Bepiločiai orlaiviai (UAV) gali turėti įvairius nuotolinio stebėjimo jutiklius, kurie gali gauti daugiamatę, didelio tikslumo informaciją apie dirbamą žemę ir vykdyti įvairių tipų dirbamos žemės informacijos dinaminį stebėjimą. Tokia informacija daugiausia apima informaciją apie pasėlių erdvinį pasiskirstymą (žemės ūkio paskirties žemės vieta, pasėlių rūšių identifikavimas, ploto įvertinimas ir pokyčių dinaminis stebėjimas, lauko infrastruktūros ištraukimas), informaciją apie pasėlių augimą (pasėlių fenotipiniai parametrai, mitybos rodikliai, derlius) ir pasėlių augimo streso veiksnius (lauko drėgmė, kenkėjai ir ligos) dinamiką.
Žemės ūkio paskirties žemės erdvinė informacija
Erdvinės žemės ūkio paskirties žemės padėties informacija apima laukų geografines koordinates ir pasėlių klasifikacijas, gautas vizualiai diskriminuojant arba mašininiu būdu atpažinant. Lauko ribas galima nustatyti pagal geografines koordinates, taip pat galima įvertinti apsodinimo plotą. Tradicinis topografinių žemėlapių skaitmeninimo metodas, kaip regioninio planavimo ir ploto vertinimo bazinis žemėlapis, yra prastai savalaikis, o skirtumas tarp ribų vietos ir tikrosios situacijos yra didžiulis ir trūksta intuicijos, o tai nepadeda įgyvendinti tiksliosios žemdirbystės. Bepiločiai orlaiviai (UAV) gali gauti išsamią erdvinės žemės ūkio paskirties žemės padėties informaciją realiuoju laiku, o tai turi nepalyginamų tradicinių metodų pranašumų. Didelės raiškos skaitmeninių fotoaparatų aerofotografiniai vaizdai gali realizuoti pagrindinės erdvinės žemės ūkio paskirties žemės informacijos identifikavimą ir nustatymą, o erdvinės konfigūracijos technologijų plėtra pagerina žemės ūkio paskirties žemės padėties informacijos tyrimų tikslumą ir gylį, taip pat pagerina erdvinę skiriamąją gebą, kartu įvedant aukščio informaciją, kuri leidžia tiksliau stebėti erdvinę žemės ūkio paskirties žemės informaciją.
Informacija apie pasėlių augimą
Pasėlių augimą galima apibūdinti informacija apie fenotipinius parametrus, mitybos rodiklius ir derlių. Fenotipiniai parametrai apima augalijos dangą, lapų ploto indeksą, biomasę, augalo aukštį ir kt. Šie parametrai yra tarpusavyje susiję ir bendrai apibūdina pasėlių augimą. Šie parametrai yra tarpusavyje susiję ir bendrai apibūdina pasėlių augimą ir yra tiesiogiai susiję su galutiniu derliumi. Jie dominuoja ūkių informacijos stebėsenos tyrimuose ir atlikta daugiau tyrimų.
1) Pasėlių fenotipiniai parametrai
Lapų ploto indeksas (LAI) yra vienpusio žalių lapų ploto suma paviršiaus ploto vienete, kuri geriau apibūdina pasėlio šviesos energijos absorbciją ir panaudojimą, ir yra glaudžiai susijusi su pasėlio medžiagų kaupimu ir galutiniu derliumi. Lapų ploto indeksas yra vienas iš pagrindinių pasėlių augimo parametrų, šiuo metu stebimų bepiločių orlaivių nuotoliniu būdu. Augalijos indeksų (santykio vegetacijos indekso, normalizuoto vegetacijos indekso, dirvožemio kondicionavimo vegetacijos indekso, skirtuminės vegetacijos indekso ir kt.) apskaičiavimas naudojant daugiaspektrinius duomenis ir regresinių modelių sudarymas naudojant faktinius duomenis yra brandesnis fenotipinių parametrų invertavimo metodas.
Vėlyvajame augalų augimo etape esanti antžeminė biomasė yra glaudžiai susijusi tiek su derliumi, tiek su kokybe. Šiuo metu žemės ūkyje biomasės vertinimas nuotoliniu būdu naudojant bepiločius orlaivius vis dar dažniausiai naudoja multispektrinius duomenis, išskiria spektrinius parametrus ir apskaičiuoja augmenijos indeksą modeliavimui; erdvinės konfigūracijos technologija turi tam tikrų pranašumų vertinant biomasę.
2) Pasėlių mitybos rodikliai
Tradicinis pasėlių mitybos būklės stebėjimas reikalauja lauko mėginių ėmimo ir cheminės analizės patalpose, siekiant diagnozuoti maistinių medžiagų ar indikatorių (chlorofilo, azoto ir kt.) kiekį, o bepiločių orlaivių nuotolinis stebėjimas grindžiamas tuo, kad skirtingos medžiagos turi specifines spektrinio atspindžio ir sugerties charakteristikas diagnozei nustatyti. Chlorofilas stebimas remiantis tuo, kad matomoje šviesoje jis turi dvi stiprias sugerties sritis: raudonąją dalį 640–663 nm ir mėlynai violetinę dalį 430–460 nm, o absorbcija yra silpna esant 550 nm. Lapų spalva ir tekstūros charakteristikos keičiasi, kai pasėliams trūksta jų, o statistinių spalvos ir tekstūros charakteristikų, atitinkančių skirtingus trūkumus ir susijusias savybes, nustatymas yra pagrindinis maistinių medžiagų stebėjimo elementas. Panašiai kaip ir augimo parametrų stebėjimas, charakteristikų juostų, vegetacijos indeksų ir prognozavimo modelių parinkimas vis dar yra pagrindinis tyrimo turinys.
3) Pasėlių derlius
Didinti pasėlių derlių yra pagrindinis žemės ūkio veiklos tikslas, o tikslus derliaus įvertinimas yra svarbus tiek žemės ūkio gamybos, tiek valdymo sprendimų priėmimo skyriams. Daugybė tyrėjų bandė sukurti derliaus įvertinimo modelius, pasižyminčius didesniu prognozavimo tikslumu, taikydami daugiafaktorinę analizę.
Žemės ūkio drėgmė
Dirbamosios žemės drėgmė dažnai stebima terminio infraraudonųjų spindulių metodais. Vietovėse, kuriose gausu augmenijos, lapų žiotelių uždarymas sumažina vandens netekimą dėl transpiracijos, o tai sumažina latentinį šilumos srautą paviršiuje ir padidina jautrią šilumos srautą paviršiuje, o tai savo ruožtu padidina lajos temperatūrą, kuri laikoma augalo lajos temperatūra. Vandens streso indeksas, atspindintis pasėlių energijos balansą, gali kiekybiškai įvertinti pasėlių vandens kiekio ir lajos temperatūros santykį, todėl terminio infraraudonųjų spindulių jutiklio gauta lajos temperatūra gali atspindėti dirbamosios žemės drėgmės būseną; plikas dirvožemis arba augalijos danga mažuose plotuose gali būti naudojama netiesiogiai invertuoti dirvožemio drėgmę su požeminio sluoksnio temperatūra, vadovaujantis principu: vandens savitoji šiluma yra didelė, šilumos temperatūra kinta lėtai, todėl požeminio sluoksnio temperatūros erdvinis pasiskirstymas dienos metu gali netiesiogiai atsispindėti dirvožemio drėgmės pasiskirstyme. Todėl dienos požeminio sluoksnio temperatūros erdvinis pasiskirstymas gali netiesiogiai atspindėti dirvožemio drėgmės pasiskirstymą. Stebint lajos temperatūrą, plikas dirvožemis yra svarbus trukdantis veiksnys. Kai kurie tyrėjai tyrinėjo plikos dirvos temperatūros ir pasėlių dangos santykį, išaiškino skirtumą tarp plikos dirvos sukeltos lajos temperatūros matavimų ir tikrosios vertės, o pakoreguotus rezultatus panaudojo žemės ūkio paskirties žemės drėgmės stebėjimui, siekdami pagerinti stebėjimo rezultatų tikslumą. Faktinėje žemės ūkio paskirties žemės gamybos valdyme lauko drėgmės nuotėkis taip pat yra dėmesio centre, buvo atliktų tyrimų, kuriuose naudojami infraraudonųjų spindulių vaizdo ieškikliai drėkinimo kanalų drėgmės nuotėkiui stebėti, o tikslumas gali siekti 93 %.
Kenkėjai ir ligos
Augalų kenkėjų ir ligų stebėjimas naudojant artimojo infraraudonojo spektro atspindžio metodą, pagrįstą: lapų atspindys artimojo infraraudonojo spektro srityje nuo kempinės audinio ir tvoros audinių kontrolė, sveiki augalai, šie du audinių tarpai užpildyti drėgme ir išsiplėtimu, yra geras įvairios spinduliuotės atspindys; kai augalas pažeistas, pažeidžiamas lapas, audinys nuvysta, sumažėja vandens kiekis, infraraudonųjų spindulių atspindys sumažėja, kol visiškai išnyksta.
Terminis infraraudonųjų spindulių temperatūros stebėjimas taip pat yra svarbus augalų kenkėjų ir ligų rodiklis. Sveikos būklės augalai daugiausia kontroliuoja lapų žiotelių atsidarymą ir užsidarymą bei transpiraciją, kad palaikytų savo temperatūros stabilumą; ligos atveju atsiranda patologinių pokyčių, patogeno ir šeimininko sąveika su patogenu ant augalo, ypač su transpiracija susijusių aspektų poveikis nulems užkrėstos dalies temperatūros kilimą ir kritimą. Paprastai augalų jutimas lemia žiotelių atsidarymo dereguliaciją, todėl transpiracija ligos pažeistoje vietoje yra didesnė nei sveikoje vietoje. Dėl intensyvios transpiracijos užkrėstos vietos temperatūra sumažėja ir lapo paviršiuje atsiranda didesnis temperatūrų skirtumas nei normaliame lape, kol lapo paviršiuje atsiranda nekrozinės dėmės. Nekrozinės vietos ląstelės visiškai žūsta, transpiracija toje dalyje visiškai išnyksta, ir temperatūra pradeda kilti, tačiau kadangi likusi lapo dalis pradeda užsikrėsti, temperatūrų skirtumas lapo paviršiuje visada yra didesnis nei sveiko augalo.
Kita informacija
Žemės ūkio paskirties žemės informacijos stebėsenos srityje bepiločių orlaivių (UAV) nuotolinio stebėjimo duomenys yra plačiai taikomi. Pavyzdžiui, juos galima naudoti nukritusių kukurūzų plotui nustatyti naudojant kelis tekstūros požymius, lapų brandos lygiui medvilnės brandos etape atspindėti naudojant NDVI indeksą ir abscizinės rūgšties naudojimo žemėlapių, kurie gali veiksmingai padėti purkšti abscizinę rūgštį ant medvilnės, siekiant išvengti per didelio pesticidų naudojimo, generavimui ir pan. Atsižvelgiant į žemės ūkio paskirties žemės stebėsenos ir valdymo poreikius, neišvengiama informacinio ir skaitmeninio žemės ūkio plėtros tendencija yra nuolat tyrinėti bepiločių orlaivių nuotolinio stebėjimo duomenų informaciją ir plėsti jų taikymo sritis.
Įrašo laikas: 2024 m. gruodžio 24 d.