Browsing by Author "Jokiniemi, Juha"

Dronejen käyttö on lisääntynyt voimakkaasti viimeisten vuosien aikana. Ensimmäiset dronet on kehitetty jo 1900-luvun alussa. Myös lämpökameroita on käytetty jo useamman vuosikymmenen ajan. Näiden yhteiskäyttö on yleistynyt 2010-luvun aikana. Dronen ja lämpökameran avulla on tutkittu erityisesti kasvien lämpöstressiä. Tavoitteena oli selvittää, millaisia käyttömahdollisuuksia droneen kiinnitetyllä lämpökameralla on ja ovatko kameran antamat tulokset riittävän tarkkoja esimerkiksi täsmäviljelyssä hyödyntämiseen. Lisäksi tutkittiin kuvausprosessin käyttökelpoisuutta ja lämpökameran kalibrointia. Tutkimuksessa käytettiin lämpökameran rinnalla kolmea muuta eri lämpötilan mittausmenetelmää. Tutkimus suoritettiin Helsingin yliopiston Viikin tutkimustilalla. Kuvattavana kohteina olivat nurmi, jonka kasvuaste oli Zadoksin (BBCH) asteikolla 12–13, edellisenä syksynä kultivoitu maa sekä kynnetty maa. Tutkimuksessa oli käytössä itserakennettu drone (Tarot Ironman:n runko) sekä Flir Duo Pro R -lämpökamera. Tutkimus suoritettiin touko-kesäkuussa 2022. Lämpökuvien käsittely tehtiin Pix4D ja Matlab-ohjelmilla. Lämpökameralla saatiin kuvattua kaikki peltolohkot. Jokaisesta koelohkosta mitattiin vertailulämpötilat, jotta voitiin tutkia ilmasta otetun kuvan paikkaansa pitävyyttä. Kontrollipisteet mitattiin GCP-pisteiden (Ground Control Point) läheisyydestä kolmen metrin etäisyydeltä merkkitolpasta. Dronella otettujen lämpökuvien ja Ahlbornin mittarin tulosten välinen korrelaatiokerroin oli 0,67; joka on kohtalaisen korkea. Flir-käsilämpökameran ja dronella otettujen lämpökuvien välinen korrelaatio ei osoittautunut tilastollisesti merkitseväksi. Tähän vaikutti luultavasti Flir-käsilämpökameralla otettujen mittauspisteiden epätarkkuus kunnollisen kuvaustelineen puuttuessa. Maaperäskannerin tuottaman lämpökartan ja dronella otettujen lämpökuvien välinen korrelaatio oli -0,11. Tutkimuksessa havaittiin myös kameran kulma-anturissa olevan jotain häiriötä, koska kaikki sen ottamat kuvat olivat virtuaalisella karttatasolla 90 astetta väärässä kulmassa. Tämä saatiin korjattua kuvankäsittelyohjelmalla. Dronen lämpökameran kalibrointi todettiin riittäväksi tutkimuksen olosuhteissa. Droneen kiinnitetty lämpökamera on riittävän tarkka mitattaessa lämpötiloja ilmasta, jos olosuhteet ovat kameralle oikeat. Tulevia kuvauksia varten kasvustoon tulisi saada lisää kiintopisteitä, jotta analysointiohjelma saisi muodostettua kohdealueelta luotettavan lämpökuvan. Myös säähän olisi kiinnitettävä huomiota, sillä vähäinenkin pilvisyys vaikuttaa lopputulokseen kameran ominaisuuksista johtuen. Myös maasta mitattujen kontrollipisteiden tarkkuuteen tulisi kiinnittää enemmän huomiota, sillä niillä on suuri vaikutus tuloksiin, koska maan lämpötila voi vaihdella hyvin pienenkin alueen sisällä. Tässäkin tutkimuksessa vierekkäisten mittauspisteiden välillä oli jopa useiden asteiden lämpötilaeroja.