Washington, DC, USA
September 22, 2011
The U.S. Department of Agriculture (USDA) and David Linden, a technical consultant currently serving as a chief scientist at Science Applications International Corporation (SAIC) in McLean, Va., have jointly patented technology that transforms commercial digital cameras to color infrared cameras for aerial photography.
Raymond Hunt, a physical scientist at the Agricultural Research Service (ARS) Hydrology and Remote Sensing Laboratory in Beltsville, Md., and Linden did this by choosing a 12-megapixel camera sold without an internal filter that blocks near-infrared (NIR) light. They then added a custom-made lens filter to block red light and transmit NIR. ARS is USDA's principal intramural scientific research agency.
The patented method allows photographing with light in the NIR, green and blue bands, which are used to measure the "greenness" of vegetation and extent of crop canopy cover. There is no need for further processing, so the images are available immediately upon landing. The cameras are also lighter and more compact than the traditional larger format cameras used for aerial infrared photography.
Hunt and Dean Hively, a U.S. Geological Survey scientist stationed at Beltsville, have found the photographs useful for detecting the extent of farmland in the Chesapeake Bay Watershed that is protected from soil erosion by winter wheat and other winter cover crops.
Hunt and Hively are seeking to increase the spatial resolution to identify plant species and to measure the amount of chlorophyll in a single leaf of a crop. The scientists use their cameras aboard both airplanes and small Unmanned Aerial Vehicles (UAVs). UAVs can fly as low as a few hundred feet. Currently, UAVs cannot be flown for commercial use. The U.S. Federal Aviation Administration is developing rules and regulations on UAVs for safe applications.
Chlorophyll in leaves may indicate the amount of nutrients in the soil, so aerial imagery may be a way to help farmers save money by applying fertilizers more efficiently, which also helps protect the Chesapeake Bay.
Read more about this research in the September 2011 issue of Agricultural Research magazine.
Hunt, Hively, Linden, and colleagues have published papers on this research in the Agronomy Journal and Remote Sensing.
Photo courtesy of Raymond Hunt, ARS.
Método patentado transforma las cámaras digitales para producir fotos infrarrojas aéreas
El Departamento de Agricultura de EE.UU. (USDA por sus siglas en inglés) y David Linden, quien es un consultor técnico actualmente sirviendo como un científico principal con Science Applications International Corporation (SAIC por sus siglas en inglés) en McLean, Virginia, han obtenido una patente para una tecnología que transforma las cámaras digitales comerciales para producir fotos infrarrojas aéreas en color.
Raymond Hunt, quien es científico con el Laboratorio de Hidrología y Sensoramiento Remoto mantenido por el Servicio de Investigación Agrícola (ARS) en Beltsville, Maryland, y Linden lo hicieron utilizando una cámara de 12 megapíxeles vendida sin un filtro interno que tapa la luz infrarroja cercana (NIR por sus siglas en inglés). Luego ellos agregaron un lente hecho a la medida para bloquear la luz roja y transmitir la NIR. ARS es la agencia principal de investigaciones científicas del USDA.
El método patentado permite la fotografía con la luz en las bandas de NIR, verde y azul, las cuales pueden ser usadas para medir el color de la vegetación y el alcance del dosel de los cultivos. No hay ninguna necesidad del procesamiento adicional, así que las imágenes están disponibles inmediatamente. Las cámaras son más ligeras y más compactas que las cámaras de formato más grande tradicionalmente usadas en la fotografía infrarroja aérea.
Hunt y Dean Hively, quien es científico con el Servicio Geológico de EE.UU. trabajando en Beltsville, dicen que las fotos son muy útiles para determinar la cantidad de terreno agrícola de la cuenca hidrográfica de la bahía de Chesapeake que es protegido contra la erosión del suelo por el trigo u otros cultivos de cobertura durante el invierno.
Hunt y Hively querían aumentar la resolución espacial de las imágenes para identificar especies de plantas y para medir la cantidad de clorofila en una sola hoja de un cultivo. Los científicos usan sus cámaras a borde de aviones y pequeños vehículos aéreos no tripulados (UAVs por sus siglas en inglés). Los UAVs pueden volar a altitudes tan bajos como unos pocos cientos de pies. Actualmente no se pueden usar UAVs para el uso comercial. La Administración Federal de Aviación de EE.UU. está desarrollando reglas para la utilización segura de UAVs.
La cantidad de clorofila en las hojas podría indicar la cantidad de nutrientes en el suelo, así que las imágenes aéreas podrían ayudar a los agricultores a ahorrar dinero con las aplicaciones más eficaces de fertilizantes, las cuales también podrían proteger la salud de la bahía de Chesapeake.
Lea más sobre esta investigación en la revista 'Agricultural Research' de septiembre del 2011.
Hunt, Hively y Linden y sus colegas han publicado artículos sobre estos estudios en 'Agronomy Journal' (Revista de Agronomía) y 'Remote Sensing' (Sensoramiento Remoto).
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