Беспилотните летала можат да носат различни сензори за далечинско набљудување, кои можат да добијат повеќедимензионални, високопрецизни информации за земјоделско земјиште и да реализираат динамичко следење на повеќе видови информации за земјоделско земјиште. Ваквите информации главно вклучуваат информации за просторна распределба на културите (локализација на земјоделско земјиште, идентификација на видови култури, проценка на површината и динамичко следење на промените, екстракција на теренска инфраструктура), информации за раст на културите (фенотипски параметри на културите, нутритивни индикатори, принос) и динамика на факторите на стрес за раст на културите (влажност на полето, штетници и болести).
Просторни информации за земјоделско земјиште
Информациите за просторна локација на земјоделското земјиште вклучуваат географски координати на полињата и класификации на културите добиени преку визуелна дискриминација или машинско препознавање. Границите на полињата може да се идентификуваат со географски координати, а може да се процени и површината за садење. Традиционалниот метод на дигитализација на топографските карти како основна карта за регионално планирање и проценка на површината има слаба навременост, а разликата помеѓу локацијата на границата и фактичката состојба е огромна и нема интуиција, што не е погодно за имплементација на прецизно земјоделство. Далечинското набљудување со беспилотни летала може да добие сеопфатни информации за просторна локација на земјоделското земјиште во реално време, што има неспоредливи предности на традиционалните методи. Воздушните снимки од дигитални камери со висока дефиниција можат да остварат идентификација и одредување на основни просторни информации за земјоделското земјиште, а развојот на технологијата за просторна конфигурација ја подобрува прецизноста и длабочината на истражувањето на информациите за локацијата на земјоделското земјиште и ја подобрува просторната резолуција, а воведува информации за елевација, што овозможува пофино следење на просторните информации за земјоделското земјиште.
Информации за раст на културите
Растот на културите може да се карактеризира со информации за фенотипските параметри, нутритивните индикатори и приносот. Фенотипските параметри вклучуваат вегетациска покривка, индекс на лисна површина, биомаса, висина на растението итн. Овие параметри се меѓусебно поврзани и колективно го карактеризираат растот на културите. Овие параметри се меѓусебно поврзани и колективно го карактеризираат растот на културите и се директно поврзани со конечниот принос. Тие се доминантни во истражувањата за следење на информациите за фармите и се спроведени повеќе студии.
1) Фенотипски параметри на културата
Индексот на лисна површина (LAI) е збир од едностраната зелена лисна површина по единица површина, што може подобро да ја карактеризира апсорпцијата и искористувањето на светлосната енергија од страна на културата и е тесно поврзан со акумулацијата на материјал од страна на културата и конечниот принос. Индексот на лисна површина е еден од главните параметри за раст на културите што моментално се следат со далечинско набљудување со беспилотни летала. Пресметувањето на индексите на вегетација (индекс на сооднос на вегетација, нормализиран индекс на вегетација, индекс на вегетација на кондиционирање на почвата, индекс на разлика во вегетацијата итн.) со мултиспектрални податоци и воспоставување регресивни модели со податоци за вистината од земјата е позрел метод за инвертирање на фенотипските параметри.
Надземната биомаса во доцната фаза на раст на културите е тесно поврзана и со приносот и со квалитетот. Во моментов, проценката на биомасата со далечинско набљудување со беспилотни летала во земјоделството сè уште најчесто користи мултиспектрални податоци, извлекува спектрални параметри и пресметува индекс на вегетација за моделирање; технологијата за просторна конфигурација има одредени предности во проценката на биомасата.
2) Индикатори за хранлива вредност на културите
Традиционалното следење на нутритивниот статус на културите бара земање примероци од терен и хемиска анализа во затворен простор за да се дијагностицира содржината на хранливи материи или индикатори (хлорофил, азот, итн.), додека далечинското набљудување со беспилотни летала се базира на фактот дека различните супстанции имаат специфични спектрални карактеристики на рефлектанца-апсорпција за дијагноза. Хлорофилот се следи врз основа на фактот дека има два силни региони на апсорпција во опсегот на видливата светлина, имено црвениот дел од 640-663 nm и сино-виолетовиот дел од 430-460 nm, додека апсорпцијата е слаба на 550 nm. Карактеристиките на бојата и текстурата на листовите се менуваат кога културите се дефицитарни, а откривањето на статистичките карактеристики на бојата и текстурата што одговараат на различните недостатоци и поврзаните својства е клучот за следење на хранливите материи. Слично на следењето на параметрите на раст, изборот на карактеристични ленти, индекси на вегетација и модели за предвидување е сè уште главната содржина на студијата.
3) Принос на култури
Зголемувањето на приносот на земјоделските култури е главна цел на земјоделските активности, а точната проценка на приносот е важна и за земјоделското производство и за одделенијата за донесување одлуки во управувањето. Бројни истражувачи се обиделе да воспостават модели за проценка на приносот со поголема точност на предвидување преку мултифакторска анализа.
Земјоделска влага
Влажноста на земјоделското земјиште често се следи со термички инфрацрвени методи. Во области со висока вегетациска покривка, затворањето на стомите на листовите го намалува губитокот на вода поради транспирација, што го намалува латентниот топлински флукс на површината и го зголемува осетливиот топлински флукс на површината, што пак предизвикува зголемување на температурата на крошната, што се смета за температура на крошната на растението. Бидејќи индексот на воден стрес го одразува енергетскиот биланс на културата, може да се квантифицира односот помеѓу содржината на вода во културата и температурата на крошната, така што температурата на крошната добиена од термичкиот инфрацрвен сензор може да ја одрази состојбата на влага на земјоделското земјиште; голата почва или вегетациската покривка во мали површини може да се користи за индиректно инвертирање на влагата на почвата со температурата на подземјето, што е принципот дека: специфичната топлина на водата е голема, температурата на топлината бавно се менува, па просторната распределба на температурата на подземјето во текот на денот може индиректно да се одрази во распределбата на влагата на почвата. Затоа, просторната распределба на дневната подземна температура може индиректно да ја одрази распределбата на влагата на почвата. При следењето на температурата на крошната, голата почва е важен фактор на интерференција. Некои истражувачи ја проучувале врската помеѓу температурата на голата почва и покривката на почвата кај културите, го разјасниле јазот помеѓу мерењата на температурата на крошната предизвикани од голата почва и вистинската вредност, и ги користеле коригираните резултати во следењето на влажноста на обработливото земјиште за да ја подобрат точноста на резултатите од следењето. Во управувањето со вистинското производство на обработливо земјиште, истекувањето на влага на полето е исто така во фокусот на вниманието, имало студии со употреба на инфрацрвени снимачи за следење на истекувањето на влагата од каналите за наводнување, точноста може да достигне 93%.
Штетници и болести
Употребата на близок-инфрацрвен спектрален мониторинг на растителни штетници и болести, врз основа на: лисјата во близок-инфрацрвениот регион на рефлексија од сунѓерско ткиво и оградно ткиво контрола, здрави растенија, овие две празнини во ткивото исполнети со влага и експанзија, е добар рефлектор на разни зрачења; кога растението е оштетено, листот е оштетен, ткивото овенува, водата се намалува, инфрацрвената рефлексија се намалува додека не се изгуби.
Термичкото инфрацрвено следење на температурата е исто така важен индикатор за штетници и болести на културите. Растенијата во здрави услови, главно преку контрола на отворањето и затворањето на стоматите на листот, ја регулираат транспирацијата, за да ја одржат стабилноста на сопствената температура; во случај на болест, ќе се појават патолошки промени, интеракциите патоген-домаќин во патогенот на растението, особено врз аспектите поврзани со транспирацијата, ќе го одредат зголемувањето и намалувањето на температурата на заразениот дел. Општо земено, сензорирањето на растенијата доведува до дерегулација на отворањето на стоматите, и со тоа транспирацијата е поголема во заболената област отколку во здравата област. Енергичната транспирација доведува до намалување на температурата на заразената област и поголема температурна разлика на површината на листот отколку во нормалниот лист сè додека не се појават некротични дамки на површината на листот. Клетките во некротичната област се целосно мртви, транспирацијата во тој дел е целосно изгубена и температурата почнува да расте, но бидејќи остатокот од листот почнува да се инфицира, температурната разлика на површината на листот е секогаш поголема од онаа на здраво растение.
Други информации
Во областа на следењето на информациите за земјоделско земјиште, податоците од далечинско набљудување на беспилотни летала имаат поширок спектар на апликации. На пример, може да се користат за извлекување на паднатите површини со пченка користејќи повеќекратни карактеристики на текстурата, одразување на нивото на зрелост на листовите за време на фазата на зрелост на памукот користејќи NDVI индекс и генерирање мапи на рецепт за апликација на апсцисинска киселина кои можат ефикасно да го водат прскањето на апсцисинска киселина врз памукот за да се избегне прекумерна примена на пестициди, итн. Според потребите на следењето и управувањето со земјоделско земјиште, неизбежен тренд за идниот развој на информатизираното и дигитализираното земјоделство е континуирано да се истражуваат информациите од податоците за далечинско набљудување на беспилотни летала и да се прошират нивните полиња на примена.
Време на објавување: 24 декември 2024 година