Bespilotne letjelice mogu nositi razne 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 rasprostranjenosti usjeva (lokalizacija poljoprivrednog zemljišta, identifikacija vrsta usjeva, procjena površine i dinamičko praćenje promjena, izdvajanje poljske infrastrukture), informacije o rastu usjeva (fenotipski parametri usjeva, nutritivni pokazatelji, prinos) i dinamiku faktora stresa rasta usjeva (vlaga u polju, štetnici i bolesti).
Prostorne informacije poljoprivrednog zemljišta
Informacije o prostornoj lokaciji poljoprivrednog zemljišta uključuju geografske koordinate polja i klasifikacije usjeva dobivene vizualnom diskriminacijom ili strojnim 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 pravovremenost, a razlika između lokacije granice i stvarnog stanja je ogromna i nedostaje joj intuicije, što ne pogoduje provedbi precizne poljoprivrede. Daljinsko istraživanje bespilotnim letjelicama može dobiti sveobuhvatne informacije o prostornoj lokaciji poljoprivrednog zemljišta u stvarnom vremenu, što ima neusporedive prednosti tradicionalnih metoda. Zračne snimke s digitalnih kamera visoke razlučivosti 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 te poboljšava prostornu razlučivost uz uvođenje informacija o nadmorskoj visini, što omogućuje finije praćenje prostornih informacija poljoprivrednog zemljišta.
Informacije o rastu usjeva
Rast usjeva može se karakterizirati 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 te su izravno povezani s konačnim prinosom. Dominantni su u istraživanjima praćenja informacija o poljoprivrednim gospodarstvima, a provedeno je i više studija.
1) Fenotipski parametri usjeva
Indeks lisne površine (LAI) je zbroj jednostranih zelenih listova po jedinici površine, koji može bolje karakterizirati apsorpciju i korištenje svjetlosne energije usjeva, a usko je povezan 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. Izračun indeksa vegetacije (indeks vegetacije omjera, normalizirani indeks vegetacije, indeks vegetacije uvjetovanog tla, indeks razlike vegetacije itd.) s multispektralnim podacima i uspostavljanje regresijskih modela s podacima stvarnosti na terenu zrelija je metoda za inverziju fenotipskih parametara.
Nadzemna biomasa u kasnoj fazi rasta usjeva usko je povezana i s prinosom i s kvalitetom. Trenutno se procjena biomase daljinskim istraživanjem bespilotnim letjelicama u poljoprivredi još uvijek uglavnom koristi multispektralne podatke, ekstrahiraju spektralni parametri i izračunava indeks vegetacije za modeliranje; tehnologija prostorne konfiguracije ima određene prednosti u procjeni biomase.
2) Pokazatelji hranjivosti usjeva
Tradicionalno praćenje nutritivnog statusa usjeva zahtijeva uzorkovanje na terenu i kemijsku analizu u zatvorenom prostoru kako bi se dijagnosticirao sadržaj hranjivih tvari ili indikatora (klorofil, dušik itd.), dok se daljinsko istraživanje bespilotnim letjelicama temelji na činjenici da različite tvari imaju specifične spektralne karakteristike refleksije i apsorpcije za dijagnozu. Klorofil se prati na temelju činjenice da ima dva jaka područja 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 istraživanja.
3) Prinos usjeva
Povećanje prinosa usjeva glavni je cilj poljoprivrednih aktivnosti, a točna procjena prinosa važna je i za poljoprivrednu proizvodnju i za odjele za donošenje upravljačkih odluka. Brojni istraživači pokušali su uspostaviti modele procjene prinosa s većom točnošću predviđanja putem višefaktorske analize.
Poljoprivredna vlaga
Vlažnost poljoprivrednog zemljišta često se prati termalnim infracrvenim metodama. U područjima s visokim vegetacijskim pokrovom, zatvaranje puči lista smanjuje gubitak vode zbog transpiracije, što smanjuje latentni toplinski tok na površini i povećava osjetni toplinski tok na površini, što zauzvrat uzrokuje porast temperature krošnje, koja se smatra temperaturom krošnje biljke. Budući da indeks vodnog stresa odražava energetsku ravnotežu usjeva, on može kvantificirati odnos između sadržaja vode u usjevima i temperature krošnje, temperatura krošnje dobivena termalnim infracrvenim senzorom može odražavati stanje vlažnosti poljoprivrednog zemljišta; golo tlo ili vegetacijski pokrov na malim područjima može se koristiti za neizravnu inverziju vlažnosti tla s temperaturom podzemlja, što je načelo: što je specifična toplina vode velika, temperatura topline se sporo mijenja, pa se prostorna raspodjela temperature podzemlja tijekom dana može neizravno odraziti na raspodjelu vlage u tlu. Stoga, prostorna raspodjela dnevne temperature podzemlja može neizravno odražavati raspodjelu vlage u tlu. Pri praćenju temperature krošnje, golo tlo je važan faktor interferencije. Neki istraživači proučavali su odnos između temperature golog tla i pokrova tla usjeva, razjasnili razliku između mjerenja temperature krošnje uzrokovane golim tlom i stvarne vrijednosti te koristili ispravljene rezultate u praćenju vlage poljoprivrednog zemljišta kako bi poboljšali točnost rezultata praćenja. U stvarnom upravljanju proizvodnjom poljoprivrednog zemljišta, propuštanje vlage s polja također je u središtu pozornosti, a provedene su studije korištenjem infracrvenih kamera za praćenje propuštanja vlage iz kanala za navodnjavanje, a točnost može doseći 93%.
Štetočine i bolesti
Korištenje spektralnog praćenja reflektancije bliskog infracrvenog zračenja biljnih štetnika i bolesti, temeljeno na: lišću u bliskom infracrvenom području refleksije od spužvastog tkiva i kontroli tkiva ograde, zdrave biljke, ove dvije tkivne praznine ispunjene vlagom i širenjem, dobar su 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 štetnika i bolesti usjeva. Biljke u zdravim uvjetima, uglavnom kroz kontrolu otvaranja i zatvaranja puči lista reguliraju transpiraciju, kako bi održale stabilnost vlastite temperature; u slučaju bolesti, doći će do patoloških promjena, interakcije patogena i domaćina u patogenu na biljci, posebno na aspekte povezane s transpiracijom, utjecaj će odrediti porast i pad temperature zaraženog dijela. Općenito, osjetljivost biljaka dovodi do deregulacije otvaranja puči, 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 na površini lista ne pojave nekrotične mrlje. Stanice 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 uvijek je veća nego kod zdrave biljke.
Ostale informacije
U području praćenja informacija o poljoprivrednom zemljištu, podaci daljinskog istraživanja bespilotnih letjelica imaju širi raspon primjena. Na primjer, mogu se koristiti za izdvajanje otpalog područja kukuruza korištenjem više teksturnih značajki, odražavanje razine zrelosti lišća tijekom faze zrelosti pamuka korištenjem NDVI indeksa i generiranje karata propisanih za primjenu abscisinske kiseline koje mogu učinkovito voditi prskanje abscisinske kiseline na pamuk kako bi se izbjegla prekomjerna primjena pesticida i tako dalje. Sukladno 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. prosinca 2024.