การพัฒนาระบบถ่ายภาพมุมสูงควบคุมระยะไกลแบบพ่วงติดท้ายรถแทรกเตอร์ ร่วมกับการประยุกต์ใช้เทคนิคการประมวลภาพถ่ายดิจิตอล สำหรับการตรวจวัดอัตราการเจริญเติบโตของพืชและปริมาณวัชพืช ในพื้นที่ปลูกถั่วเหลือง

Abstract

ปัจจุบันเทคนิคการประมวลผลภาพถ่ายทางอากาศในพื้นที่ปลูกถั่วเหลืองสำหรับการทำการเกษตรแบบแม่นยำสูงนั้น มีหลากหลายเทคนิคที่ใช้ในการตรวจวัดอัตราการเจริญเติบโตของพืชและความหนาแน่นของวัชพืช เทคนิคหนึ่งที่นิยมใช้ได้แก่การประมวลผลภาพถ่ายจากดาวเทียม ซึ่งมีข้อดีคือ ครอบคลุมพื้นที่กว้าง ทำให้เห็นตำแหน่งที่ชัดเจน แต่ยังมีข้อเสียกล่าวคือ มีความละเอียดของภาพถ่ายต่ำ เสี่ยงต่อเมฆหมอกปกคลุม และมีค่าใช้จ่ายต่อภาพสูง ดังนั้นผู้วิจัยจึงได้มีแนวคิดที่จะพัฒนาระบบถ่ายภาพมุมสูงควบคุมระยะทางไกลที่มีความละเอียดของภาพถ่ายมุมสูงไม่มีปัญหาเมฆหมอกปกคลุมแบบพ่วงติดท้ายรถแทรกเตอร์ ร่วมกับการประยุกต์ใช้เทคนิคการประมวลผลภาพถ่ายดิจิตอลขึ้น โดยระบบที่พัฒนานี้จะประกอบด้วยกล้องถ่ายภาพดิจิตอลแบบ Near-Infrared bands และแบบ RGB bands ซึ่งมีราคาที่ถูกกว่า โดยที่ตัวกล้องจะติดตั้งระบบกดชัตเตอร์ภาพแบบควบคุมระยะไกลด้วยรีโมทบนคลื่นสัญญาณความถี่ 72 MHz ระบบนี้จะติดตั้งบนปลายชุดเครนที่พ่วงติดท้ายรถแทรกเตอร์ที่ความสูงไม่เกิน 15 เมตร ข้อมูลภาพถ่ายที่ได้จะถูกประมวลผลเพื่อตรวจวัดอัตราการเจริญเติบโตของพืชและความหนาแน่นของวัชพืชด้วยโปรแกรมประมวลผลภาพถ่ายที่ออกแบบไว้ด้วยโปรแกรม MATLAB จากนั้นจึงทำการเปรียบเทียบคุณภาพของข้อมูลภาพถ่ายที่ได้จากกล้องทั้งสองชนิด ที่ความสูง 5, 10 และ 15 เมตร ที่อัตราการเจริญเติบโตหลังจากพืชงอก 7, 14, 21 และ 28 days after germinated (DAG) ตามลำดับ จากการเปรียบเทียบคุณภาพของข้อมูลภาพถ่ายที่ได้จากปัจจัยดังกล่าวข้างต้น พบว่า คุณภาพข้อมูลภาพถ่ายจากกล้องถ่ายภาพดิจิตอลแบบ Near-Infrared bands (NIRCrane-attached) นั้น มีความเหมาะสมในการใช้มากกว่าข้อมูลภาพถ่ายที่ได้จากกล้องถ่ายภาพดิจิตอลแบบ RGB bands (RGB Crane-attached) และยังพบอีกว่าคุณภาพของข้อมูลภาพถ่ายจะเพิ่มสูงขึ้น เมื่อระบบทำการถ่ายภาพที่ระยะความสูงมากขึ้น และที่อัตราการเจริญเติบโตหลังจากพืชงอกเพิ่มมากขึ้น โดยเมื่อเปรียบเทียบการใช้จ่ายในการลงทุนแล้ว การใช้กล้องถ่ายภาพดิจิตอลแบบ RGB Crane-attached นั้นสามารถทดแทนกล้องถ่ายภาพดิจิตอลแบบ NIRCrane-attached ได้ที่ระยะความสูงต่ำกว่า 15 เมตร และยิ่งไปกว่านั้นพบว่า โปรแกรมประมวลผลภาพถ่ายที่พัฒนาขึ้นนั้นมีคุณภาพที่สามารถยอมรับได้เมื่อทำการสอบเทียบกับการใช้แรงงานคน และมีความเหมาะสมในการตรวจวัดอัตราการเจริญเติบโตของพืช และความหนาแน่นของวัชพืชในพื้นที่ปลูกถั่วเหลือง