Θερμική λήψη εικόνων ως βιώσιμο εργαλείο για την παρακολούθηση της πίεσης των φυτών
Από RemoteSensing Wiki
Συγγραφείς: Manfred STOLL και Hamlyn G. JONES
Εισαγωγή
Ο στόχος αυτής της έρευνας ήταν να περιγραφεί μια προσέγγιση για τη χρήση των θερμικών στοιχείων για τα σκιασμένα φύλλα σε σχέση με τις περιοχές εκείνες που εκτέθηκαν πλήρως στον ήλιο και αφετέρου για να γίνει χρήση της υπέρυθρης θερμικής ανάλυσης ως ισχυρό εργαλείο για την μέτρηση των επιδράσεων της ηλιακής ακτινοβολίας στη θερμοκρασία των σταφυλιών. Τα τελευταία 40 χρόνια αναπτύχθηκαν φορητά συστήματα υπέρυθρης θερμικής απεικόνισης στο πεδίο, τα οποία δημιουργούν ευκαιρίες στην έρευνα των μέσων θερμοκρασιών των φυτών πάνω σε μια συγκεκριμένη περιοχή. Ένα πλεονέκτημα της συγκεκριμένης προσέγγισης είναι οι επιφάνειες αναφοράς που επιτρέπουν τις κατάλληλες μετρήσεις της θερμοκρασίας της κόμης στις συγκεκριμένες περιβαλλοντικές συνθήκες.
Μεθοδολογία και Αποτελέσματα
Πειραματικές Επιφάνειες και Επιφάνειες Αναφοράς: Οι μετρήσεις πεδίου γίνανε στο Υπουργείο Αγροτικής Έρευνας της Πορτογαλίας στη Pegoes τον Ιούλιο 2001. Οι μετρήσεις εφαρμόστηκαν σε αμπέλια (Vitis vinifera, cvs. Moscatel και Periquita), μεγαλωμένα σε αμμώδη εδάφη με νότιο-βόρειο προσανατολισμό. Οι επιφάνεις αναφοράς που συγκρίθηκαν ήταν κυρίως φύλλα αμπελιού τα οποία είτε είχαν ψεκαστεί και στις δυο μεριές με μικρή ποσότητα απορρυπαντικό (1 λεπτό πριν την λήψη θερμικής εικόνας( ή ήταν καλυμμένα με βαζελίνη και στις δυο μεριές. Ως εναλλακτική λύση χρησιμοποιήθηκαν φίλτρα (χαρτιού)νωπά ή στεγνά.Οι θερμικές εικόνες ανακτήθηκαν από μεγάλου κύματος θερμική λήψη με SnapShot 525 μακρύ-κύμα (8-12μm) με 20mm φακούς. Η θερμοκρασία του υποβάθρου των αντικειμένων μετρήθηκε ως ηλιακή ακτινοβολία ενός τσαλακωμένου αλουμινένιου χαρτιού το οποίο τοποθετήθηκε σε παρόμοια θέση με το αντικείμενο όταν παρατηρείται με συντελεστή εκπομπής 1.0 και για τα φύλλα 0.95. Κατά την ανάλυση των θερμικών εικόνων σε σκοτεινό δωμάτιο με θερμοκρασία <0.35C παρατηρήθηκε μικρή απόκλιση των μετρήσεων στην μέση στάθμιση της κάμερας και περισσότερο κατά την αύξηση θερμότητας των ηλεκτρονικών συσκευών, όπως η κάμερα. Οι επιδράσεις αυτές ελαχιστοποιήθηκαν με κατάλληλες διορθώσεις των εικόνων. Οι εξισώσεις που περιγράφουν την ενεργειακή ισορροπία των φύλλων των φυτών συζητούνται εκτενέστερα στην μελέτη, όπου χρησιμοποιήθηκε η τυπική αναδιάταξη της εξίσωσης Pernman-Monteith για την εξάτμιση (Jones,1992 Eq. 9.6 ).
Οι στατιστικές αναλύσεις πραγματοποιήθηκαν με την μέθοδο ANOVA(Ανάλυση Διακύμανσης/Διασποράς) .
Συμπεράσματα
Με τις θερμικές αναλύσεις είναι εφικτό να επιλεχθούν ακριβώς τα φύλλα για έρευνα και να αποκλειστούν οι περιοχές έξω από την κόμη των φυτών. Επίσης με τις περιοχές αναφοράς μπορούμε να μετρήσουμε ακριβώς το εύρος της θερμοκρασίας. Τα αληθινά φύλλα έδειξαν πολύ καλές αναφορές λόγω εξαιρετικής μίμησης των ραδιομετρικών και αεροδυναμικών ιδιοτήτων του φυλλώματός τους. Επιπλέον η κατανομή των συχνοτήτων ήταν ξεκάθαρα διαφορετική, με τις ηλιαζόμενες κόμες να διαμορφώνουν πολύ μεγαλύτερο εύρος θερμοκρασίας, ανεξαρτήτως προσανατολισμού. Επίσης υπήρξε μία σημαντική αλληλοεπικάλυψη στις τιμές της θερμοκρασίας που οφείλεται στο γεγονός πως στις περιοχές με σκιασμένα φύλλα υπάρχουν κάποια φωτισμένα φύλλα και αντίστροφα στις σκιασμένες περιοχές υπάρχουν ηλιαζόμενα φύλλα. Η διαφορά θερμοκρασίας μπορεί να σχετίζεται με την υδατική κατάσταση του αμπελιού , αφού τα σταφύλια σε αμπέλια που δεν έχουν ποτιστεί παρουσιάζουν μεγαλύτερη απόλυτη θερμοκρασία σε αντίθεση με τα κορεσμένα από νερό αμπέλια. Η μέση θερμοκρασία των ηλιαζόμενων φύλλων ήταν περίπου 3 υψηλότερα από τα σκιασμένα.Τέλος ο προσανατολισμός των φύλλων έχει μικρή επίδραση στα σκιασμένα φύλλα αλλά πολύ μεγάλη στα ηλιαζόμενα λόγω ηλιακής ακτινοβολίας.
Σημασία και αντίκτυπος της Μελέτης
Η υπέρυθρη θερμική ανάλυση μπορεί να εφαρμοστεί ως πρώτη γραμμή ανίχνευσης για να καθορίσει την αρχή πίεσης των φυτών λόγω των κινήσεων στη στοματική τους κοιλότητα. Αυτή η προσέγγιση μπορεί να δώσει αξιόπιστες και ευαίσθητες ενδείξεις για τη θερμοκρασία των φύλλων και ως εκ τούτου να υπολογίσει την στοματική αγωγιμότητά τους. Ακόμη, η σύνθεση της γεύσης των σταφυλιών εξαρτάται από σύνθετες επιδράσεις μεταξύ του φωτός και της θερμοκρασίας. Έτσι η θερμική απεικόνιση μπορεί να ανιχνεύσει θερμικές πιέσεις στις κόμες των φυτών με σκοπό την βελτίωση της διαχείρισης του φυλλώματος. Η πρόωρη χρήση και εφαρμογή της τηλεπισκόπησης έχει πολύ πιο αποτελεσματική και έγκυρη προσέγγιση στις προγραμματισμένες στρατηγικές μεθόδους σε σχέση με άλλες ,για την υποστήριξη της οινοκαλλιέργειας.
