Спутниктік суреттер - шешім қабылдау процесін жақсарту үшін ауыл шаруашылығы өндірісінде жүзеге асырылуы мүмкін ең жан-жақты функциялардың бірі. Көптеген деректерге негізделген шешімдер қабылдау фермерлерге, агрономдарға немесе кеңесшілерге бақылауға жататын ауыл шаруашылығы алқаптарында болып жатқан жағдайды және процестерді түсінуге көмектеседі.
Спутниктік бейнелеу дегеніміз не?
Спутниктік бейнелеу, сондай-ақ спутниктік қашықтықтан зондтау деп аталады, бұл Жер беті, атмосфера және мұхиттар туралы ақпарат жинау үшін спутниктік бейнелерді пайдалану процесі. Бұл технология ... пайдалануды қамтиды. спутниктер ғарыштан Жердің жоғары ажыратымдылықтағы суреттерін түсіре алатын мамандандырылған сенсорлар мен камералармен жабдықталған.
Спутниктер түсірген суреттерді ауа райының өзгеруін бақылау, қоршаған ортадағы өзгерістерді бақылау, жерді пайдалану мен өсімдіктерді картаға түсіру және табиғи апаттардың әсерін бағалау сияқты әртүрлі мақсаттарда пайдалануға болады. Оларды әскери және барлау мақсаттарында да пайдалануға болады.
Спутниктік бейнелеу оның артықшылықтарымен бірге тұрақты бақылаумен көрінбейтін жағдайларды тудыруы мүмкін. Тұрақты бақылаулар жүзеге асырылатын жұмыс күшінің саны, қаржы және уақыт тұрғысынан өте қажет болуы мүмкін.
Дақылдардың өсу кезеңінде үнемі бақылаулар жүргізілсе де, көзбен көруге болмайтын бірнеше нәрсе бар, мысалы, ерте дамуы. ауру және зиянкестердің келтірген залалы, сайып келгенде, жасуша деңгейінде хлорофиллдің ыдырауына әкеледі.
Адам көзіне көрінбейтін спектрлік жолақтарды біріктіру және есептеу арқылы өсірушілер мен кеңесшілер өсімдіктердегі көрінетін ауру немесе зиянкестердің зақымдану белгілері пайда болғанға дейін хлорофиллдің ыдырауын оңай елестете алады.
Дақылдарды бақылаудағы бұл артықшылықтар қазіргі заманғы технологиялармен пайдалы, бұл мұндай ақпаратты географиялық ақпараттық жүйелерге біріктіруге мүмкіндік береді, нәтижесінде ауылшаруашылық өндіріс жүйелеріне қатысты шешім қабылдау процестерінде пайдалануға дайын жылдам және сапалы деректер жиынтығын жасауға мүмкіндік береді.
Ақпаратқа негізделген шешімдер қабылдаумен қатар, спутниктік суреттер есеп беру, есеп жүргізу және әртүрлі деректер жиынтығымен (аурулар мен зиянкестер модельдері, өнімділік карталары, зиянкестерді бақылау, тыңайтқыштар карталары және т.б.) дақылдарды бақылаудың одан да функционалды жүйесін және фермердің немесе басқа мамандардың дақылдардың өсу кезеңіндегі ілгерілеуін қалай көретінін жасау мақсатында.
Ауыл шаруашылығында спутниктік суреттер қалай қолданылады?
Суреттерді спектрлік индекстерді модельдеу және есептеу үшін пайдалануға болады, олар кейінірек спектрдің көрінетін бөлігінде немесе басқа толқын ұзындықтарын қосу арқылы түс синтезі түрінде визуализациялау үшін пайдалануға теңестіріледі. Дұрыс таңдалған түс синтезі дақылдардың өсуін, стрессті немесе топырақты анықтай алады. эрозия әртүрлі түстермен көрсетіледі.
Спектрлік индекстер - қызығушылық тудыратын ерекшеліктерді көрсету үшін екі немесе одан да көп толқын ұзындықтарының спектрлік шағылысуының тіркесімі. Дақыл индекстері көбінесе ауыл шаруашылығында қолданылады, бірақ индекстер өртенген аумақтарды, басқа жасанды сипаттамаларды, суды және басқа да геологиялық ерекшеліктерді анықтау үшін қолданылады.
Өсімдік шаруашылығындағы пайдалы спектрлік индекстерге мыналар жатады:
- Нормаланған айырмалы өсімдік индексі (Нормалданған айырмашылықты өсімдік жамылғысының индексі).
- EVI (өсімдік жамылғысының жақсартылған индексі).
- RENDVI немесе NDRE (Қызыл жиектің қалыпқа келтірілген айырмашылығының өсімдік индексі).
- GNDVI (Жасыл қалыпқа келтірілген айырмашылықты көрсететін өсімдік индексі).
- MSI немесе NDWI (Ылғал кернеуінің индексі).
- LAI (Жапырақ ауданының индексі).
NDVI - ең көп қолданылатын индекстердің бірі және дақылдың бастапқы күйін қарау үшін жиі қолданылады. Басқа индекстер белгілі бір сипаттамалармен жұмыс істейді, сондықтан нәтижелер нақты ауылшаруашылық жерлеріне қатысты, жер өсімдіктерінің тарихымен жұмыс істеу маңызды.
NDVI (Нормалданған айырмашылықты өсімдік индексі)
Бұл индекс жасыл өсімдіктердің өлшемі болып табылады және әдетте ең кең таралған индекс болып табылады. Жапырақтары инфрақызыл сәулені (NIR) шағылыстырады және фотосинтез үшін тек көрінетін жарықты пайдаланады. Бұл фотосинтез жылдамдығы жақсы сау өсімдікті NIR-ді көрінетін қызыл жарықпен салыстыру арқылы талдауға болатынын білдіреді.
Саулығы нашар өсімдіктер көрінетін жарықты көбірек шағылыстырады және NIR төмендейді. Сау өсімдіктер оған түсетін көрінетін жарықтың бір бөлігін азайтады. Дегенмен, NDVI топырақтың (жарық пен түс), бұлттылықтың және көлеңкенің әсеріне сезімтал. Сондай-ақ, тығыз өсімдіктер өскен жағдайда NDVI мәндері дұрыс болмауы мүмкін.
EVI (өсімдік жамылғысының жақсартылған индексі)
Бұл индекс орташа ажыратымдылықтағы спектрлер үшін стандарт болып табылады – Terra және Aqua спутниктерінде қолданылатын құрал. EVI жапырақты өсімдіктердің шағылыстыруын оңтайландыру арқылы топырақ пен атмосфералық шектеулер сияқты кейбір кемшіліктеріне сілтеме жасайтын NDVI-ге балама ұсынады.
Ол сигналды түзету үшін көрінетін спектрдің көк бөлігін пайдаланады, бұл аэрозольдермен электромагниттік сәулеленудің шашырауын қоса алғанда, жоғарыда аталған шектеулердің әсерін төмендетеді.
RENDVI немесе NDRE (Қызыл жиектің қалыпқа келтірілген айырмашылығы бойынша өсімдік индексі)
Бұл индекс стандартты NDVI индексіне негізделген, бірақ өзгертулермен. RENDVI дәл ауыл шаруашылығында, орман мониторингінде және дақылдардағы стрессті анықтауда өте пайдалы.
Оның тиімділігі шағылысу мен жұтылу мәніне сәйкес келетін толқын ұзындықтарына емес, қызыл жолаққа түсетін толқын ұзындықтарын қосуға байланысты. Бұл әсіресе өсімдіктер жағдайындағы шағын өзгерістерді анықтау үшін ыңғайлы.
GNDVI (Жасыл қалыпқа келтірілген айырмашылықты өсімдік индексі)
Бұл индекс NDVI индексіне ұқсас және спектрдің қызыл бөлігінің орнына 540-тан 570 нанометрге дейінгі толқын ұзындығы диапазонындағы спектрдің жасыл бөлігіндегі жарықтың шағылысуын өлшейді. Бұл индексті дақылдардың жасыл бөліктеріндегі хлорофилл мөлшеріне сезімтал етеді.
MSI (Ылғал стрессінің индексі)
Бұл индекс жапырақтардағы су мөлшерінің артуына сезімтал. MSI индексі су тапшылығы стрессін анықтау үшін қолданылады және дақылдарды модельдеу, өртті талдау және экожүйе физиологиясы үшін жиі қолданылатын дақыл жағдайларының жақсы көрсеткіші болып табылады. Жоғары мәндер су стрессін және су мөлшерінің төмен екенін көрсетеді.
LAI (Жапырақ ауданының индексі)
Бұл индекс жапырақ ауданын бағалау және өсімдіктердің өсуі мен өнімділігін болжау үшін қолданылады.
Жер серігінен түсірілген дақылдардың түрлері
| Спутниктер және технология провайдерлері | Спутниктік кескін түрі | Циклды қайталаңыз | Кеңістіктік ажыратымдылық |
| Ландсат4-9 | RGB, көпспектрлі, панхроматикалық | 8 күн | 15, 30, 100 м |
| Күзетші-2, | RGB, көпспектрлі | 5 күн | 10 м |
| Планета ауқымы | RGB, көпспектрлі | Күнделікті | 3-4 м |
| Аспан ғаламшары | ПАНХРОМАТИКАЛЫҚ, КӨП СПЕКТРЛІ | Күнделікті | 0,5, 0,71-0,82 м |
| Airbus Pleiades | КӨП СПЕКТРЛІ | Күнделікті | 0,5 м |
| NEO-дан жалбарынады | ПАНХРОМАТИКАЛЫҚ, КӨП СПЕКТРЛІ | Өтініш берілгеннен кейін 40 минуттан кейін | 0,3 м |
| Мұзды көз | СИНТЕТИКАЛЫҚ АСПРЕПЦИЯЛЫҚ РАДАР | Күнделікті | 0,25 м |
| Гиперион | ГИПЕРСПЕКТРАЛДЫ | Жоқ | 30 м |
| Призма | ГИПЕРСПЕКТРАЛДЫ | Жоқ | 0,3 м |
Спутниктік бейнелеуді қолдану жағдайлары
Егістікті бақылауда спутниктік суреттерді пайдаланудың кейбір маңызды аспектілері:
Жылулық бейнелеу
Жер деңгейіндегі нысандар шығаратын жылуды ауадан түсірілген жылулық фотосуреттерден көруге болады, бұл дақылдың кернеуіне сәйкес келетін температураның өзгеруін де көрсетеді. Калибрлеу және кескінді түзету арқылы кескіннен қажетсіз элементтерді, мысалы, айналмалы жабдықты алып тастау деректердің бұрмалануына жол бермейді.
Соңғы суреттерде салқын аймақтар күлгін, ал жылы аймақтар сары болып көрінеді. Жылулық бейнелеу су өсімдіктерді салқындататындықтан, ағып кетулерді, кептелістерді және басқа да суару мәселелерін анықтауға көмектеседі. Жылулық бейнелеу өсірушілерге симптомға дейінгі аурулар мен зиянкестердің қысымын анықтауға және жапырақ бетінің температурасындағы ұсақ өзгерістерді анықтау арқылы уақтылы және мақсатты араласуларға жауап беруге көмектеседі.
Топырақ ылғалдылығы
Ауыл шаруашылығы топырақтың ылғалдылығын ескеруі керек. Дәл егіншілік қолданбалары үшін (жеке егістік алқаптарының масштабында) және дақылдардың өнімділігін модельдеуді жақсартуды күтумен, жоғары ажыратымдылықтағы топырақ ылғалдылығы карталарының болуы өте маңызды.
Кеңістіктік ажыратымдылығының нашарлығына және бақылаулардың таяз тереңдігіне байланысты, спутниктерден алынған топырақ ылғалдылығы өнімдері әзірге ферма немесе далалық ауылшаруашылық шешімдерін қолдауда сирек қолданылып келеді. Дегенмен, егер ол қолайлы уақытша және кеңістіктік өлшемдер бойынша тиісті деректерді бере алса, спутниктен алынған топырақ ылғалдылығының әлеуеті зор болады деп күтілуде.
Ажыратымдылық
Төмен орбиталық спутниктерден алынған жоғары ажыратымдылықтағы спутниктік бейнелеу жақында дамыған және қолжетімді болды, бұл фенотиптеуді қолданудың тағы бір әлеуетін ұсынады. Бұл мақалада спутниктік фотосуреттің дақылдарды фенотиптеуде және ауылшаруашылық өндірісінде қалай қолданылатыны көрсетілген және жоғары ажыратымдылықтағы спутниктік деректерді пайдаланып бағалауға болатын өсімдік ерекшеліктері анықталған.
Мақалада дақылдарды селекциялау бағдарламаларында спутниктік фенотиптеуді қолданудың артықшылықтары, сондай-ақ бұлттардың бітелуі сияқты кемшіліктері қарастырылады. Сондай-ақ, болашақта фенотиптеу құралы ретінде жоғары ажыратымдылықтағы спутниктік бейнелеуді қолданудың әлеуетті мүмкіндіктері қарастырылады.
Өсімдік селекционерлеріне климаттың өзгеруімен күресу кезінде жаһандық азық-түлікке деген сұранысты қанағаттандыруға көмектесетін жоғары өнімді, стресске төзімді сорттарды таңдауға көмектесу үшін жоғары ажыратымдылықтағы спутниктік суреттерді дақыл сорттарын бағалау үшін фенотиптеу құралы ретінде пайдалануға болады.
Спутниктік суреттерді қолдану
ГеоПард мүмкіндіктер және спутниктік бейнелеу қолданбалары ұсынады пайдаланушыларға ауыл шаруашылығы алқаптарынан тікелей визуализациялау, қалыпқа келтіру, талдау және дақыл өндірісін жақсарту мақсатында түсініктер алу мүмкіндігі. Бұл деректерді пайдалануға дайын GeoPard алгоритмдерінің көмегімен немесе оларды агрономия үшін пайдалы ету үшін өз алгоритмдеріңізді жасау арқылы жасауға болады.
Бұл алгоритмдер дақылдардың өсуін, стрессті және т.б. бағалауға (суретті қараңыз) немесе тіпті рецепт карталарын жасауға мүмкіндік береді: мысалы, азотты VR қолдану карталары, дақылдарды қорғауға арналған бүркуді қолдану карталары.
Жиі қойылатын сұрақтар
1. Фермаға арналған спутниктік суреттерді қалай алуға болады?
Оны фермаңызға алу үшін, провайдерлерді зерттеңіз, тіркеліңіз және олардың дерекқорына немесе порталына кіріңіз. Ауыл шаруашылығын бақылау үшін тиісті кескіндерді алу үшін фермаңыздың орналасқан жерін және қажетті параметрлерді көрсетіңіз.
2. Неліктен спутниктік суреттер қоректік торларды түсінуге көмектеседі?
Бұл экожүйелердің кең және жан-жақты көрінісін беру қабілетіне байланысты қоректік торларды түсінуге пайдалы. Құрлық пен су айдындарының ауқымды суреттерін түсіру арқылы ғалымдарға әртүрлі тіршілік ету орталары мен ресурстардың кеңістіктік таралуын бақылауға және талдауға мүмкіндік береді.
Бұл өз кезегінде әртүрлі түрлер арасындағы өзара әрекеттесуді зерттеуге, негізгі қоректену қатынастарын анықтауға және қоректік торлар арқылы энергия ағынын түсінуге көмектеседі.
Бұл күрделі экологиялық динамиканы ашуға көмектеседі, экожүйенің жұмыс істеуі мен табиғатты қорғау шараларын тереңірек түсінуге ықпал етеді.
3. Спутниктік суреттер қаншалықты қымбат?
Оның құны бірнеше факторларға байланысты өзгеріп отырады. Оларға провайдер, ажыратымдылық, сатып алу жиілігі және қажетті қамту көлемі жатады. Бағалар төмен ажыратымдылықтағы кескіндердің қолжетімді нұсқаларынан бастап жоғары ажыратымдылықтағы және нақты уақыт режиміндегі мониторингтің қымбатырақ нұсқаларына дейін өзгеруі мүмкін.
Сонымен қатар, мамандандырылған қызметтер немесе жекелендірілген деректер сұраулары қосымша шығындарға әкелуі мүмкін. Сіздің нақты талаптарыңыз бен бюджетіңізге сәйкес келетін спутниктік бейнелеу шешімін табу үшін әртүрлі провайдерлерді және олардың баға белгілеу модельдерін зерттеген жөн.
4. Инфрақызыл спутниктік кескін дегеніміз не? Оны қалай оқуға болады?
Ол Жер бетіндегі заттар мен беттерден шығатын инфрақызыл сәулеленуді түсіреді. Ол температураның өзгеруі мен жылулық заңдылықтар туралы құнды түсінік береді.
Инфрақызыл спутниктік кескіндерді оқу үшін жылы нысандар кескінде ашықырақ, ал суық нысандар күңгірттеу болып көрінетінін түсіну керек. Осы температура өзгерістерін талдау арқылы бұлттардың түзілуін бағалауға, құрлық пен су температурасының айырмашылықтарын анықтауға, орман өрттерін анықтауға және тіпті мұхит ағындарын бақылауға болады.
Түс шкаласын түсіну және кескіндердегі жарықтық деңгейлерін түсіндіру инфрақызыл спутниктік кескіндерден маңызды ақпарат алуға көмектеседі.




Дрондарды картаға түсіру қалай жұмыс істейді: дронға камералар мен лазерлік сканерлер сияқты сенсорлар орнатылған, олар аймақтың үстінен ұшып, суреттерді түсіреді немесе оны әртүрлі биіктіктер мен бұрыштарда лазерлермен сканерлейді. Содан кейін жиналған деректер компьютер немесе смартфон экранында көруге болатын 3D карталарға өңделеді.
2. Дронмен түсірілген тыңайтқыштар, гербицидтер және пестицидтерге арналған рецепт карталары
Тек бір ғана стратегия ескірген, себебі ол ресурстарды босқа жұмсап қана қоймай, сонымен қатар дақылдардың денсаулығы мен тіршілік қабілетіне де әсер етуі мүмкін. Мысалы, тым көп су тамырларының оттегін сіңіруіне кедергі келтіру арқылы басқаша сау дақылдарды өлтіруі мүмкін, сондықтан тіпті суару да мінсіз дақылдарды өсірудің ең жақсы тәсілі емес. Тыңайтқыштарға да қатысты; дұрыс мөлшерде қолдану өсу үшін өте маңызды, себебі тым көп қолдану тамырлардың күйіп қалуына әкеледі, бұл басқаша сау өсімдіктерді жоюы мүмкін. Дронмен картаға түсіру спрейлерді тек проблема бар жерге шашыратуға мүмкіндік береді, бұл ресурстардың ысырап болуын және бірдей өңдеуді қажет етпейтін сау дақылдарға зиян келтіру қаупін азайтады. Адамдар өз дақылдарындағы әрбір өсімдіктің бірегей талаптарын тани алмаса да, дронмен зерттеу технологиясы мұны бірнеше минут ішінде жасай алады.
3. Егістікті бағалау
Түймені басу арқылы барлау миссиялары іске қосылады; дрон ауа райына төзімді зарядтау станциясынан ұшып кетеді, деректерді жинайды және оны жүктейді. Дронның зерттеу нәтижелері, сондай-ақ оның өсімдіктерге әсер ететін стрессті анықтауын және кез келген ағымдағы өңдеулердің немесе түзетулердің тиімділігін зерттеу автоматтандырылған суару жүйелерін бейімдеу үшін пайдаланылуы мүмкін. Жергілікті барлау дрондарымен денсаулықты үнемі тексеру мүмкін.
4. Өсімдіктер популяциясының саны
Дронның қуатты жасанды интеллект технологиясының көмегімен кез келген өсімдік түрін анықтауға болады. Бұл әрбір маусымның басында және соңында бүкіл өндіріс пен жалпы шығынды анықтауға мүмкіндік береді, бұл өсу маусымының табысы туралы дәлдікті және хабардарлықты арттырады.
5. Дронмен түсіру арқылы автоматты жіктеулер
Дронмен түсірілген суреттер оның қандай ауылшаруашылық жерінің үстінен ұшып бара жатқанын, егістік пе, жайылымдық па немесе аралас па екенін анықтай алады. Дрондар жоғарыда көрсетілгендей, жазбалардың өзектілігін және кез келген шығындардың тіркелгенін тексеру үшін дақылдар мен мал санын санауы мүмкін.
6. Егіндерді бақылау
Егіндіктердің денсаулығы алдын ала анықталмайды, себебі қоршаған орта факторлары дамуға әсер етуі мүмкін. Температура, ылғалдылық, қоректік заттар мен микроэлементтердің мөлшері, жәндіктер мен аурулардың болуы, судың қолжетімділігі және күн сәулесінің түсу мөлшері ескерілетін факторлар болып табылады. Осының бәрін дрондардың әртүрлі пайдалы жүктемелерін пайдаланып бақылауға болады, және осы материалдық емес айнымалылардың көпшілігін суды немесе спрейді тікелей қажетті аймақтарға жағу арқылы басқаруға болады. Егіндіктің айналасы неғұрлым сау болса, оның иммундық жүйесі соғұрлым күшті болады, демек, ол соғұрлым сау болады - зиянкестер мен аурулардан қорғану мүмкіндігі әлдеқайда жоғары болады.














