboliska gaser från idisslare. Systemet är optimerat för att kvantitativt fånga utandningsluften av nötkreatur och analysera den för spår av vissa beståndsdelar, inkluderande metan (CH4), koldioxid (CO2) och nyligen även konsumtion av syre (O2). Syftet är att locka djur till en specifik plats periodvis under dagen i minst fem minuter så att utandningsluften kan mätas på platsen utan att störa djurets normala rutin. Under tiden djuret är vid stationen så dras luft förbi djurets nos och in i ett insamlingsrör. Koncentrationerna analyseras i röret sekund för sekund med hjälp av en icke-spridande infraröd sensor. En flödesmätare används också för att mäta flödet i röret. När koncentrationen av metan och luftflödeshastigheten är kända är det möjligt att beräkna massutsläppshastighet från djuret under tiden det besöker mataren.


Kontaktinformation

David Parsons, professor
Institutionen för norrländsk jordbruksvetenskap, SLU
david.parsons@slu.se, 090-786 8714