Kuidas kasutada põllumajandusdroone täppispõllumajanduses?

Droone kasutatakse enamaks kui ainult sõjaliseks otstarbeks. Põllumajandusdroonid aitavad nüüd põllumeestel ja põllumajandusettevõtetel oma maad tõhusamalt ja efektiivsemalt hooldada.

Toiduainete tootmise ja tarbimise nõudluse kasv tänapäeva põllumajanduses on viinud selle kriitilisse pöördepunkti, kus ülemaailmsed toiduvarud kahanevad kiiremini kui kunagi varem ja toormehinnad tõusevad enneolematult kõrgele.

Agronoomid ja põllumehed kogu maailmas on üha suurema surve all ressursside tõhusamaks haldamiseks kahanevate rahaliste vahendite tõttu, samas kui “talust taldrikule” fenomen on toonud kaasa üha suurema surve toiduainete parema jälgitavuse järele, kuna kliendid on üha enam huvitatud ostetavate toiduainete päritolust ja tootmisviisist.

Lisaks muutuvad kliimamuutuste tõttu põllumajandustööstuse katsed tarneahela turvalisuse säilitamiseks keerulisemaks.

Kuidas droone täppispõllumajanduses kasutatakse?

Droonid on põllumajanduses üha populaarsemad osana terviklikust säästva põllumajanduse plaanist, võimaldades agronoomidel ja põllumeestel protsesse sujuvamaks muuta, saades samal ajal põhjalike andmete ja analüüside abil olulist teavet oma põllukultuuride kohta. topograafia analüüs.

Näiteks lihtsustab põllukultuuride seiret põllumajandusdroonidelt saadav teave, mida seejärel kasutatakse pidevate täiustuste, näiteks väetise kasutamise või kraavide paigutuse muutmise, väljatöötamisel ja rakendamisel.

Kasutades GPS-asukohti marsruudi eri punktides, saab töömahukate ja aeganõudvate andmekogumismeetodite asemel toitu usaldusväärselt jälgida farmist taldrikule.

Põllumajandusdroonide roll täppispõllumajanduses

Täppispõllumajanduses kasutatakse mehitamata õhusõidukeid mitmesuguste ülesannete jaoks, alates mullaproovide võtmine ja põllukultuuride analüüsist kuni istutamise ja pestitsiididega töötlemiseni.

Põllumajanduses kasutatavaid droone saab kombineerida erinevate pilditehnoloogiatega, nagu hüperspektraalsed, multispektraalsed, termilised jne, et pakkuda põllumeestele ajalist ja kohapõhist teavet põllukultuuride tervise, seeninfektsioonide, kasvu kitsaskohtade jms kohta.

Mehitamata õhusõidukid on väga tõhusad suurte põllumajandusmaa alade täpseks jälgimiseks, võttes arvesse selliseid parameetreid nagu kalle ja kõrgus, et leida parim istutusrežiim.

Oluline on see, et droonide andmete kõrget eraldusvõimet saab kasutada põllukultuuride viljakuse mõõtmiseks, mis võimaldab agronoomidel väetisi suure täpsusega peale kanda, jäätmeid vähendada ning niisutussüsteeme kavandada või parandada.

Pärast loodusõnnetusi, näiteks üleujutusi, võib see tehnoloogia olla eriti kasulik põllumeeste abistamisel kahjustuste hindamisel maastikel, kuhu jalgsi liikudes ligipääsmatuks osutub. Järgnevalt on toodud mõned droonide rollid täppispõllumajanduses:

1. Põllukultuuride mõõdistamine ja kaardistamine

Kui varem tuli saagi hindamine teha käsitsi, jalgsi, traktorilt või kalli satelliittehnoloogia abil, siis nüüd võimaldavad droonid põllumajanduses taimestiku tervist taevast minutitega analüüsida.

Näiteks drooniga tehtud aegvõtteid saab kasutada saagikuse kasvu ja arengu täpseks jälgimiseks mitme päeva või nädala jooksul ning drooniga juhitav NDVI-kaardistamine, mis kasutab spetsiaalseid andureid, on äärmiselt kasulik klorofülli taseme analüüsimiseks, putukate, kahjurite ja haiguste avastamiseks, umbrohtude kindlakstegemiseks ja taimede stressitaseme mõõtmiseks.

Seega saavad põllumehed probleemidega kiiresti tegeleda ja teha vajalikke kohandusi, et tagada suurem tootlikkus. See tähendab sisuliselt seda, et põllumehed saavad olla oma põllukultuuride pidevalt muutuvate vajaduste suhtes oluliselt tähelepanelikumad.

Drooniga põllukultuuride kaardistamise protsess on üsna lihtne. Paljudel uuematel põllumajandusdroonide mudelitel on lennuplaneerimise tarkvara, mis võimaldab operaatoril joonistada kujundi katmata ala ümber. Seejärel kavandab tarkvara automaatselt lennutrajektoori ja mõnel juhul valmistab ette isegi kaameravõtteid.

Lennu ajal jäädvustab droon pilte automaatselt, kasutades pardal olevaid andureid ja sisseehitatud kaamerat, ning kasutab GPS-i, et arvutada iga võtte tegemise aega. Kui teie droonil aga need automaatsed funktsioonid puuduvad, peab üks inimene drooni juhtima, samal ajal kui teine pilte teeb.

2. Umbrohu- ja kahjuritõrje

Saagi ikaldust põhjustavad umbrohud ja kahjurid praktiliselt kõigi peamiste põllukultuuride, sealhulgas nisu, palmiõli, sojaoa, riisi, kartuli, puuvilla ja maisi puhul. Täppispõllumajandusel on põllumajanduses lai valik rakendusi ja kasutusvõimalusi, sealhulgas kitsenduses ja kahjuritõrjes.

Spetsiaalsete kaamerate ja anduritega, mis suudavad tuvastada teatud umbrohtusid ja kahjureid, ning GPS-tehnoloogiaga, mis suudab anda asukohateavet põldude kaardistamiseks, saavad nad aidata sekunditega korralikult jälgida tohutuid piirkondi.

Droonid põllumajanduses võimaldavad täpsemat umbrohutõrje strateegiat planeerida, suurendades mehaaniliste meetodite tõhusust ja vähendades herbitsiidide kasvu, mis omakorda toob kaasa odavamad kulud, aeglasema umbrohuresistentsuse tekkimise ja suurema bioloogilise mitmekesisuse.

Põllumajandusdroonid suudavad põllu kohal lennates ja umbrohu ning kahjurite tuvastamiseks fotosid saates katta mitu hektarit minutitega. Lisaks saavad põllumehed ja ettevõtted umbrohu ja kahjuritega võimalikult kiiresti tegeleda, enne kui need kogu saaki kahjustavad.

3. Pinnase kontroll

Neid kasutatakse sageli mulla seisundi kontrollimiseks. Tavapärases põllumajandusmetoodikas on maapinna kontrollimine mitu etappi, näiteks põllu käsitsi külastamine seadmetega ja mullaproovide uurimine erinevate parameetrite osas.

Põllumajandustootjad ja akadeemikud seevastu saavad tänu täiustatud maaseire tehnoloogiatele jälgida mulla kvaliteedi olulisi näitajaid kaua pärast seemnete külvi.

Mulla- ja väliuuringuteks kasutatavad droonid aitavad jälgida mulla ja taimede tihedust kogu kasvuperioodi vältel, et vältida hilisemaid üllatusi.

See ennetav mullaproovide võtmine põllumajandusdroonide abil aitab põllumeestel probleemidest ette näha ja vajalikke muudatusi teha (nt kohandades niisutamine, lisades lämmastikku väetis, jne), et maksimeerida saagi tervist.

Mulla koostise ja seisundi jälgimine on tänapäevase põllumajandustegevuse jaoks kriitilise tähtsusega. Mida täpsemad on andmed, nagu enamiku asjade puhul, seda parem.

Põllumajandustootjad saavad oma põldude multispektraalsete mullakvaliteedi kaartide abil teha teadlikumaid otsuseid selle kohta, kuhu ja millal istutada põllukultuure ning millal teha kohandusi. Selle tulemusena on säästvamate maakorraldusmeetodite abil saagikus suurem ja tervislikum.

4. Niisutus ja veemajandus

Vesi on väärtuslik ressurss, mis on kriitilise tähtsusega kõigi põllumajandustegevuste edukuse jaoks, seega tuleb seda korralikult hallata. Mängu tuleb droonide termograafia, mis kasutab termosensoreid, et saada pilt maa niiskusesisaldusest.

Selle teabe põhjal saab teha teadlikke otsuseid niisutustoimingute kohta, et tagada, et talu rohkem vett vajavad alad seda ka saavad, samal ajal kui juba niiskeid alasid ei kasteta üle.

Lõppkokkuvõttes aitavad need muuta põllumajanduse palju täpsemaks teaduseks, pakkudes eespool loetletud eeliseid. Vee- ja niisutusprobleemid pole mitte ainult kallid, vaid võivad ka vähendada saagikust. Droonimõõdistamist saab kasutada nende probleemide tuvastamiseks enne, kui need tõsiseks muutuvad.

5. Pihustamise juhtimine

Täppispõllumajanduse droonide teine eelis on väetiste tõhus ja efektiivne kasutamine. Mehitamata õhusõidukid saavad kasutada täiustatud anduritehnoloogiat, et täpselt kindlaks teha, kus on vaja täiendavaid toitaineid, võimaldades neid kasutada ainult seal, kus neid kõige rohkem vajatakse.

Droonid on põllumajanduses ka väga tõhusad pihustid, mis suudavad täpselt õige koguse taimeväetist õigel ajal kohale toimetada, vähendades edukalt väljastatava väetise kogust kuni 20% võrra. See mitte ainult ei vähenda põllumajanduskulusid, vaid hoiab ära ka liigse keskkonnakahju.

Põllumajanduses kasutatavate droonide tüübid

Mehitamata õhusõidukid on erineva kuju ja suurusega ning neid saab jagada järgmistesse kategooriatesse:

1. Fikseeritud tiibadega droonid

Fikseeritud tiivaga lennukid kasutavad kõrguse hoidmiseks tõstejõudu ja takistusjõudu samamoodi nagu lennukid. Neid on üsna lihtne juhtida. Neil on liikumatu tiib ja propeller, mis võimaldab neil edasi liikuda.

Oma konstruktsiooni tõttu peab see õhus püsimiseks pidevalt ümbritseva õhu suhtes liikuma. Seetõttu võib tuul selle toimimist oluliselt mõjutada.

Teine piirang on see, et suuremad droonid vajavad õhkutõusmiseks ja -toomiseks rajaala, samas kui väiksemaid saab käsitsi õhku lasta ja pehmele pinnale maandudes õhku tõsta.

2. Fikseeritud tiivaga hübriidsed VTOL-droonid

Uus hübriidide kategooria, mis suudab vertikaalselt õhku tõusta ja maanduda, ühendab endas fikseeritud tiibadega droonide eelised hõljumisvõimega.

Fikseeritud tiivaga hübriidsed VTOL (vertikaalne õhkutõus ja maandumine) droonid ühendavad UAV (mehitamata õhusõiduki) omadused võimega lennata ühes asukohas, säilitades samal ajal hübriidsed omadused.

Tänu sellele funktsioonile saavad need ühest kohast õhku tõusta ja pikemat aega vertikaalselt lennata.

3. Mitme drooni

Mitme rootoriga droone kasutatakse kaardistamiseks ja modelleerimiseks kõige sagedamini. Need koosnevad kere ja neljast mootorist, mis käitavad sobivaid propellereid. Mitme rootoriga droonid on oma kompaktse suuruse ja suurepärase juhitavuse tõttu suurepärane valik aerofotograafias.

Nad saavad lihtsalt vertikaalselt hõljuda ja õhku tõusta, mis annab neile veelgi suurema liikuvuse. Tänu oma disainile suudavad nad kanda ka suuremat raskust. Multirootor suudab transportida kaupu, näiteks peegelkaamerat või muid esemeid, mis võimaldavad sellel liikuda.

Nendega saab väikestes ruumides hõlpsalt navigeerida. Droonide GPS-vastuvõtjad võimaldavad neil hõljuda ja järgida etteantud teed, kasutades teekonnapunkte.

4. Ühe rootoriga helikopter

Ühe rootoriga helikopterdroonidel on rohkem eeliseid kui teistel tüüpidel. Neil on gaasiga juhitav mehhanism vastupidavuse suurendamiseks.

Aerodünaamilised standardid rõhutavad, et suuremad rootorilabad põhjustavad vähem pöörlemist ja suuremat süsteemi töökindlust. Seetõttu on ühe rootoriga helikopterid praktilisemad kui muud tüübid. Põllumajandus saab kasu ühe rootoriga helikopterite pikematest rootorilabadest.

5. Seotud droon

Kinnitatud sõiduk on tüüpiline droon, mis on juhtme külge kinnitatud, et kaotada vajadus kaugjuhtimispuldi järele. Seega piirab juhtmestik drooni liikumist. Lisaks on kinnitatud droone saadaval väga erinevates konfiguratsioonides.

Need võivad ulatuda tavalisest droonist, mis liigub vastavalt kinnitusrihmale, kuni droonini, mis on kinnitatud mikrokiudtraadiga ja millel on väljakujunenud jõuallikas lõputuks lendamiseks.

Rahvusvahelise Mehitamata Sõidukisüsteemide Assotsiatsiooni andmetel hakatakse lähitulevikus 80 protsenti mehitamata õhusõidukitest (UAV-dest) kasutama põllumajanduslikel eesmärkidel.

Aga kui valmis on põllumajandussektor droonide kasutamiseks? Ja kui valmis nad on talus täielikult tegutsema?

Korduma kippuvad küsimused

1. Mis aastaajal nad droone saagi analüüsimiseks lennutavad?

Droone lennutatakse tavaliselt põllukultuuride analüüsimiseks kasvuperioodil, mis on aeg, mil põllukultuurid aktiivselt kasvavad ja arenevad. See periood vastab üldiselt kevad- ja suvekuudele, olenevalt konkreetsest põllukultuurist ja asukohast.

Droonide lennutamise abil saavad põllumehed sel hooajal reaalajas andmeid saagi tervise kohta, tuvastada probleemseid valdkondi ja teha teadlikke otsuseid saagikoristusprotsesside optimeerimiseks ja saagikuse maksimeerimiseks.

2. Millist loodusvara saame kaitsta droonide ja täpsete sisendite kasutamisega?

Droonide kasutamine ja sisendite täpne kasutamine aitab kaitsta veevarusid. Väetiste, pestitsiidide ja niisutamise täpse kasutamise abil saavad põllumehed minimeerida nende ainete äravoolu ja leostumist veekogudesse. Droonid pakuvad kõrglahutusega pildistamist ja andmete kogumist, mis võimaldab põllumeestel tuvastada üle- või alaesindatud alasid ja vastavalt sisendite hulka kohandada.

3. Kuidas drooni juhtida?

Drooni juhtimine hõlmab tavaliselt järgmisi samme: esiteks veenduge, et droon on täielikult laetud ja vajalikud komponendid, näiteks pult ja mobiilseade, on ühendatud.

Teiseks tehke lennueelne kontroll, veendudes, et drooni andurid, propellerid ja kaamera töötavad korralikult. Kolmandaks planeerige lennutrajektoor ja vajadusel määrake teekonnapunktid drooni juhtimistarkvara abil.

Lõpuks laske droon õhku, manööverdage seda puldi abil ja jälgige reaalajas videoülekannet või jäädvustatud pilte analüüsimiseks. Drooni edukaks kasutamiseks on oluline järgida kohalikke eeskirju ja harjutada ohutuid lennutehnikaid.

4. Kuidas droonid andmeid koguvad?

Droonid koguvad andmeid pardal olevate erinevate andurite ja tehnoloogiate abil. Nende hulka võivad kuuluda kaamerad, termoandurid, LiDAR (valguse tuvastamine ja kauguse määramine) ja multispektraalsed andurid. Kui droon lendab sihtmärgi kohal, jäädvustavad need andurid pilte, videoid või muid andmeid. Kogutud andmed edastatakse ja salvestatakse droonile või viiakse analüüsimiseks arvutisse.