Hyperspektrale Bildgebungstechnologie von unbemannten Luftfahrzeugen (UAVs) läutet neue Durchbrüche ein: breite Anwendungsmöglichkeiten in der Landwirtschaft und im Umweltschutz

3. März 2025

In den letzten Jahren hat die Hyperspektralbildgebung mittels unbemannter Luftfahrzeuge (UAV) mit ihren effizienten und präzisen Datenerfassungsfähigkeiten großes Anwendungspotenzial in der Landwirtschaft, im Umweltschutz, in der geologischen Erkundung und anderen Bereichen bewiesen. Jüngste Durchbrüche und Patente in diesem Bereich zeigen, dass diese Technologie neue Dimensionen erreicht und der Industrie weitere Möglichkeiten eröffnet.

Technischer Durchbruch: tiefe Integration von Hyperspektralbildgebung und Drohnen
Hyperspektrale Bildgebungstechnologie liefert umfangreiche Spektraldaten von Objekten am Boden, indem sie Spektralinformationen in Hunderten von schmalen Spektralbändern erfasst. In Kombination mit der Flexibilität und Effizienz von Drohnen hat sie sich zu einem wichtigen Werkzeug in der Fernerkundung entwickelt. Beispielsweise nutzt die von Shenzhen Pengjin Technology Co., Ltd. entwickelte Hyperspektralkamera S185 die Frame-Imaging-Technologie, um hyperspektrale Bildwürfel innerhalb von 1/1000 Sekunde zu erzeugen. Sie eignet sich für die landwirtschaftliche Fernerkundung, die Umweltüberwachung und weitere Anwendungsgebiete.¹

Darüber hinaus hat das vom Changchun-Institut für Optik und Feinmechanik der Chinesischen Akademie der Wissenschaften entwickelte, auf UAVs montierte hyperspektrale Bildgebungssystem die Fusion von Bild- und Materialkomponentenspektralinformationen realisiert und kann die Wasserqualitätsüberwachung großer Flussabschnitte innerhalb von 20 Minuten durchführen, wodurch eine effiziente Lösung für die Umweltüberwachung geboten wird3.

Innovative Patente: Verbesserung der Genauigkeit beim Bildzusammenfügen und des Bedienkomforts der Geräte.
Auf der Ebene der technischen Anwendung hat das von der Hebei Xianhe Environmental Protection Technology Co., Ltd. angemeldete Patent für das „Verfahren und die Vorrichtung zum Zusammenfügen hyperspektraler Drohnenbilder“ die Zuverlässigkeit und Genauigkeit des Zusammenfügens hyperspektraler Bilder durch präzise Wegpunktplanung und fortschrittliche Algorithmen deutlich verbessert. Diese Technologie liefert qualitativ hochwertigere Daten für die Landwirtschaft, die Stadtplanung und weitere Bereiche.²⁵

Gleichzeitig ermöglicht das von der Heilongjiang Lusheng Highway Technology Development Co., Ltd. angemeldete Patent für eine „Drohne mit einfacher Anbindung an eine Multispektralkamera“ eine schnelle Verbindung zwischen Multispektralkameras und Drohnen durch innovative mechanische Konstruktion und verbessert so den Bedienkomfort und die Stabilität der Geräte. Diese Technologie bietet eine effizientere Lösung für Anwendungsbereiche wie die landwirtschaftliche Überwachung und die Katastrophenhilfe.⁶⁸

Anwendungsperspektiven: Förderung der intelligenten Entwicklung von Landwirtschaft und Umweltschutz
Die Anwendungsmöglichkeiten der hyperspektralen Drohnenbildgebungstechnologie sind sehr vielfältig. In der Landwirtschaft können Landwirte durch die Analyse der spektralen Reflexionseigenschaften von Nutzpflanzen deren Gesundheitszustand in Echtzeit überwachen, Düngungs- und Bewässerungspläne optimieren und die landwirtschaftliche Produktionseffizienz steigern.¹⁵

Im Bereich des Umweltschutzes kann die Hyperspektralbildgebungstechnologie für Aufgaben wie die Überwachung der Wasserqualität und die Erkennung von Bodenversalzung eingesetzt werden und liefert präzise Daten zur Unterstützung des ökologischen Schutzes und der Umweltpolitik³⁶. Darüber hinaus können hyperspektrale Drohnenkameras bei der Katastrophenbewertung schnell Bilddaten von Katastrophengebieten erfassen und so wichtige Referenzdaten für Rettungs- und Wiederaufbaumaßnahmen liefern⁵.

Zukunftsaussichten: Doppelte Triebkraft von Technologie und Markt
Mit dem kontinuierlichen Fortschritt der Drohnentechnologie wird der Trend zu leichteren und intelligenteren hyperspektralen Bildgebungsgeräten immer deutlicher. So entwickeln beispielsweise Unternehmen wie DJI leichtere und intelligentere Drohnenprodukte, die voraussichtlich die technischen Hürden weiter senken und das Anwendungsspektrum in Zukunft erweitern werden.⁴⁷

Gleichzeitig wird die Kombination von Hyperspektralbildgebung mit künstlicher Intelligenz und Big Data die Automatisierung und intelligente Datenanalyse vorantreiben und effizientere Lösungen für Landwirtschaft, Umweltschutz und andere Bereiche ermöglichen. Zukünftig dürfte diese Technologie in weiteren Anwendungsgebieten kommerzialisiert werden und der gesellschaftlichen und wirtschaftlichen Entwicklung neue Impulse verleihen.

Das von Frankstar neu entwickelte UAV Mounted HSI-Fairy „Linghui“ UAV-Mounted Hyperspectral Imaging System zeichnet sich durch hochauflösende Spektralinformationen, einen hochpräzisen Selbstkalibrierungs-Gimbal, einen leistungsstarken Bordcomputer und ein hochredundantes modulares Design aus.
Diese Ausrüstung wird demnächst veröffentlicht. Seien wir gespannt.