Késhav D. Singh, Ph.D.

Image Keshav Singh
Chercheur scientifique

Télédétection, phénomique et résilience de l’écosystème agricole. Travaux portant surtout sur les applications d’imagerie rouge, vert, bleu (RVB), multispectrale et hyperspectrale prise de près et au moyen de drones dans le cadre de l’agriculture de précision et du phénotypage des végétaux.

Recherche et / ou projets en cours

  • Développement d’un système d’imagerie numérique robuste destiné au phénotypage d'environnements contrôlés et basés sur le terrain pour les prairies programme d’amélioration génétique des cultures
  • Participation à la recherche guidée par les données, la recherche sur les technologies évoluées de détection et l’apprentissage automatique en vue de déterminer les caractères physiologiques complexes
  • Technologie d’imagerie numérique pour développer des cultivars à haut rendement et résistants au stress dans un climat changeant (criblage phénomique)
  • Capacités d’imagerie à haut débit pour l’utilisation sécuritaire et efficace des herbicides et des fertilisants dans les grandes cultures (agriculture de précision)
  • Extraction des paramètres biochimiques et biophysiques des spectres des feuilles et du couvert forestier pour estimer la capacité de photosynthèse des plantes (radiométrie spectrale imageante)

Énoncés de recherches/projets

Au cours des dix dernières années, j’ai acquis de l’expérience en imagerie aérienne à haut débit et en agriculture numérique pour étudier la phénomique des cultures horticoles, du colza, des legumes et des céréales. J’ai aussi élaboré une méthode d’étalonnage de pointe afin d’améliorer la robustesse des données de télédétection obtenues au moyen d’un drone. En tant qu’agrophysicien et pilote de drone, mes domaines de recherche comprennent une technologie d’imagerie hyperspectrale (HSI) permettant de détecter la santé des plantes (stress biotiques et abiotiques). Elle englobe le traitement des données agronomiques, l’analyse des cubes d’image, le développement d’algorithmes d’intelligence artificielle, ainsi que la cartographie et l’analyse des cultures. Ma recherché se concentre sur en appliquant de technologies de détection innovantes dans l'industrie agricole traditionnelle pour faciliter la révolution Ag numérique pour la sécurité alimentaire mondiale.

Activités professionnelles / intérêts

  • Pilote de drone RPAS (UAV) (opérations avancées), Transports Canada
  • Méthodes de télédétection pour la cartographie et la surveillance de la végétation et des cultures agricoles
  • Adaptabilité des cultures à l'évolution des agro-écosystèmes (agriculture durable)
  • Révision de manuscrits pour les revues à comité de lecture (revue Remote Sensing [télédétection], Sensors [capteurs] et Agriculture [agriculture] de MDPI)
  • Mentorat d’étudiants et de chercheurs

Prix et études

Études :

  • Associé en recherche (AR) à l’Université de la Saskatchewan, Saskatchewan, Canada
  • Postdoctorant (postdoc) à l’Université de la Californie, Davis, Californie, É.‑U.
  • Doctorat en philosophie (Ph.D.) en télédétection hyperspectrale, IIT Bombay, Inde
  • Maîtrise en technologie (M.Tech.) en génie physique, Université GGSIP, Inde
  • Maîtrise en sciences (M.Sc.) en physique, Université de Delhi, Inde
  • Baccalauréat en sciences (B.Sc.) en physique (spécialisé), Université de Delhi, Inde

Prix et distinctions:

  • Membre du Comité de la logistique, planification de la phénomique du NAPPN, Amérique du Nord
  • Prix de la meilleure présentation par affiche, Symposium P2IRC, Global Institute for Food Security (GIFS), Saskatoon, Canada
  • Concours du meilleur article rédigé par un jeune scientifique, Agro-Geoinformatics, Fairfax, Virginie, É.‑U.
  • Sélectionné pour l’atelier sur le système mondial de navigation par satellite (GNSS) au Groenland (Greenland Geodetic Network [GNET]), Goddard Space Flight Center (GSFC), NASA, É.‑U.
  • Sélectionné pour la semaine des occasions de recherche de l’Université technique de Munich (TUM) et du German Aerospace Center (DLR), Munich, Allemagne
  • Soutien complet accordé pour les voyages internationaux, DST, gouvernement de l’Inde, Inde
  • Bourse internationale du Commonwealth (programme d’échanges d’étudiants de cycles supérieurs financé par Affaires étrangères et Commerce international Canada [PEECS-MAECI]), Canada
  • Médaille d’or universitaire en génie physique, Université GGSIP, Inde

Certificats professionnels:

  • Certificat en compréhension de la phénologie avec télédétection, NASA, É.‑U.
  • Suivi de philosophie et pratique de l’enseignement universitaire, Université de la Saskatchewan, Canada
  • Certificat en technologie des drones et système d’information géographique (SIG) pour les cultures agricoles, Université de Californie (UC) – Agriculture et Ressources naturelles (UCANR), UC Davis, Californie, É.‑U.
  • Certificat en surveillance et recherche environnementale au moyen de drones, UC Davis, Californie, É.‑U.
  • Certificat de la Food+Ag Entrepreneurship Academy (AGEA 17) [Académie de l’entrepreneuriat en alimentation et en agriculture], UC Davis, Californie, É.‑U.
  • Certificat en enseignement axé sur l’apprenant, Center for Educational Effectiveness (CEE), UC Davis, Californie, É.‑U.
  • Certificat de l’Ag Innovation Entrepreneurship Academy (AGEA 16) [Académie de l’entrepreneuriat et de l’innovation en agriculture], UC Davis, É.‑U.
  • Certificat de l’atelier HYPERSPECTRA, IIT Bombay, Mumbai, Inde

Expérience et / ou de travail international

Associé en recherche (AR) au Département des sciences végétales, Université de la Saskatchewan, Saskatchewan, Canada [2018–2020]

Travaux sur des projets multidisciplinaires utilisant des drones et portant surtout sur le phénotypage des cultures de canola, de blé et de lentilles. Mes recherches ont porté sur le problème de maturation et d’égrenage des gousses de divers génotypes de canola; l’efficacité d’utilisation de l’azote (EUN) des variétés de canola; les stratégies de phénotypage et de prévision du rendement des cultivars de blé à l’aide de l’apprentissage automatique et de modèles statistiques; l’évaluation des réponses à divers herbicides pour dessécher les lentilles.

Employé postdoctoral au Collège des sciences de l’agriculture et de l’environnement, Université de la Californie, Davis, Californie, É.‑U. [2015–2017]

Travaux sur la technologie d’imagerie hyperspectrale dans les serres et au moyen de drones pour étudier le choix d’hôtes par les insectes et les ravageurs sélectionnés et les capacités d’évaluer la santé des cultures au moyen du profilage par réflectance dans le cadre de l’agriculture de précision (détection des réponses des cultures aux facteurs de stress biotique et abiotique). À cette fin, j’ai étudié diverses cultures horticoles et d’arbres fruitiers et à noix dans la vallée centrale de la Californie, notamment des champs de fraises, de soya, de tomates, de gerberas, de riz, d’amandiers et de noyers.

Professeur adjoint au Département de physique, Université JECRC, Jaipur, Inde [févr.-juin 2015]

Enseignement en génie physique au niveau du troisième cycle et des cycles supérieurs.

Bourse d’études de doctorat à l’Indian Institute of Technology (IIT), de Mumbai offerte par le MHRD du gouvernement de l’Inde, Inde [2009–2014]

Thèse : Démixage spectral des données hyperspectrales dans le domaine réflectif et émissif : télédétection terrestre et planétaire.

Étudiant invité des cycles supérieurs (Ph.D.) Bourse octroyée par le Programme canadien des bourses du Commonwealth (PEECS-MAECI), Université Western Ontario, Ontario, Canada [mars-oct. 2011]

Projet de recherche : Radar à synthèse d’ouverture interférométrique (InSAR) pour étudier l’éruption volcanique du mont Sinabung, en Indonésie, à partir des données satellite JAXA-ALOS.

Principales publications

Revues à comité de lecture et travaux de conférences:

  • Singh, K.D., Duddu, H.S., Vail, S., Parkin, I., et Shirtliffe, S.J. « UAV-based Hyperspectral Imaging Technique to Estimate Canola (Brassica napus L.) Seedpods Maturity », Canadian Journal of Remote Sensing (CJRS), 2021, p. 1‑15, doi : 10.1080/07038992.2021.1881464
  • Singh, K.D., Shirtliffe, S.J., et Duddu, H.S. « The Role Of Bi-Directional Reflectance Correction In UAV-based Hyperspectral Imaging To Improve Data Robustness », 10th IEEE GRSS Workshop on Hyperspectral Image and Signal Processing: Evolution in Remote Sensing (WHISPERS), Amsterdam, Pays-Bas (2019), p. 1‑, doi : 10.1109/WHISPERS.2019.8920842
  • Singh, K.D. « Automated Spectral Mapping and Subpixel Classification in the Part of Thar Desert Using EO-1 Satellite Hyperion Data », IEEE Geoscience and Remote Sensing Letters, 15(9) (2018), p. 1437‑1440, doi : 10.1109/LGRS.2018.2840486
  • Singh, K.D., et Nansen, C. « Advanced Calibration to Improve Robustness of Drone-Acquired Hyperspectral Remote Sensing Data », 6th International Conference on Agro-Geoinformatics, Fairfax, Virginie, É.‑U. (2017), p. 1‑6, doi : 10.1109/Agro-Geoinformatics.2017.8047061
  • Singh, K.D., et Ramakrishnan, D. « A comparative study of signal transformation techniques in automated spectral unmixing of infrared spectra for remote sensing applications », International Journal of Remote Sensing, 38(5) (2017), p. 1235‑1257, doi : 10.1080/01431161.2017.1280625
  • Singh, K.D. « Uncertainties in TIR Hyperspectral Image Cube Unmixing », Universal Journal of Geoscience, 5(1) (2017), p. 10‑13, doi : 10.13189/ujg.2017.050102
  • Nansen, C., Singh, K.D., Mian, A., Allison, B.J., et Simmons, C.W. « Using hyperspectral imaging to characterize consistency of coffee brands and their respective roasting classes », Journal of Food Engineering, 190 (2016), p. 34‑39, doi : 10.1016/j.jfoodeng.2016.06.010
  • Singh, K.D., et Ramakrishnan, D. « Uncertainties in Unmixing of Multi-phase Hyperspectral Data in Reflective Region: Effects of Texture and Fabric », Journal of Hyperspectral Remote Sensing, 5(3) (2015), p. 086‑100, doi : https://doi.org/10.29150/jhrs.v5.3.p086‑100
  • Singh, K.D., et Ramakrishnan, D. « Non-Linear Spectral Unmixing of Moon Mineralogy Mapper (M3) Data », IEEE Workshop on Hyperspectral Image and Signal Processing: Evolution in Remote Sensing (WHISPERS), Tokyo, Japon (2015), p. 1‑4, doi : 10.1109/WHISPERS.2015. 8075505
  • Gonzalez, P.J., Singh, K.D., et Tiampo, K.F. « Shallow Hydrothermal Pressurization before the 2010 Eruption of Mount Sinabung Volcano, Indonesia, Observed by use of ALOS Satellite Radar Interferometry », Pure and Applied Geophysics, 171(8) (2014), p. 1‑17, doi : 10.1007/s00024-014-0915-7
  • Bharti, R., Ramakrishnan, D, et Singh, K.D. « Compositional Diversity of Near-, Far-side transitory zone around Naonobu, Webb and Sinus Successus craters: Inferences from Chandrayaan-1 Moon Mineralogy Mapper (M3) Data », Journal of Earth System Science, 123(1) (2014), p. 233‑246.
  • Ramakrishnan, D., Bharti, R., Singh, K.D., et Nithya M. « Thermal Inertia Mapping and its Application in Mineral Exploration: Results from Mamandur Poly Metal Prospect, India », Geophysical Journal International, 195(1) (2013), p. 357‑368.
  • Ramakrishnan, D., Nithya, M., Singh, K.D., et Bharti, R. « A Field Technique for Rapid Lithological Discrimination and Ore Mineral Identification: Results from Mamandur Polymetal Deposit, India », Journal of Earth System Science, 122(1) (2013), p. 1‑14.
  • Singh, K.D., Ramakrishnan, D., et Mansinha, L. « Relevance of transformation techniques in rapid endmember identification and spectral unmixing: A hypespectral remote sensing perspective », IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), Munich, Allemagne (2012), p. 4066‑4069, doi : 10.1109\IGARSS. 2012.6350516.
  • Singh, K.D., Ramakrishnan, D., et Mansinha, L. « A novel method for automatic minerals identification and their abundance estimation for material type discrimination using hyperspectral data », IEEE Workshop on Hyperspectral Image and Signal Processing: Evolution in Remote Sensing (WHISPERS), Shanghai, Chine (2012), p. 1‑4, doi : 10.1109\WHISPERS.2012.6874310.
  • Ramakrishnan, D., Nithya, M., Bharti, R., Kusuma, K. N., et Singh, K.D. « Measurement of thermal properties of select intact and weathered granulites and their relationship to rock properties », Geophysics, 77(3) (2012), p. 63‑73.
  • Bharti, R., Ramakrishnan, D., Singh, K.D., et Mullassery, N. « Relevance of mineral texture on bidirectional reflectance and emission spectroscopy: Implications for geological remote sensing », IEEE International Geoscience and Remote Sensing Symposium (IGARSS), Munich, Allemagne (2012), p. 3046‑3049.

Symposiums, ateliers et présentations internationaux:

  • Singh, K.D., Johnson, E.N., Duddu, H.S., et Shirtliffe, S.J. « Airborne Hyper-spectral Imaging to classify different desiccants performance in Lentil (Lens culinaris) crop », Weed Science Society of America (WSSA), É.‑U. (févr. 2021).
  • Singh, K.D., Duddu, H.S., et Shirtliffe, S.J. « Sorting Canola Genotypes on the basis of Maturity Timing using UAV-based Hyperspectral Imaging », NAPPN Annual Conference, É.‑U. (févr. 2021).
  • Singh, K.D., Johnson, E.N., Duddu, H.S., et Shirtliffe, S.J. « Evaluating Different Herbicides Response in Lentils (Lens culinaris) through UAV-Based Hyperspectral Imaging », 5th Annual P2IRC Symposium, GIFS, Saskatoon, Saskatchewan, Canada (oct. 2020).
  • Tello, J.T., Singh, K.D., Ko, S.B., et Shirtliffe, S.J. « Transfer Learning from RGB to Hyperspectral Images by means of Pointwise Convolutions », 5th Annual P2IRC Symposium, GIFS, Saskatoon, Saskatchewan, Canada (oct. 2020).
  • Zoerb, B., Shirtliffe, S., Johnson, E., et Singh, K.D. « Assessing Herbicide Tolerance in Lentils (Lens culinaris) Using Hyperspectral Imagery », Canadian Weed Science Society (CWSS) (nov. 2020).
  • Shirtliffe, S.J., Duddu, H.S., Singh, K.D., Ha, T., Johnson, E., et Seungbum, R. « Utilizing crop imagery in crop science research », Soils and Crops Workshop, Université de la Saskatchewan, Saskatchewan, Canada (mars 2020).
  • Attanayake, A.U., Shirtliffe, S.J., Johnson, E.N., Duddu, H.S., Singh, K.D., et Ha, T. « Modulated On-farm Response Surface Experiments: An approach for on-farm evidence-based precision agronomy », 5th Annual P2IRC Symposium, GIFS, Saskatoon, Saskatchewan, Canada (oct. 2020).
  • Singh, K.D., Duddu, H.S., et Shirtliffe, S.J. « UAV-Based Hyperspectral Imaging Techniques in Precision Agriculture and Plant Phenotyping », 4th Annual P2IRC Symposium, GIFS, Saskatoon, Saskatchewan, Canada (oct. 2019).
  • Singh, K.D., Duddu, H.S., Shirtliffe, S.J., et Noble, S. « Utilization of UAV-Based Hyperspectral Imaging Technique on Acquiring Phenotypic Characteristics of Prairie Field Crops », 3rd Annual P2IRC Symposium, GIFS, Saskatoon, Saskatchewan, Canada (2018a).
  • Singh, K.D., Duddu, H.S., Shirtliffe, S.J., et Noble, S. « Hyperspectral Analysis of Canola Pod Maturation at Different Phenological Stages », Global Institute for Food Security (GIFS), Saskatoon, Saskatchewan, Canada (2018b).
  • Singh, K.D., Nansen, C., Lange, E.D., et Starnes, R. « Studying Economical Crops Health using Airborne Technology for Agricultural Innovation and Sustainability in California », 3rd Postdoctoral Research Symposium, UC Davis, Californie, É.‑U. (2017).
  • Singh, K.D., Starnes, R., Kluepfel, D., et Nansen, C. « Qualitative Analysis of Walnut Trees Rootstock using Airborne Remote Sensing », Sixth Annual Plant Sciences Symposium, UC Davis, Californie, É.‑U. (2017).
  • Singh, K.D. « Airborne hyperspectral remote sensing in the real-time detection and management of wildfire », AFSC Remote Sensing Workshop, UAF, Alaska, É.‑U. (2017).
  • Lange, E., Singh, K.D., Stewart, A., Murdoch, M., Starnes, R., et Nansen, C. « Detecting Lygus bug-induced stress in greenhouse cut flowers using remote sensing technology », International Heteroptera Symposium, Seaside, Californie, É.‑U. (2017).
  • Lange, E., Singh, K.D., Fowles, T., Stewart, A., Starnes, R., et Nansen, C. « Airborne remote sensing to manage almond nutrient status and resilience to biotic stresses », Sixth Annual Plant Sciences Symposium, UC Davis, Californie, É.‑U. (2017).
  • Singh, K.D., et Nansen, C. « Hyperspectral Remote Sensing in Detection of Biotic and Abiotic Stresses in Plants for Precision Agriculture », HyspIRI Science and Applications Workshop, Caltech, Pasadena, Californie, É.‑U. (2016).
  • Singh, K.D. « Uncertainties in TIR Hyperspectral Image Cube Unmixing », HyspIRI Science and Applications Workshop, Caltech, Pasadena, Californie, É.‑U. (2016).
  • Singh, K.D., et Nansen, C. « Hyperspectral Remote Sensing in Detection of Biotic Stresses in Plants for Precision Agriculture », 2nd Postdoctoral Research Symposium, UC Davis, Californie, É.‑U. (2016).

Livres publiés:

  • SPECTRAL IMAGING ANALYSIS MODELS, AV Akademikerverlag GmbH & Co. KG, Allemagne (oct. 2012) (ISBN–13 : 978-3-659-25032-3).
  • SYNTHESIS AND CHARACTERIZATION OF NANOTHERMOMETER, LAP – Lambert Academic Publishing, Allemagne (oct. 2011) (ISBN–13 :978-3-8465-2514-2).

Installation de recherche

5403 1st Avenue South
Lethbridge, AB T1J 4B1
Canada

Affiliations

  • Membre du North American Plant Phenotyping Network (NAPPN)
  • Membre de la Société canadienne de télédétection (SCT)
  • Membre de l’International Society of Precision Agriculture (ISPA)
  • Membre de l’Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE)
  • Membre du Permafrost Young Researchers Network (PYRN)

Language

Anglais

Other languages

Hindi, Punjabi