Bespilotne letjelice mogu nositi različite senzore daljinskog istraživanja, koji mogu dobiti višedimenzionalne, visokoprecizne informacije o poljoprivrednom zemljištu i ostvariti dinamičko praćenje više vrsta informacija o poljoprivrednom zemljištu. Takve informacije uglavnom uključuju informacije o prostornoj distribuciji usjeva (lokalizacija poljoprivrednog zemljišta, identifikacija vrsta usjeva, procjena površine i dinamičko praćenje promjena, izdvajanje podataka iz poljske infrastrukture), informacije o rastu usjeva (fenotipski parametri usjeva, nutritivni pokazatelji, prinos) i dinamiku faktora stresa rasta usjeva (vlaga u polju, štetočine i bolesti).
Prostorne informacije o poljoprivrednom zemljištu
Informacije o prostornoj lokaciji poljoprivrednog zemljišta uključuju geografske koordinate polja i klasifikacije usjeva dobijene vizuelnom diskriminacijom ili mašinskim prepoznavanjem. Granice polja mogu se identificirati geografskim koordinatama, a može se procijeniti i površina sadnje. Tradicionalna metoda digitalizacije topografskih karata kao osnovne karte za regionalno planiranje i procjenu površine ima slabu ažurnost, a razlika između lokacije granice i stvarnog stanja je ogromna i nedostaje joj intuicija, što ne pogoduje implementaciji precizne poljoprivrede. Daljinsko istraživanje bespilotnim letjelicama može dobiti sveobuhvatne informacije o prostornoj lokaciji poljoprivrednog zemljišta u realnom vremenu, što ima neuporedive prednosti tradicionalnih metoda. Zračni snimci s digitalnih kamera visoke rezolucije mogu ostvariti identifikaciju i određivanje osnovnih prostornih informacija poljoprivrednog zemljišta, a razvoj tehnologije prostorne konfiguracije poboljšava preciznost i dubinu istraživanja informacija o lokaciji poljoprivrednog zemljišta i poboljšava prostornu rezoluciju uz uvođenje informacija o nadmorskoj visini, što omogućava finije praćenje prostornih informacija poljoprivrednog zemljišta.
Informacije o rastu usjeva
Rast usjeva može se okarakterizirati informacijama o fenotipskim parametrima, nutritivnim pokazateljima i prinosu. Fenotipski parametri uključuju vegetacijski pokrov, indeks lisne površine, biomasu, visinu biljke itd. Ovi parametri su međusobno povezani i zajedno karakteriziraju rast usjeva. Ovi parametri su međusobno povezani i zajedno karakteriziraju rast usjeva i direktno su povezani s konačnim prinosom. Oni su dominantni u istraživanjima praćenja informacija o farmama i provedeno je više studija.
1) Fenotipski parametri usjeva
Indeks lisne površine (LAI) je zbir jednostranih zelenih listova po jedinici površine, što može bolje okarakterizirati apsorpciju i korištenje svjetlosne energije usjeva, te je usko povezano s akumulacijom materijala usjeva i konačnim prinosom. Indeks lisne površine jedan je od glavnih parametara rasta usjeva koji se trenutno prate daljinskim istraživanjem bespilotnim letjelicama. Izračunavanje indeksa vegetacije (indeks vegetacije odnosa, normalizirani indeks vegetacije, indeks vegetacije uvjetovanosti tla, indeks razlike vegetacije itd.) s multispektralnim podacima i uspostavljanje regresijskih modela s podacima stvarnosti na terenu je zrelija metoda za inverziju fenotipskih parametara.
Nadzemna biomasa u kasnoj fazi rasta usjeva usko je povezana i sa prinosom i sa kvalitetom. Trenutno, procjena biomase pomoću daljinskog istraživanja bespilotnim letjelicama u poljoprivredi još uvijek uglavnom koristi multispektralne podatke, ekstrahuje spektralne parametre i izračunava indeks vegetacije za modeliranje; tehnologija prostorne konfiguracije ima određene prednosti u procjeni biomase.
2) Pokazatelji ishrane usjeva
Tradicionalno praćenje nutritivnog statusa usjeva zahtijeva uzorkovanje na terenu i hemijsku analizu u zatvorenom prostoru kako bi se dijagnosticirao sadržaj hranjivih tvari ili indikatora (klorofil, dušik itd.), dok se daljinsko istraživanje bespilotnim letjelicama zasniva na činjenici da različite tvari imaju specifične spektralne karakteristike refleksije i apsorpcije za dijagnozu. Klorofil se prati na osnovu činjenice da ima dvije jake regije apsorpcije u vidljivom svjetlosnom pojasu, i to crveni dio od 640-663 nm i plavo-ljubičasti dio od 430-460 nm, dok je apsorpcija slaba na 550 nm. Karakteristike boje i teksture lista mijenjaju se kada usjevi imaju manjak hranjivih tvari, a otkrivanje statističkih karakteristika boje i teksture koje odgovaraju različitim nedostacima i srodnim svojstvima ključno je za praćenje hranjivih tvari. Slično praćenju parametara rasta, odabir karakterističnih pojaseva, vegetacijskih indeksa i modela predviđanja i dalje je glavni sadržaj studije.
3) Prinos usjeva
Povećanje prinosa usjeva je glavni cilj poljoprivrednih aktivnosti, a tačna procjena prinosa je važna i za poljoprivrednu proizvodnju i za odjele za donošenje upravljačkih odluka. Brojni istraživači su pokušali uspostaviti modele procjene prinosa s većom tačnošću predviđanja putem multifaktorske analize.
Poljoprivredna vlaga
Vlažnost poljoprivrednog zemljišta se često prati termalnim infracrvenim metodama. U područjima s visokim vegetacijskim pokrovom, zatvaranje stomata lista smanjuje gubitak vode usljed transpiracije, što smanjuje latentni toplotni fluks na površini i povećava osjetni toplotni fluks na površini, što zauzvrat uzrokuje povećanje temperature krošnje, koja se smatra temperaturom krošnje biljke. Kao što indeks stresa vode odražava energetski bilans usjeva, on može kvantificirati odnos između sadržaja vode u usjevima i temperature krošnje, tako i temperatura krošnje dobijena termalnim infracrvenim senzorom može odražavati stanje vlažnosti poljoprivrednog zemljišta; golo tlo ili vegetacijski pokrov na malim površinama može se koristiti za indirektnu inverziju vlažnosti tla s temperaturom podzemlja, što je princip: što je specifična toplina vode velika, temperatura topline se sporo mijenja, tako da se prostorna raspodjela temperature podzemlja tokom dana može indirektno odraziti na raspodjelu vlage u tlu. Stoga, prostorna raspodjela dnevne temperature podzemlja može indirektno odražavati raspodjelu vlage u tlu. Prilikom praćenja temperature krošnje, golo tlo je važan faktor interferencije. Neki istraživači su proučavali odnos između temperature golog tla i pokrova usjeva, razjasnili razliku između mjerenja temperature krošnje uzrokovane golim tlom i stvarne vrijednosti, te koristili korigovane rezultate u praćenju vlažnosti poljoprivrednog zemljišta kako bi poboljšali tačnost rezultata praćenja. U stvarnom upravljanju proizvodnjom na poljoprivrednom zemljištu, curenje vlage s polja je također u fokusu pažnje, a provedene su studije korištenjem infracrvenih kamera za praćenje curenja vlage iz kanala za navodnjavanje, a tačnost može doseći 93%.
Štetočine i bolesti
Upotreba spektralnog praćenja reflektancije bliskog infracrvenog zračenja kod biljnih štetočina i bolesti, zasnovanog na: refleksiji lišća u bliskom infracrvenom području od strane spužvastog tkiva i kontroli tkiva ograde, kod zdravih biljaka, ove dvije pukotine u tkivu ispunjene su vlagom i širenjem, što je dobar reflektor različitog zračenja; kada je biljka oštećena, list je oštećen, tkivo uvene, voda se smanjuje, infracrveni odraz se smanjuje sve dok se ne izgubi.
Termalno infracrveno praćenje temperature također je važan pokazatelj štetočina i bolesti usjeva. Biljke u zdravim uvjetima, uglavnom kroz kontrolu otvaranja i zatvaranja stoma lista regulacijom transpiracije, održavaju stabilnost vlastite temperature; u slučaju bolesti, doći će do patoloških promjena, interakcije patogena i domaćina u patogenu na biljci, posebno na aspekte vezane za transpiraciju, utjecaj će odrediti porast i pad temperature u zaraženom dijelu. Općenito, osjetljivost biljaka dovodi do deregulacije otvaranja stoma, te je stoga transpiracija veća u oboljelom području nego u zdravom području. Snažna transpiracija dovodi do smanjenja temperature zaraženog područja i veće temperaturne razlike na površini lista nego u normalnom listu sve dok se ne pojave nekrotične mrlje na površini lista. Ćelije u nekrotičnom području su potpuno mrtve, transpiracija u tom dijelu je potpuno izgubljena i temperatura počinje rasti, ali budući da ostatak lista počinje biti zaražen, temperaturna razlika na površini lista je uvijek veća nego kod zdrave biljke.
Ostale informacije
U oblasti praćenja informacija o poljoprivrednom zemljištu, podaci daljinskog istraživanja bespilotnih letjelica (UAV) imaju širi spektar primjena. Na primjer, mogu se koristiti za izdvajanje opale površine kukuruza korištenjem višestrukih teksturnih karakteristika, odražavanje nivoa zrelosti lišća tokom faze zrelosti pamuka korištenjem NDVI indeksa i generiranje mapa propisanih za primjenu abscisinske kiseline koje mogu efikasno voditi prskanje abscisinske kiseline na pamuk kako bi se izbjegla prekomjerna primjena pesticida i tako dalje. U skladu s potrebama praćenja i upravljanja poljoprivrednim zemljištem, neizbježan je trend budućeg razvoja informatizirane i digitalizirane poljoprivrede kontinuirano istraživanje informacija podataka daljinskog istraživanja bespilotnih letjelica i proširenje njihovih područja primjene.
Vrijeme objave: 24. decembra 2024.