Беспилотники в сельском хозяйстве — контроль на дистанции

0 1508

Текст: И. Воронков, руководитель проектов, ЗАО «Инженерный центр “ГЕОМИР”»

В нашей стране технологии точного земледелия получили уже достаточно широкое распространение. Однако для наиболее эффективной работы этих систем необходимо получение качественных данных о ситуации на полях. Предоставить подобную информацию могут беспилотные летательные аппараты, использование которых становится все более актуальным для сельского хозяйства.

На поверхности земли зачастую невозможно корректно и полноценно оценить ситуацию и уровень развития выращиваемых культур, а спутниковые снимки не позволяют получить требуемое разрешение и периодичность предоставления данных. В этом случае беспилотные летательные аппараты, или БПЛА, имеют ряд существенных преимуществ, позволяют дистанционно контролировать состояние сельскохозяйственных полей и принимать своевременные управленческие решения.

ВЫСОКАЯ ТОЧНОСТЬ

Сегодня развитие техники и технологий делает использование БПЛА все более доступным. Приборы, устанавливаемые на современных беспилотных аппаратах, во многом аналогичны устройствам, применяемым на спутниках, и используют те же физические законы для получения пространственной информации. Каждый из этих методов сбора данных обладает своими преимуществами и недостатками, однако в комплексе они создают эффективный инструмент контроля. Спутники отличаются высокой производительностью, а беспилотные авиационные системы — хорошей детализацией исследуемой территории, что позволяет получать более подробные пространственные сведения. Подобная информация достигает разрешающей способности выше одного сантиметра на пиксель, обладает высокой точностью позиционирования относительно земных координат и позволяет определить координату объектов по высоте. Такие сведения можно использовать для инвентаризации посевных земель, их картирования, определения карт высот и мест водотоков, а также для своевременного выявления чрезвычайных ситуаций на полях. Беспилотные летательные аппараты обладают еще одним существенным преимуществом — доступность применения непосредственно работниками сельскохозяйственного предприятия. Для их использования достаточно пройти двухнедельное обучение основам управления данными устройствами, после чего можно подбирать наиболее удобное время для контроля исследуемой территории.

РАЗНЫЕ АГРЕГАТЫ

Существует две основных разновидности беспилотных летательных аппаратов: самолетный и коптерный типы. Первый за счет своих аэродинамических характеристик отличается значительной продолжительностью полета, которая может равняться 3–4 часам. Благодаря этому данная разновидность БПЛА способна удаляться на существенные расстояния от точки старта и за один полет снимать большие площади — до 10–20 тыс. га. Коптеры же летают значительно меньшее количество времени — в среднем 30 минут, и имеют более низкую скорость полета. В то же время они более простые в эксплуатации и могут зависать над объектом в нужной точке. Производительность коптеров за день в среднем составляет 500–1000 га. Устройства этого типа подходят для некрупных хозяйств, которые не нуждаются в съемке больших площадей либо используют информацию, полученную не со всей поверхности поля.

Беспилотные летательные аппараты коптерного типа могут применяться совместно с другой разновидностью для получения более детального анализа участков, выделенных по данным осмотра. Вначале выполняется сплошная съемка территорий с помощью беспилотного самолета, полученные снимки обрабатываются, и с помощью специальных методик определяются проблемные зоны на полях. После этого запускается коптер, который производит облет и анализ выделенных участков. Подобный способ позволяет реализовать преимущества каждого типа БПЛА и за счет этого добиться их максимально эффективного использования.

ПОМОЩЬ В ОБРАБОТКЕ

При постоянном использовании БПЛА объемы получаемых данных с полей зачастую достигают десятков и сотен гигабайт, и обработать такое количество информации быстро и эффективно вручную практически невозможно. В этом случае лучше воспользоваться специальными программными комплексами автоматического распознавания изображений, которые позволяют значительно ускорить процесс работы со снимками. Подобная система обрабатывает полученные с БПЛА снимки, выделяет проблемные зоны, то есть заболоченные или засушливые участки, места с большим количеством сорняков и так далее, и рассчитывает количество проросших растений, пропусков, а также расстояние между всходами и другие параметры посевов. В результате через несколько часов после полета и обработки снимков можно получить подробную информацию о состоянии поля с точностью до одного всхода. Благодаря такому программному комплексу сельхозпроизводитель может не просматривать все снимки целиком, а сосредоточиться на выделенных проблемных зонах и оценивать качество посева по полученным числовым значениям. Используя эту информацию, можно проанализировать качество работы сеялки или механизатора и принять решения по исправлению ситуации, например установить на посевной агрегат специальное дополнительное оборудование, помогающее значительно улучшить качество высева.

В процессе роста растений съемку с БПЛА можно вести с использованием мультиспектральной камеры, помогающей создавать карты вегетационного индекса NDVI высокого разрешения. Подобные снимки позволяют сельхозпроизводителю оценить состояние посевов и выделить зоны, отстающие в развитии, или, наоборот, опережающие остальные участки полей. Для более точных результатов данные мультиспектральной съемки калибруются с помощью наземных измерений. Комплексное использование этих сведений дает возможность построить карты дифференцированного внесения удобрений, которые значительно повышают эффективность распределения агрохимической продукции на полях.

УПРОСТИТЬ НАВИГАЦИЮ

Непосредственно перед уборкой данные, полученные с беспилотных летательных аппаратов, позволяют оценить состояние посевов и спрогнозировать будущий урожай. При съемке незасеянных полей эти устройства помогают в получении высокоточных 3D-моделей и карт рельефа. Использование этих сведений при построении заданий по дифференцированному внесению удобрений помогает улучшить результаты обработки земель агрохимической продукцией. Кроме того, карты рельефа полей при грамотном применении могут послужить основой для разработки систем мелиорации и ирригации.

Для структурированного и удобного хранения большого объема данных, полученных с беспилотных летательных аппаратов, рекомендуется пользоваться специальными системами управления сельскохозяйственным предприятием, имеющими в своем составе модуль по работе со снимками БПЛА. Одной из важных функций подобных платформ является загрузка фотографий и использование их совместно со спутниковыми снимками. Такой анализ дает возможность выявить и оценить динамику изменения проблемных зон на полях, а также определить состояние и развитие культур в целом. Обнаруженные участки, не соответствующие должным параметрам, выделяются, и снимки с ними автоматически передаются в мобильное приложение для дальнейшего наземного осмотра. Подобное технологическое решение значительно упрощает навигацию на полях и обнаружение проблемных зон.

В целом грамотное использование беспилотных летательных аппаратов и получаемых с их помощью данных позволяет существенно повысить эффективность сельскохозяйственного производства. По этой причине в ближайшие годы БПЛА станут незаменимыми помощниками в АПК и необходимым атрибутом любого успешного аграрного предприятия.

Подписаться на статьи

Наши новости
Cпециальные предложения
Cобытия и конференции

баннер на сайт 2
Яндекс.Метрика

© 2013 Агробизнес. Ежедневное интернет-издание о новом поколении предпринимателей. Использование материалов Агробизнеса разрешено только с предварительного согласия правообладателей. Все права на картинки и тексты в разделе Новости принадлежат их авторам. Сайт может содержать контент, не предназначенный для лиц младше 18-ти лет.