NDVI

Дроны для аграриев. | Вегетационные индексы

« | Главная | »

Дроны для аграриев.

Автор: Alla Achasova | 26.01.2017

Использование беспилотников в сельском хозяйстве потенциально может быть очень широким. Перечень задач, для решения которых могут привлекаться дроны, зависит от потребностей пользователя и используемого оборудования. Экономический эффект применения беспилотников обуславливается направлением их использования и слагается из прибыли в результате  увеличения урожаев и снижения расходов за счет экономии топлива, семенного материала, удобрений, агрохимикатов и оросительных вод, а также предупреждения потерь от краж.

Использование беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), или иначе – дронов (англ. drone — трутень, бездельник; гудеть, жужжать), в последние годы стремительно распространяется почти на все сферы жизни. Дроны применяют повсеместно: от секретных военных операций и патрулирования границ, до спасательных миссий и для решения чисто бытовых вопросов — фотосъемок семейных событий или доставки пиццы. Складывается впечатление, что едва ли не единственным фактором, сдерживающим сегодня развитие и применение беспилотников в развитых странах мира, становится законодательство, которое защищает частные интересы граждан от этих чересчур «наблюдательных» устройств и заботится о безопасности воздушного пространства и борьбе с преступностью.

Однако, мирное использование БПЛА в различных отраслях — промышленности, лесоводстве, экологии, картографии, космических исследованиях и т.п. невозможно переоценить. Одним из наиболее перспективных направлений применения беспилотников является сельское хозяйство. По прогнозам Международной ассоциации беспилотных систем (AUVSI), БПЛА будут иметь наибольшее влияние именно на сельскохозяйственную отрасль. Прибыль от использования БПЛА в аграрной сфере США специалистами оценивается в 75 миллиардов долларов США к 2025 году за счет создания новых рабочих мест и оптимизации существующих процессов.

Использование беспилотников в сельском хозяйстве сводится к выполнению ими двух основных функций: транспортной и мониторинговой.

В первом случае это, главным образом, опрыскивание полей ядохимикатами и расселение трихограммы. Кроме того, возможно применение дронов для срочной доставки лекарств, химических препаратов или, например, запчастей в труднодоступные районы.

Мониторинговая функция дронов гораздо шире. В зависимости от используемой аппаратуры, БПЛА предоставляют широкие возможности как для агропроизводителей, так и для учреждений, контролирующих использование земель и сельхозпроизводство. Чаще всего для мониторинга сельхозугодий применяют дроны, оснащенные фотокамерами, которые проводят съемку в видимом диапазоне, или NIR-модифицированными камерами, которые позволяют осуществлять съемку в видимом и ближнем ИК-диапазоне, что позволяет в дальнейшем рассчитывать индекс NDVI, который традиционно используют для оценки состояния растительности.

Однако, при выборе камеры для инфракрасной съемки надо быть внимательным к ее характеристикам заявленным производителем. Как указывают специалисты компании Pix4D, модификация обычных фотокамер для измерения инфракрасного излучения, хотя и является относительно дешевым и доступным способом, дает гораздо более сложные для интерпретации результаты по сравнению со специальными радиометрическими (мультиспектральными) камерами, точность этих результатов трудно оценить, кроме того, они могут меняться со временем.

В последние годы на рынок вышли сразу несколько компаний, предлагающих доступные по цене и техническим характеристикам мультиспектральные сенсоры для использования их на дронах. Мультиспектральные камеры позволяют проводить съемку одновременно в нескольких узких спектральных каналах, включая красный и инфракрасный. Наиболее известными из них являются сенсоры Sequoia от Parrot,  SlantRange, MicaSence или, существенно более дешевый вариант сенсоров от MAPIR.


 
Задачи, которые можно решать при помощи БПЛА с обычной фотокамерой: Дополнительные возможности использования БПЛА при оснащении их NIR-модифицированной камерой или мультиспектральным сенсором:
  1. Инвентаризация полей;
  2. Создание и обновление почвенных карт;
  3. Оценка объема и качества выполненных работ, контроль их выполнения;
  4. Планирование посевных работ;
  5. Прогнозирование урожайности;
  6. Мониторинг состояния посевов;
  7. Охрана посевов от пожаров, повреждений и воровства;
  8. Мониторинг состояния почв;
  9. Оценка потенциальной урожайности почв;
  10. Мониторинг ирригационных систем, оптимизация орошения и расхода водных ресурсов;
  11. Наблюдение за скотом на выпасе.
  1. Более эффективное в сравнении с обычной фотокамерой ведение мониторинга состояния посевов;
  2. Прогнозирование урожайности;
  3. Расчет необходимого количества удобрений (посредством учета состояния посевов);
  4. Мониторинг влажности почв;
  5. Оценка обеспеченности растений элементами питания;
  6. Мониторинг ирригационных систем, оптимизация орошения и расхода водных ресурсов.

Применение тепловизоров, воспринимающих излучение в тепловом диапазоне электромагнитных волн, оказывает также возможность оперативного построения термокарт поверхности почв, что особенно актуально для фермеров в период посевной, или для управления оросительными системами. На сегодня опыт использования БПЛА, оснащенных тепловизорами, в сельском хозяйстве еще невелик, однако, эта технология стремительно развивается, и ее широкое применение — вопрос ближайшего времени. Комбинация дрон-тепловизор уже представлена на рынке на рынке и используется не только военными, но и, например, охотниками или археологами .

Наш опыт показывает, что даже съемка обычной фотокамерой высокого разрешения позволяет получить хорошие результаты по оценке состояния посевов и прогнозу урожаев.

Экономический эффект использования БПЛА в аграрном секторе зависит от того, кем и с какой целью они применяотся.

Для агропроизводителя экономический эффект заключается в:

  • экономии топлива за счет оптимизации количества обработок и путей прохода техники;
  • минимизации использования семенного материала, удобрений и поливных вод за счет предотвращения их непроизводительных расходов;
  • сохранении и повышении урожаев за счет своевременного посева и сбора урожая, дифференцированной в зависимости от потребностей сельхозкультур в условиях конкретного поля, подкормки, орошения, проведения обработки ядохимикатами;
  • предотвращении потерь урожая за счет некачественного проведения технологических операций, повреждения болезнями и вредителями, недостатка питательных веществ и влаги, потрав, повреждения грызунами, краж и тому подобного;
  • оптимизации затрат на производство и повышении качества планирования производственной деятельности агропредприятий;
  • более точном прогнозировании урожаев и доходов от реализации продукции.

Для страховых компаний состоит в минимизации рисков при страховании агропредприятий.

Для государственных контролирующих учреждений заключается в:

  • получении достоверных прогнозов урожаев текущего года;
  • предотвращении кредитования недобросовестных товаропроизводителей;
  • слежении за соблюдением земельного и природоохранного законодательства, своевременном предотвращеним нарушений и адекватном применении штрафных санкций в случае выявления нарушений.

Таким образом,  на сегодня использование дронов в сельском хозяйстве имеет значительные перспективы, которые, однако, сдерживаются определенными минусами применения беспилотников.

Автор: Алла Ачасова

Доцент кафедры почвоведения Харьковского национального аграрного университета им. В.В. Докучаева. Кандидат биологических наук.

Источник: http://www.50northspatial.org/ua/drones-in-agriculture/

 

Подписаться на рассылку новостей

Рубрики: БПЛА, Вегетационные индексы, Дроны, Научная литература | Оставить отзыв »

Отзывы