UAV gali turėti įvairius nuotolinio stebėjimo jutiklius, kurie gali gauti daugiamatę, didelio tikslumo informaciją apie dirbamą žemę ir realizuoti dinamišką kelių tipų dirbamos žemės informacijos stebėjimą. Tokia informacija daugiausia apima pasėlių erdvinio pasiskirstymo informaciją (ūkių ploto lokalizaciją, pasėlių rūšių identifikavimą, ploto įvertinimą ir pokyčių dinaminį stebėjimą, lauko infrastruktūros išgavimą), pasėlių augimo informaciją (pasėlių fenotipinius parametrus, mitybos rodiklius, derlių) ir pasėlių augimo streso veiksnius (lauko drėgmė). , kenkėjai ir ligos) dinamiką.
Žemės ūkio paskirties žemės erdvinė informacija
Erdvinė dirbamos žemės vietos informacija apima geografines laukų koordinates ir pasėlių klasifikacijas, gautas vizualiai atpažinus arba atpažinus mašiną. Pagal geografines koordinates galima nustatyti lauko ribas, taip pat įvertinti sodinimo plotą. Tradicinis topografinių žemėlapių, kaip regioninio planavimo ir plotų vertinimo bazinio žemėlapio, skaitmeninimo metodas yra prastai savalaikis, o skirtumas tarp ribos vietos ir tikrosios situacijos yra didžiulis, stokojantis intuicijos, o tai nėra palanki tiksliosios žemdirbystės įgyvendinimui. UAV nuotolinis stebėjimas gali gauti išsamią erdvinę informaciją apie dirbamos žemės vietą realiuoju laiku, o tai turi nepalyginamus tradicinių metodų pranašumus. Didelės raiškos skaitmeninių fotoaparatų vaizdai iš oro gali padėti identifikuoti ir nustatyti pagrindinę dirbamos žemės erdvinę informaciją, o erdvinės konfigūracijos technologijos tobulinimas pagerina dirbamos žemės vietos informacijos tyrimų tikslumą ir gylį, pagerina erdvinę skiriamąją gebą, tuo pačiu įvedant informaciją apie aukštį. , kuri realizuoja tikslesnį dirbamos žemės erdvinės informacijos stebėjimą.
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, augalų 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, atlikta ir daugiau tyrimų.
1) Pasėlių fenotipiniai parametrai
Lapų ploto indeksas (LAI) – tai vienpusio žalių lapų ploto suma, tenkanti paviršiaus ploto vienetui, galinti geriau apibūdinti pasėlių šviesos energijos įsisavinimą ir panaudojimą, ir yra glaudžiai susijusi su pasėlio medžiagos kaupimu ir galutiniu derliumi. Lapų ploto indeksas yra vienas iš pagrindinių pasėlių augimo parametrų, šiuo metu stebimų UAV nuotoliniu stebėjimu. Augalijos indeksų (santykinis augmenijos indeksas, normalizuotas augmenijos indeksas, dirvožemio kondicionavimo augmenijos indeksas, skirtumo augmenijos indeksas ir kt.) apskaičiavimas naudojant daugiaspektrinius duomenis ir regresijos modelių sukūrimas remiantis pagrindinio teisingumo duomenimis yra brandesnis būdas apversti fenotipinius parametrus.
Viršžeminė biomasė vėlyvoje pasėlių augimo stadijoje yra glaudžiai susijusi ir su derliumi, ir su kokybe. Šiuo metu žemės ūkyje biomasės įvertinimui UAV nuotoliniu būdu vis dar dažniausiai naudojami daugiaspektriniai duomenys, išgaunami spektriniai parametrai, modeliavimui skaičiuojamas augmenijos indeksas; erdvinės konfigūracijos technologija turi tam tikrų privalumų vertinant biomasę.
2) Pasėlių mitybos rodikliai
Norint diagnozuoti maistinių medžiagų ar rodiklių (chlorofilo, azoto ir kt.) kiekį, tradiciniam pasėlių mitybos būklės stebėjimui reikia paimti lauko mėginius ir atlikti cheminę analizę patalpoje, o UAV nuotolinis stebėjimas pagrįstas tuo, kad skirtingoms medžiagoms būdingos specifinės spektrinės atspindžio-absorbcijos charakteristikos. diagnozė. Chlorofilas stebimas atsižvelgiant į tai, kad matomos šviesos juostoje jis turi dvi stiprios sugerties sritis, būtent raudonąją 640–663 nm dalį ir mėlynai violetinę 430–460 nm, o esant 550 nm absorbcija yra silpna. Lapų spalva ir tekstūros charakteristikos keičiasi, kai pasėliams trūksta, o statistinių spalvos ir tekstūros charakteristikų, atitinkančių skirtingus trūkumus ir susijusias savybes, nustatymas yra pagrindinis maistinių medžiagų stebėjimo pagrindas. Panašiai kaip ir augimo parametrų stebėjimas, pagrindinis tyrimo turinys vis dar yra būdingų juostų, augmenijos indeksų ir prognozavimo modelių parinkimas.
3) Pasėlių derlingumas
Pasėlių derlingumo didinimas yra pagrindinis žemės ūkio veiklos tikslas, o tikslus derliaus įvertinimas svarbus tiek žemės ūkio gamybos, tiek valdymo sprendimų priėmimo skyriams. Daugybė mokslininkų bandė sukurti derliaus įvertinimo modelius su didesniu prognozavimo tikslumu, atlikdami daugiafaktorinę analizę.
Žemės ūkio drėgmė
Dirvožemio drėgnumas dažnai stebimas šiluminiais infraraudonųjų spindulių metodais. Teritorijose, kuriose yra daug augalinės dangos, lapų stomatozės uždarymas sumažina vandens praradimą dėl transpiracijos, o tai sumažina latentinį šilumos srautą paviršiuje ir padidina jautrų šilumos srautą paviršiuje, o tai savo ruožtu padidina vainiko temperatūrą, o tai yra laikoma augalo vainiko temperatūra. Kadangi vandens įtampų indeksas atspindi pasėlių energijos balansą, gali kiekybiškai įvertinti ryšį tarp pasėlių vandens kiekio ir vainiko temperatūros, todėl šiluminio infraraudonųjų spindulių jutiklio gauta baldakimo temperatūra gali atspindėti dirbamos žemės drėgmės būklę; plikas dirvožemis ar augalinė danga nedideliuose plotuose, gali būti naudojami netiesiogiai apversti dirvožemio drėgmę požeminio paviršiaus temperatūra, o tai yra principas, kad: vandens savitoji šiluma yra didelė, šilumos temperatūra kinta lėtai, todėl požeminio paviršiaus temperatūros erdvinis pasiskirstymas per dieną gali netiesiogiai atsispindėti dirvožemio drėgmės pasiskirstyme. Todėl dienos požeminės temperatūros erdvinis pasiskirstymas gali netiesiogiai atspindėti dirvožemio drėgmės pasiskirstymą. Stebint baldakimo temperatūrą plikas dirvožemis yra svarbus trukdžių veiksnys. Kai kurie mokslininkai ištyrė ryšį tarp plikos dirvožemio temperatūros ir pasėlių žemės dangos, išaiškino atotrūkį tarp baldakimo temperatūros matavimų, kuriuos sukėlė plikas dirvožemis, ir tikrosios vertės, ir panaudojo pataisytus rezultatus stebint dirbamos žemės drėgmę, kad pagerintų stebėjimo tikslumą. rezultatus. Realiai valdant dirbamos žemės produkciją, dėmesys taip pat skiriamas drėgmės nutekėjimui lauke, buvo atlikti tyrimai, naudojant infraraudonųjų spindulių vaizdus, kad būtų galima stebėti drėkinimo kanalo drėgmės nuotėkį, tikslumas gali siekti 93%.
Kenkėjai ir ligos
Augalų kenkėjų ir ligų artimojo infraraudonųjų spindulių spektrinio atspindžio stebėjimo naudojimas, pagrįstas: lapais artimojo infraraudonųjų spindulių atspindžio srityje nuo kempinės audinio ir tvoros audinių kontrolės, sveikų augalų, šių dviejų audinių tarpų, užpildytų drėgmės ir išsiplėtimo. , yra geras įvairios spinduliuotės atšvaitas; kai augalas pažeistas, pažeidžiamas lapas, audiniai nuvysta, sumažėja vandens kiekis, infraraudonųjų spindulių atspindys sumažėja iki prarandamo.
Šiluminis infraraudonųjų spindulių temperatūros stebėjimas taip pat yra svarbus pasėlių kenkėjų ir ligų rodiklis. Augalai sveikomis sąlygomis, daugiausia kontroliuojant lapų dantų atsidarymą ir uždarymą, reguliuojant transpiraciją, kad išlaikytų savo temperatūros stabilumą; ligos atveju įvyks patologiniai pakitimai, patogeno ir šeimininko sąveika patogene ant augalo, ypač su transpiracija susijusiais poveikio aspektais, nulems užkrėstą temperatūros kilimo ir kritimo dalį. Apskritai, augalų jutimas lemia dantų atsivėrimo reguliavimo panaikinimą, todėl transpiracija sergančioje vietoje yra didesnė nei sveikoje. Dėl intensyvios transpiracijos mažėja užkrėstos vietos temperatūra ir atsiranda didesnis temperatūrų skirtumas lapo paviršiuje nei įprastame lape, kol lapo paviršiuje atsiranda nekrozinių dėmių. Ląstelės nekrozinėje srityje visiškai negyvos, toje dalyje visiškai prarandama transpiracija, pradeda kilti temperatūra, tačiau kadangi likusi lapo dalis pradeda užsikrėsti, temperatūrų skirtumas lapo paviršiuje visada yra didesnis nei sveikas augalas.
Kita informacija
Informacijos apie dirbamą žemę stebėjimo srityje UAV nuotolinio stebėjimo duomenys turi platesnį pritaikymo spektrą. Pavyzdžiui, jis gali būti naudojamas nukritusiam kukurūzų plotui išgauti naudojant kelias tekstūros ypatybes, atspindėti lapų brandos lygį medvilnės brandos stadijoje naudojant NDVI indeksą ir generuoti abscizo rūgšties naudojimo receptinius žemėlapius, kurie gali veiksmingai vadovautis purškiant abscizo rūgštimi. ant medvilnės, kad būtų išvengta pernelyg didelio pesticidų naudojimo ir pan. Atsižvelgiant į dirbamos žemės stebėsenos ir tvarkymo poreikius, neišvengiama informatizuoto ir skaitmenizuoto žemės ūkio plėtros ateities tendencija nuolat tyrinėti UAV nuotolinio stebėjimo duomenų informaciją ir plėsti jos taikymo sritis.
Paskelbimo laikas: 2024-12-24