Bezpilota lidaparāti var pārvadāt dažādus attālās uzrādes sensorus, kas var iegūt daudzdimensiju, augstas precizitātes lauksaimniecības zemes informāciju un realizēt vairāku veidu lauksaimniecības zemes informācijas dinamisku uzraudzību. Šāda informācija galvenokārt ietver informāciju par kultūraugu telpisko izplatību (lauksaimniecības zemes lokalizāciju, kultūraugu sugu identifikāciju, platību aplēses un izmaiņu dinamisko uzraudzību, lauka infrastruktūras ieguvi), kultūraugu augšanas informāciju (kultūraugu fenotipiskie parametri, uzturvērtības rādītāji, raža) un kultūraugu augšanas stresa faktorus (lauka mitrums). , kaitēkļi un slimības) dinamika.
Lauku telpiskā informācija
Lauksaimniecības zemes telpiskā atrašanās vietas informācija ietver lauku ģeogrāfiskās koordinātas un kultūraugu klasifikācijas, kas iegūtas, izmantojot vizuālu diskrimināciju vai mašīnu atpazīšanu. Lauku robežas var noteikt pēc ģeogrāfiskām koordinātām, un var arī novērtēt stādījumu platību. Tradicionālajai topogrāfisko karšu digitalizācijas metodei kā reģionālās plānošanas un platību novērtējuma bāzes kartei ir vājš savlaicīgums, un atšķirība starp robežas atrašanās vietu un faktisko situāciju ir milzīga un intuīcijas trūkums, kas neveicina precīzās lauksaimniecības realizāciju. UAV attālā uzrāde var iegūt visaptverošu informāciju par lauksaimniecībā izmantojamās zemes telpisko atrašanās vietu reāllaikā, kam ir tradicionālo metožu nesalīdzināmas priekšrocības. Augstas izšķirtspējas digitālo kameru gaisa attēli var realizēt lauksaimniecības zemes telpiskās pamatinformācijas identificēšanu un noteikšanu, un telpiskās konfigurācijas tehnoloģijas attīstība uzlabo lauksaimniecības zemes atrašanās vietas informācijas izpētes precizitāti un dziļumu, kā arī uzlabo telpisko izšķirtspēju, vienlaikus ieviešot informāciju par augstumu. , kas realizē precīzāku lauksaimniecības zemes telpiskās informācijas uzraudzību.
Informācija par kultūraugu augšanu
Kultūraugu augšanu var raksturot ar informāciju par fenotipiskajiem parametriem, uzturvērtības rādītājiem un ražu. Fenotipiskie parametri ietver veģetācijas segumu, lapu platības indeksu, biomasu, augu augstumu utt. Šie parametri ir savstarpēji saistīti un kopīgi raksturo ražas augšanu. Šie parametri ir savstarpēji saistīti un kopīgi raksturo ražas augšanu un ir tieši saistīti ar galīgo ražu. Tie ir dominējošie saimniecību informācijas monitoringa pētījumos, un ir veikti vairāk pētījumu.
1) kultūraugu fenotipiskie parametri
Lapu platības indekss (LAI) ir vienpusējas zaļo lapu platības summa uz virsmas laukuma vienību, kas var labāk raksturot ražas gaismas enerģijas absorbciju un izmantošanu, un ir cieši saistīta ar kultūraugu materiāla uzkrāšanos un gala ražu. Lapu platības indekss ir viens no galvenajiem kultūraugu augšanas parametriem, ko pašlaik uzrauga ar UAV attālās uzrādes palīdzību. Veģetācijas indeksu (attiecības veģetācijas indekss, normalizēts veģetācijas indekss, augsnes kondicionēšanas veģetācijas indekss, atšķirības veģetācijas indekss utt.) aprēķināšana ar multispektrālajiem datiem un regresijas modeļu izveide ar pamatpatiesības datiem ir nobriedušāka metode fenotipisko parametru apvēršanai.
Virszemes biomasa kultūraugu vēlīnā augšanas stadijā ir cieši saistīta gan ar ražu, gan kvalitāti. Patlaban biomasas novērtēšanā ar UAV attālās izpētes palīdzību lauksaimniecībā joprojām galvenokārt izmanto multispektrālos datus, iegūst spektrālos parametrus un aprēķina veģetācijas indeksu modelēšanai; telpiskās konfigurācijas tehnoloģijai ir noteiktas priekšrocības biomasas novērtēšanā.
2) Kultūraugu uztura rādītāji
Tradicionālajai kultūraugu uzturvērtības uzraudzībai ir nepieciešama lauka paraugu ņemšana un iekštelpu ķīmiskā analīze, lai diagnosticētu barības vielu vai indikatoru saturu (hlorofils, slāpeklis utt.), savukārt UAV attālās uzrādes pamatā ir fakts, ka dažādām vielām ir specifiskas spektrālās atstarošanas-absorbcijas īpašības. diagnoze. Hlorofils tiek uzraudzīts, pamatojoties uz faktu, ka tam ir divi spēcīgas absorbcijas apgabali redzamās gaismas joslā, proti, sarkanā daļa 640-663 nm un zili violetā daļa 430-460 nm, bet absorbcija ir vāja pie 550 nm. Lapu krāsas un tekstūras īpašības mainās, ja kultūraugiem ir nepietiekams daudzums, un barības vielu monitoringa atslēga ir krāsu un faktūras statistisko īpašību atklāšana, kas atbilst dažādiem trūkumiem un saistītajām īpašībām. Līdzīgi kā augšanas parametru monitorings, arī raksturīgo joslu, veģetācijas indeksu un prognožu modeļu izvēle joprojām ir pētījuma galvenais saturs.
3) Ražas raža
Ražas palielināšana ir lauksaimnieciskās darbības galvenais mērķis, un precīza ražas novērtēšana ir svarīga gan lauksaimnieciskās ražošanas, gan vadības lēmumu pieņemšanas nodaļām. Daudzi pētnieki, izmantojot daudzfaktoru analīzi, ir mēģinājuši izveidot ienesīguma novērtējuma modeļus ar lielāku prognozēšanas precizitāti.
Lauksaimniecības mitrums
Lauksaimniecības zemes mitrumu bieži uzrauga ar termiskām infrasarkanajām metodēm. Teritorijās ar augstu veģetācijas segumu lapu stomatītu aizvēršanās samazina ūdens zudumus transpirācijas dēļ, kas samazina latento siltuma plūsmu uz virsmas un palielina jutīgo siltuma plūsmu uz virsmas, kas savukārt izraisa lapotnes temperatūras paaugstināšanos, kas ir uzskata par auga lapotnes temperatūru. Tā kā ūdens stresa indeksa kultūru enerģijas bilances atspoguļojums var kvantitatīvi noteikt saistību starp kultūraugu ūdens saturu un lapotnes temperatūru, tāpēc lapotnes temperatūra, ko iegūst termiskais infrasarkanais sensors, var atspoguļot lauksaimniecības zemes mitruma stāvokli; tukša augsne vai veģetācijas segums nelielās platībās, var izmantot, lai netieši apgrieztu augsnes mitrumu ar apakšzemes temperatūru, kas ir princips, ka: ūdens īpatnējais siltums ir liels, siltuma temperatūra mainās lēni, tāpēc apakšzemes temperatūras telpiskais sadalījums dienas laikā var netieši atspoguļoties augsnes mitruma sadalījumā. Tāpēc dienas pazemes temperatūras telpiskais sadalījums var netieši atspoguļot augsnes mitruma sadalījumu. Nojumes temperatūras uzraudzībā kaila augsne ir svarīgs traucējošais faktors. Daži pētnieki ir pētījuši saistību starp tukšas augsnes temperatūru un kultūraugu zemsedzi, noskaidrojuši plaisu starp kailas augsnes izraisītajiem lapotnes temperatūras mērījumiem un patieso vērtību, kā arī izmantojuši koriģētos rezultātus lauksaimniecības zemes mitruma monitoringā, lai uzlabotu monitoringa precizitāti. rezultātus. Faktiskajā lauksaimniecības zemes ražošanas pārvaldībā uzmanība tiek pievērsta arī lauka mitruma noplūdei, ir veikti pētījumi, izmantojot infrasarkanos attēlus, lai uzraudzītu apūdeņošanas kanālu mitruma noplūdi, precizitāte var sasniegt 93%.
Kaitēkļi un slimības
Tuvo infrasarkano staru spektrālās atstarošanas monitoringa izmantošana augu kaitēkļiem un slimībām, pamatojoties uz: lapām tuvajā infrasarkanajā reģionā, kurā atstarojas sūkļa audi un žoga audu kontrole, veseli augi, šīs divas audu spraugas piepildītas ar mitrumu un izplešanos. , ir labs dažāda starojuma atstarotājs; kad augs ir bojāts, tiek bojāta lapa, audi novīst, ūdens samazinās, infrasarkanais atstarojums tiek samazināts līdz zaudēšanai.
Termiskā infrasarkanā temperatūras kontrole ir arī svarīgs kultūraugu kaitēkļu un slimību rādītājs. Augi veselīgos apstākļos, galvenokārt kontrolējot lapu stomatālu atvēršanos un transpirācijas regulēšanas aizvēršanu, lai uzturētu savas temperatūras stabilitāti; slimības gadījumā notiks patoloģiskas izmaiņas, patogēna - saimnieka mijiedarbība patogēnā uz augu, īpaši ar transpirāciju saistītajiem ietekmes aspektiem noteiks invadēto daļu temperatūras paaugstināšanās un pazemināšanās. Kopumā augu uztveršana noved pie stomatāla atvēruma atcelšanas, un tādējādi transpirācija slimajā zonā ir augstāka nekā veselajā. Spēcīgā transpirācija izraisa temperatūras pazemināšanos inficētajā zonā un lielāku temperatūras starpību uz lapas virsmas nekā parastajā lapā, līdz lapas virspusē parādās nekrotiski plankumi. Šūnas nekrotiskajā zonā ir pilnībā mirušas, transpirācija šajā daļā ir pilnībā zaudēta, un temperatūra sāk paaugstināties, bet, tā kā pārējā lapas daļa sāk inficēties, temperatūras starpība uz lapas virsmas vienmēr ir lielāka nekā veselīgs augs.
Cita informācija
Lauksaimniecības zemes informācijas uzraudzības jomā UAV attālās uzrādes datiem ir plašāks pielietojuma klāsts. Piemēram, to var izmantot, lai ekstrahētu nokritušo kukurūzas laukumu, izmantojot vairākas tekstūras iezīmes, atspoguļotu lapu brieduma līmeni kokvilnas brieduma stadijā, izmantojot NDVI indeksu, un ģenerētu abscīnskābes lietošanas recepšu kartes, kas var efektīvi vadīt abscisskābes izsmidzināšanu. uz kokvilnas, lai izvairītos no pārmērīgas pesticīdu lietošanas utt. Atbilstoši lauksaimniecības zemju monitoringa un apsaimniekošanas vajadzībām neizbēgama tendence informatizētās un digitalizētās lauksaimniecības turpmākajā attīstībā ir nepārtraukta UAV attālās uzrādes datu informācijas izpēte un tās pielietojuma jomu paplašināšana.
Izlikšanas laiks: 2024. gada 24. decembris