Современные методы мониторинга сельскохозяйственных культур

Для четкого контроля за развитием сельскохозяйственных культур нужно своевременное получение неизменной и качественной инфы с посевных площадей методом внедрения стопроцентно неопасных для растений способов. Классические способы исследовательских работ, основанные на деструктивном отборе проб растений, их физическом и хим анализе в критериях лаборатории, занимают много времени, достаточно трудоемки и не всегда своевременны.

Применение в последние годы технологии, основанной на определении главных актуальных характеристик растений с внедрением дистанционной отражательной спектроскопии, показало целый ряд преимуществ по сопоставлению с классическими способами: недопущение повреждения либо поражения исследуемых экземпляров, удачный доступ к инфы и получение итоговых результатов в реальном времени. Потому сейчас данная разработка обширно употребляется в исследовательских работах, связанных с мониторингом посевов сельхозкультур. Одним из фаворитных оценочных методов проверки состояния и черт развития растений является их спектральная отражательная способность.

В текущее время исследовательские учреждения в мире имеют доступ к диапазонам отражения посевов сельскохозяйственных растений, приобретенных с внедрением разных устройств, к примеру, мультиспектральных радиометров Cropscan, гиперспектрометров ASD FieldSpec 3, датчиков GreenSeeker и CropCircle ACS-470. Проведенные исследования проявили, что при помощи спектров отражения посевов можно получать данные об обеспеченности культур питательными субстанциями.

Для сбора инфы о посевах статическим методом обычно употребляются ручные датчики. Хотя эти типы датчиков могут дать детализированное определение спектральных черт биохимических компонент культур, они имеют несколько недочетов, включая маленький спектр исследования, огромную трудозатратность и прерывающийся режим мониторинга. В конечном итоге подобные способы не могут обеспечить высшую пропускную способность инфы, нужную для принятия решений в режиме реального времени при выращивании и уходе за культурами, размещёнными на значимых и удалённых друг от друга площадях. Чтоб решить эту делему, научно-исследовательские университеты сделали оборудование для мониторинга роста растений с внедрением тс.

Германская компания Yara и японская компания Topcon разработали методы определения содержания азота в растениях, используя свой патентованный датчик N-Sensor и лазерный модулированный источник света CropSpec. Не считая того, компания Trimble Navigation (США) также сделала датчик GreenSeeker-RT200 для определения вегетационных индексов (NDVI) посевов. Такое оборудование может собирать информацию о росте сельскохозяйственных культур в непрерывном режиме и с высочайшей производительностью. Но само тс при перемещении приводит к определенным потерям посевов. Не считая того, управление системой не является комфортным, а её применение нередко ограничивается размером и рельефом сельскохозяйственных угодий.

По сопоставлению с наземным транспортом внедрение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для таких операций имеет ряд преимуществ, включая высшую эффективность, неплохую маневренность, удобство в эксплуатации и высшую степень адаптации к местности. Таким макаром, БПЛА получили более обширное применение в мониторинге роста сельскохозяйственных культур. Используя маленький гиперспектральный инфракрасный термограф на БПЛА, была получена в виде изображения гиперспектральная информация о растениях, выращиваемых на значимых площадях.

Благодаря программному обеспечению для обработки изображений, приобретенных с внедрением дистанционного зондирования (включая среду для визуализации изображений (ENVI)), в автономном режиме анализировался стресс культур, вызванный недочетом воды. Установленная на БПЛА цветная камера позволила получить изображения растительности в реальном цвете и сделать трехмерную (3D) геометрическую модель растений. Не считая того, с внедрением наземного гиперспектрометра появилась возможность определять характеристики и высоту растений.

Во время проведения исследовательских работ, БПЛА употребляются в качестве платформы для переноса разных типов визуализационных спектрорадиометров для получения изображений, содержащих информацию об урожае. Приобретенные данные корректируются ??в автономном режиме и устанавливаются с внедрением специального программного обеспечения для анализа инфы о развитии растений. Но из-за трудности используемых процедур такая операция просит роли профессионалов дистанционного зондирования и в главном употребляется в научных исследовательских работах. Не считая того, неважно какая вероятная интерпретация инфы о развитии растений задерживается, и изображения не могут быть конкретно применены в сельскохозяйственном производстве. Также этот подход не может быть популяризирован в критериях сельскохозяйственного производства из-за высочайшей цены оборудования (в главном, разных спектрометров для обработки изображений).

На основании продолжающихся исследовательских работ была разработана новенькая система мониторинга роста и развития сельхозкультур с внедрением беспилотников. Эта разработка является результатом работы Нанкинского института (Nanjing Agricultural University) в Китае и базирована на применении датчиков роста растений. Она позволяет оперативно получать в полном объеме все нужные свойства растений в режиме реального времени. В качестве базисной операционной платформы употребляется четырёхроторный БПЛА, на котором инсталлируются датчики роста культур на посевных площадях. В дополнение к платформе сотворен совместимый наземный микропроцессор.

Система определяет главные индексы роста посевов, включая индекс растительности (RVI), индекс содержания азота в растительном покрове (LNA), индекс листовой поверхности (LAI) и сухой массы листа (LDW), в реальном времени и в режиме онлайн. Схожая разработка открывает новые способности для получения инфы, что позволит повысить производительность выкармливания культур в угодьях, занимающих значимые площади.