UAV-urile pot transporta o varietate de senzori de teledetecție, care pot obține informații multidimensionale, de înaltă precizie asupra terenurilor agricole și pot realiza monitorizarea dinamică a mai multor tipuri de informații despre terenurile agricole. Astfel de informații includ în principal informații despre distribuția spațială a culturilor (localizarea terenurilor agricole, identificarea speciilor de culturi, estimarea zonei și monitorizarea dinamică a schimbării, extragerea infrastructurii de câmp), informații despre creșterea culturilor (parametri fenotipici ai culturilor, indicatori nutriționali, randament) și factori de stres pentru creșterea culturilor (umiditatea câmpului). , dăunători și boli) dinamică.
Informații spațiale pentru terenuri agricole
Informațiile despre locația spațială a terenurilor agricole includ coordonatele geografice ale câmpurilor și clasificările culturilor obținute prin discriminare vizuală sau recunoaștere automată. Limitele câmpului pot fi identificate prin coordonatele geografice, iar zona de plantare poate fi, de asemenea, estimată. Metoda tradițională de digitizare a hărților topografice ca hartă de bază pentru planificarea regională și estimarea zonei are o promptitudine slabă, iar diferența dintre locația limită și situația reală este uriașă și lipsită de intuiție, ceea ce nu este propice implementării agriculturii de precizie. Teledetecția UAV poate obține informații complete despre locația spațială a terenurilor agricole în timp real, ceea ce are avantajele incomparabile ale metodelor tradiționale. Imaginile aeriene de la camerele digitale de înaltă definiție pot realiza identificarea și determinarea informațiilor spațiale de bază ale terenurilor agricole, iar dezvoltarea tehnologiei de configurare spațială îmbunătățește precizia și profunzimea cercetării privind informațiile despre locația terenurilor agricole și îmbunătățește rezoluția spațială în timp ce introduce informații despre altitudine. , care realizează o monitorizare mai fină a informațiilor spațiale ale terenurilor agricole.
Informații despre creșterea culturilor
Creșterea culturilor poate fi caracterizată prin informații despre parametrii fenotipici, indicatorii nutriționali și randamentul. Parametrii fenotipici includ acoperirea vegetației, indicele suprafeței frunzelor, biomasa, înălțimea plantelor etc. Acești parametri sunt interrelaționați și caracterizează colectiv creșterea culturilor. Acești parametri sunt interrelaționați și caracterizează colectiv creșterea culturilor și sunt direct legați de randamentul final. Ele sunt dominante în cercetarea de monitorizare a informațiilor agricole și au fost efectuate mai multe studii.
1) Parametrii fenotipici de recoltare
Indicele suprafeței frunzelor (LAI) este suma suprafeței cu frunze verzi unilaterale pe unitatea de suprafață, care poate caracteriza mai bine absorbția culturii și utilizarea energiei luminoase și este strâns legată de acumularea de material a culturii și randamentul final. Indicele suprafeței frunzelor este unul dintre principalii parametri de creștere a culturii monitorizați în prezent prin teledetecția UAV. Calcularea indicilor de vegetație (indicele de vegetație proporțional, indicele de vegetație normalizat, indicele de vegetație de condiționare a solului, indicele de vegetație diferențial etc.) cu date multispectrale și stabilirea modelelor de regresie cu date de adevăr al solului este o metodă mai matură de inversare a parametrilor fenotipici.
Biomasa supraterană în stadiul târziu de creștere a culturilor este strâns legată atât de randament, cât și de calitate. În prezent, estimarea biomasei prin teledetecție UAV în agricultură încă folosește în mare parte date multispectrale, extrage parametri spectrale și calculează indicele de vegetație pentru modelare; Tehnologia configurației spațiale are anumite avantaje în estimarea biomasei.
2) Indicatori nutriționali ai culturilor
Monitorizarea tradițională a stării nutriționale a culturii necesită prelevarea de probe pe teren și analiza chimică în interior pentru a diagnostica conținutul de nutrienți sau indicatori (clorofilă, azot etc.), în timp ce teledetecția UAV se bazează pe faptul că diferite substanțe au caracteristici specifice de reflectanță-absorbție spectrală pentru diagnostic. Clorofila este monitorizată pe baza faptului că are două regiuni puternice de absorbție în banda de lumină vizibilă și anume partea roșie de 640-663 nm și partea albastru-violet de 430-460 nm, în timp ce absorbția este slabă la 550 nm. Culoarea frunzelor și caracteristicile texturii se schimbă atunci când culturile sunt deficitare, iar descoperirea caracteristicilor statistice ale culorii și texturii corespunzătoare diferitelor deficiențe și proprietăți aferente este cheia monitorizării nutrienților. Similar cu monitorizarea parametrilor de creștere, selecția benzilor caracteristice, a indicilor de vegetație și a modelelor de predicție este încă conținutul principal al studiului.
3) Randamentul culturii
Creșterea randamentului culturilor este scopul principal al activităților agricole, iar estimarea exactă a randamentului este importantă atât pentru producția agricolă, cât și pentru departamentele de luare a deciziilor de management. Numeroși cercetători au încercat să stabilească modele de estimare a randamentului cu o precizie mai mare de predicție prin analiza multifactorială.
Umiditatea agricolă
Umiditatea terenurilor agricole este adesea monitorizată prin metode cu infraroșu termic. În zonele cu acoperire de vegetație mare, închiderea stomatelor frunzelor reduce pierderile de apă din cauza transpirației, ceea ce reduce fluxul de căldură latentă la suprafață și crește fluxul de căldură sensibilă la suprafață, ceea ce determină, la rândul său, o creștere a temperaturii coronamentului, ceea ce este considerată a fi temperatura copacului plantei. Deoarece reflectarea balanței energetice a culturii a indicelui de stres hidric poate cuantifica relația dintre conținutul de apă al culturii și temperatura copacului, astfel încât temperatura copacului obținută de senzorul infraroșu termic poate reflecta starea de umiditate a terenului agricol; sol gol sau acoperire de vegetație în zone mici, poate fi folosit pentru a inversa indirect umiditatea solului cu temperatura subterană, care este principiul că: căldura specifică a apei este mare, temperatura căldurii se schimbă lent, deci distribuția spațială a temperaturii subsolului în timpul zilei se poate reflecta indirect în distribuția umidității solului. Prin urmare, distribuția spațială a temperaturii subterane în timpul zilei poate reflecta indirect distribuția umidității solului. În monitorizarea temperaturii copacului, solul gol este un factor de interferență important. Unii cercetători au studiat relația dintre temperatura solului gol și acoperirea solului culturilor, au clarificat decalajul dintre măsurătorile temperaturii acoperișului cauzate de solul gol și valoarea reală și au folosit rezultatele corectate în monitorizarea umidității terenurilor agricole pentru a îmbunătăți acuratețea monitorizării. rezultate. În gestionarea efectivă a producției terenurilor agricole, scurgerile de umiditate din câmp sunt, de asemenea, în centrul atenției, au existat studii care utilizează imagini cu infraroșu pentru a monitoriza scurgerea de umiditate a canalului de irigare, precizia poate ajunge la 93%.
Dăunători și Boli
Utilizarea monitorizării reflectanței spectrale în infraroșu apropiat a dăunătorilor și bolilor plantelor, bazată pe: frunze în regiunea infraroșu apropiat a reflectării de către țesutul burete și controlul țesutului gardului, plante sănătoase, aceste două goluri de țesut umplute cu umiditate și expansiune , este un bun reflector al diferitelor radiații; când planta este deteriorată, frunza este deteriorată, țesutul este ofilit, apa este redusă, reflexia infraroșu este redusă până la pierdere.
Monitorizarea termică în infraroșu a temperaturii este, de asemenea, un indicator important al dăunătorilor și bolilor culturilor. Plante în condiții sănătoase, în principal prin controlul deschiderii stomatelor frunzelor și închiderea reglajului transpirației, pentru a menține stabilitatea propriei temperaturi; în cazul bolii, vor apărea modificări patologice, interacțiunile agent patogen - gazdă în agentul patogen de pe plantă, în special asupra aspectelor legate de transpirație ale impactului, vor determina partea infestată a creșterii și scăderii temperaturii. În general, detectarea plantelor duce la o dereglare a deschiderii stomatice și astfel transpirația este mai mare în zona bolnavă decât în zona sănătoasă. Transpirația viguroasă duce la scăderea temperaturii zonei infectate și la o diferență de temperatură mai mare pe suprafața frunzei decât la frunza normală până când pe suprafața frunzei apar pete necrotice. Celulele din zona necrotică sunt complet moarte, transpirația în acea parte se pierde complet, iar temperatura începe să crească, dar pentru că restul frunzei începe să fie infectat, diferența de temperatură pe suprafața frunzei este întotdeauna mai mare decât cea a frunzei. o plantă sănătoasă.
Alte informații
În domeniul monitorizării informațiilor terenurilor agricole, datele de teledetecție UAV au o gamă mai largă de aplicații. De exemplu, poate fi folosit pentru a extrage zona căzută de porumb folosind mai multe caracteristici de textură, pentru a reflecta nivelul de maturitate al frunzelor în timpul etapei de maturitate a bumbacului folosind indicele NDVI și pentru a genera hărți de prescripție pentru aplicarea acidului abscisic care pot ghida eficient pulverizarea acidului abscisic. pe bumbac pentru a evita aplicarea excesivă a pesticidelor și așa mai departe. În conformitate cu nevoile de monitorizare și gestionare a terenurilor agricole, este o tendință inevitabilă pentru dezvoltarea viitoare a agriculturii informatizate și digitalizate să exploreze în mod continuu informațiile datelor de teledetecție UAV și să-și extindă domeniile de aplicare.
Ora postării: 24-dec-2024