農業における赤外線ドローンの可能性と限界

農業における赤外線ドローンの可能性|水分ストレス検知・相談窓口|株式会社スリー
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農業における
赤外線ドローンの可能性
その限界

植物の水分ストレスを葉温の変化として検知する原理は研究機関でも認められています。ただし条件が厳しく、実用的なサービスとして確立するにはまだ段階があります。現時点でスリーにできること・できないことを正直にご案内します。

🚁 参考機材:DJI Matrice 4T(赤外線640×512サーマルカメラ)
⚠️ 農業向けNDVI分析・生育ムラのマッピングには赤外線サーモカメラでは対応できません。マルチスペクトルカメラ搭載機(例:DJI Mavic 3M)が必要です。

How It Works

赤外線サーモカメラが農業で使われる原理

葉温と蒸散の関係から、サーモカメラで農業の異変を検知するアイディアは研究レベルでは認められています。ただし実用化にはいくつかの条件と限界があります。

🌡️ 水分ストレス検知の原理
植物は蒸散によって葉を冷やしています。水分が不足すると蒸散が減り、葉温が上昇します。この温度差をサーモカメラで検知することで、水分ストレスのある区画を上空から把握するというアイディアです。広島大学や農研機構でも研究が進められています。
⚠️ 実用上の重要な制約
水分ストレスによる葉温差は1〜3℃程度と微妙です。晴天・正午前後・無風・適切な生育ステージが揃わないと有効なデータになりません。現在は農業研究機関が実証中の段階であり、ルーティンなサービスとして確立された手法ではありません。

有効なデータを得るために必要な条件

☀️
晴天
日射による葉の蒸散が活発な日。曇りでは温度差が出にくい
🕛
正午前後
蒸散が最も活発な時間帯。早朝・夕方は地温の影響を受けやすい
🍃
無風〜微風
強風下では葉の蒸散温度差が乱れ、計測精度が低下する
🌱
適切な生育ステージ
作物の種類・生育段階によって有効な計測時期が異なる
💡 参考:広島大学の研究では赤外線カメラによる葉温計測で蒸散との関係を解析する試みが進んでいます。また農研機構の報告では「熱赤外線センサーによる潅漑管理のための作物水分状態計測が可能」とされていますが、これは研究・実証段階の知見です。

Can / Cannot

サーモカメラで「できること」と「できないこと」

赤外線サーモカメラの農業への用途を正確に把握することが、適切な機材選びと期待値の設定につながります。

用途✅ サーモカメラで対応可能❌ サーモカメラでは対応困難
水分ストレスの検知条件が整えば葉温の上昇として検知できる可能性がある(研究段階)微妙な温度差(1〜3℃)のため条件が揃わないと検出が困難
生育ムラ・NDVI分析マルチスペクトルカメラ(Mavic 3M等)と専用解析ソフトが必要。サーモカメラでは不可
病害の温度異常検知発病箇所が温度異常として現れる場合、候補箇所を絞り込める可能性があるどの病害かの特定はできない。現地確認・専門家診断が必要
圃場全体の温度分布記録可視光カメラとサーモカメラの同時記録で温度分布マップの作成が可能
夜間・害獣調査赤外線による動物の体温検知は有効(鳥獣害調査ページ参照)
⚠️ スリーの現状:スリーは現時点でマルチスペクトルカメラ搭載機・専用農業解析ソフトを保有していません。サーモカメラによる農業向け計測は条件が厳しく実用的なサービスとして提供できる段階ではありません。まずは相談ベースでお話をお聞きします。

Research Cases

農業×赤外線の研究・実証事例

農業分野での赤外線(サーモグラフィ)活用は、主に研究機関での実証が進んでいる段階です。

🌾
水稲の葉温計測と光合成状態の把握
広島大学の研究チームは赤外線カメラを農作物の温度計測に活用し、稲の葉温をリアルタイムで記録することで光合成の状態変化を把握する試みを行っています。従来の手法では葉をチャンバーに入れる必要がありましたが、非接触での葉温計測が可能になることで、高温障害(等級低下)の早期検知への応用が期待されています。
参考:スマート農業360(2019年)の広島大学取材記事をもとにパラフレーズ
💧
熱赤外線センサーによる潅漑管理の研究
農研機構の解説によれば、ドローンに搭載した熱赤外線センサーで「潅漑管理のための作物水分状態」を計測する研究が進められています。ただし同資料では解像度や撮影条件による精度の違いも指摘されており、実用段階への課題も示されています。
参考:農研機構「ドローンリモートセンシングによる作物・農地診断情報計測」(日本リモートセンシング学会誌)をもとにパラフレーズ
📋 上記は公開された学術資料・農業研究機関の資料をもとにパラフレーズしたものです。特定のデータを直接引用したものではありません。

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農業×LiDARドローンもご覧ください

農業分野でスリーが今すぐ提供できるのは、赤外線よりもLiDARによる地形計測・農薬散布ドローン支援データです。

FAQ

よくあるご質問

農薬散布自体はスリーでは行っていません。農薬散布ドローンの自動飛行に必要な地形データ(圃場の地形・樹木高さ・障害物位置)はLiDARドローンで取得・提供できます。赤外線ではなくLiDAR農業ページをご覧ください。
NDVI分析・生育ムラのマッピングには、RGBカメラとマルチスペクトルカメラを両搭載した農業専用機(例:DJI Mavic 3M)と専用解析ソフトが必要です。スリーは現時点でこれらの機材を保有しておらず、直接サービスとして提供できません。農業専門のスマート農業サービス事業者へのご相談をお勧めします。
「どんな課題を解決したいか」をお聞かせいただければ、赤外線が有効かどうか、LiDARの方が良いか、他の手法の方が良いかを含めてご案内します。まずはお気軽にご相談ください。

農業でのドローン活用、
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赤外線・LiDAR・どちらが課題に合うかわからない場合も歓迎します。
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