Kā izmantot lauksaimniecības dronus precīzajā lauksaimniecībā?

Droni tiek izmantoti ne tikai militāriem mērķiem. Lauksaimniecības droni tagad var palīdzēt lauksaimniekiem un lauksaimniecības uzņēmumiem efektīvāk un lietderīgāk uzturēt savu zemi.

Pārtikas ražošanas un patēriņa pieprasījuma pieaugums mūsdienu lauksaimniecības nozarē ir novedis to pie kritiska pagrieziena punkta, globālajiem pārtikas krājumiem sarūkot straujāk nekā jebkad agrāk un izejvielu cenām pieaugot kā vēl nekad.

Agronomi un lauksaimnieki visā pasaulē izjūt arvien lielāku spiedienu uzlabot resursu efektīvu pārvaldību, ņemot vērā sarūkošos finanšu līdzekļus, savukārt “no lauka līdz šķīvim” fenomens ir novedis pie pieaugošas prasības pēc labākas pārtikas produktu izsekojamības, jo klienti arvien vairāk uztraucas par iegādāto pārtikas produktu avotiem un to ražošanas veidu.

Turklāt lauksaimniecības nozares centieni saglabāt piegādes ķēdes drošību kļūst arvien sarežģītāki klimata pārmaiņu dēļ.

Kā droni tiek izmantoti precīzajā lauksaimniecībā?

Droni kļūst arvien populārāki lauksaimniecībā kā daļa no holistiska ilgtspējīgas lauksaimniecības plāna, ļaujot agronomiem un lauksaimniekiem palīdzēt racionalizēt procesus, vienlaikus iegūstot svarīgu informāciju par savām kultūrām, izmantojot detalizētus datus un. topogrāfijas analītika.

Piemēram, kultūraugu uzraudzību vienkāršo informācija, kas saņemta no lauksaimniecības droniem, un pēc tam to izmanto, lai izstrādātu un ieviestu pastāvīgus uzlabojumus, piemēram, izmaiņas mēslošanas līdzekļu lietošanā vai grāvju izvietojumā.

Izmantojot GPS atrašanās vietas dažādos maršruta punktos, nevis darbietilpīgas un laikietilpīgas datu vākšanas metodes, pārtiku var droši izsekot no saimniecības līdz šķīvim.

Lauksaimniecības dronu loma precīzajā lauksaimniecībā

Precīzajā lauksaimniecībā bezpilota lidaparāti (UAV) tiek izmantoti dažādos uzdevumos, sākot no augsnes paraugu ņemšana un kultūraugu lauku analīzi līdz stādīšanai un pesticīdu lietošanai.

Dronus lauksaimniecībā var kombinēt ar dažādām attēlveidošanas tehnoloģijām, piemēram, hiperspektrālām, multispektrālām, termiskām utt., lai sniegtu lauksaimniekiem laika un vietas specifisku informāciju par kultūraugu veselību, sēnīšu infekcijām, augšanas traucējumiem utt.

Bezpilota lidaparāti (UAV) ir ļoti efektīvi, lai rūpīgi izsekotu lielas lauksaimniecības zemes platības, ņemot vērā tādus parametrus kā slīpums un augstums, piemēram, lai noteiktu visefektīvāko stādīšanas režīmu.

Svarīgi ir tas, ka dronu datu augstas kvalitātes izšķirtspēja var tikt izmantota kultūraugu auglības mērīšanai, ļaujot agronomiem ļoti precīzi lietot mēslošanas līdzekļus, samazināt atkritumus un projektēt vai labot apūdeņošanas sistēmas.

Pēc dabas katastrofām, piemēram, plūdiem, šī tehnoloģija var būt īpaši noderīga, palīdzot lauksaimniekiem novērtēt postījumus sauszemes teritorijās, kurām var būt grūti piekļūt, ejot kājām. Tālāk ir minētas dažas no dronu lomām precīzajā lauksaimniecībā:

1. Kultūraugu apsekošana un kartēšana

Lai gan agrāk kultūraugu novērtēšana bija jāveic manuāli, kājām, no traktora vai izmantojot dārgas satelīttehnoloģijas, droni lauksaimniecībā tagad ļauj dažu minūšu laikā analizēt veģetācijas veselību no debesīm.

Piemēram, laika intervāla fotografēšanu ar dronu var izmantot, lai precīzi uzraudzītu ražas pieaugumu un attīstību vairāku dienu vai nedēļu laikā, un ar dronu vadīta NDVI kartēšana, kurā tiek izmantoti specializēti sensori, ir ārkārtīgi noderīga hlorofila līmeņa analīzei, kukaiņu, kaitēkļu un slimību noteikšanai, nezāļu identificēšanai un augu stresa līmeņa mērīšanai.

Tad lauksaimnieki var ātri risināt problēmas un veikt būtiskas korekcijas, kad tās ir nepieciešamas, lai nodrošinātu augstāku produktivitāti. Tas būtībā nozīmē, ka lauksaimnieki var būt ievērojami uzmanīgāki pret savu kultūraugu pastāvīgi mainīgajām vajadzībām.

Kultūraugu apsekošanas kartēšanas process ar dronu ir diezgan vienkāršs. Daudziem jaunākajiem lauksaimniecības dronu modeļiem ir lidojuma plānošanas programmatūra, kas ļauj operatoram uzzīmēt formu ap aptveramo teritoriju. Pēc tam programmatūra automātiski izstrādā lidojuma kursu un dažos gadījumos pat sagatavo kameras attēlus.

Lidojuma laikā drons automātiski uzņem attēlus, izmantojot iebūvētos sensorus un kameru, un tas izmanto GPS, lai aprēķinātu, kad uzņemt katru kadru. Tomēr, ja jūsu dronam nav šo automātisko funkciju, vienai personai drons ir jāvada, kamēr otra uzņem attēlus.

2. Nezāļu un kaitēkļu apkarošana

Ražas neveiksmi izraisa nezāles un kaitēkļi praktiski visās galvenajās kultūrās, tostarp kviešos, palmu eļļā, sojas pupiņās, rīsos, kartupeļos, kokvilnā un kukurūzā. Precīzajai lauksaimniecībai ir plašs pielietojumu un izmantojumu klāsts lauksaimniecības vidē, tostarp sēšanas un kaitēkļu apkarošanas jomā.

Ar specializētām kamerām un sensoriem, kas spēj noteikt specifiskas nezāles un kaitēkļus, kā arī GPS tehnoloģiju, kas spēj sniegt atrašanās vietas informāciju lauka kartēšanai, tie var palīdzēt dažu sekunžu laikā pareizi izsekot milzīgus reģionus.

Droni lauksaimniecībā ļauj precīzāk plānot nezāļu apkarošanas stratēģiju, palielinot mehānisko metožu efektivitāti un samazinot herbicīdu augšanu, tādējādi samazinot izmaksas, lēnāk ieviešot nezāļu izturību un palielinot bioloģisko daudzveidību.

Lauksaimniecības droni dažu minūšu laikā var apstrādāt daudzus hektārus, lidojot virs lauka un nosūtot foto datus nezāļu un kaitēkļu identificēšanai. Turklāt lauksaimnieki un uzņēmumi var pēc iespējas ātrāk cīnīties ar nezālēm un kaitēkļiem, pirms tie nodara kaitējumu visai ražai.

3. Augsnes pārbaude

Tos bieži izmanto augsnes stāvokļa pārbaudei. Tradicionālajā lauksaimniecības metodoloģijā zemes pārbaude ietver vairākus posmus, piemēram, lauka manuālu apmeklēšanu ar aprīkojumu un augsnes paraugu pārbaudi pēc dažādiem parametriem.

Savukārt lauksaimnieki un akadēmiķi, pateicoties uzlabotām zemes monitoringa tehnoloģijām, var novērot svarīgas augsnes kvalitātes pazīmes ilgi pēc sēklu iesēšanas.

Droni augsnes un lauka pētījumiem var palīdzēt uzraudzīt augsnes un augu blīvumu visā augšanas sezonā, lai vēlāk izvairītos no "pārsteigumiem".

Šī proaktīvā augsnes paraugu ņemšana ar lauksaimniecības droniem var palīdzēt lauksaimniekiem paredzēt jebkādas problēmas un veikt nepieciešamās izmaiņas (piemēram, pielāgot apūdeņošana, pievienojot slāpekli mēslojums, utt.), lai maksimāli uzlabotu kultūraugu veselību.

Augsnes sastāva un stāvokļa uzraudzība ir kritiski svarīga mūsdienu lauksaimniecības darbībās. Jo precīzāki dati, tāpat kā ar lielāko daļu lietu, jo labāk.

Izmantojot lauku multispektrālās augsnes kvalitātes kartes, lauksaimnieki var pieņemt pamatotākus lēmumus par to, kur stādīt kādas kultūras un kad veikt korekcijas. Rezultātā, izmantojot ilgtspējīgākas zemes apsaimniekošanas pieejas, raža būs lielāka un veselīgāka.

4. Apūdeņošana un ūdens apsaimniekošana

Ūdens ir vērtīgs resurss, kas ir kritiski svarīgs visu lauksaimniecības darbību panākumiem, tāpēc tas ir pareizi jāapsaimnieko. Tiek izmantota dronu termogrāfija, kurā tiek izmantoti termiskie sensori, lai iegūtu attēlu, kas norāda zemes mitruma saturu.

Izmantojot šo informāciju, var pieņemt pamatotus lēmumus par apūdeņošanas darbībām, lai garantētu, ka saimniecības zonas, kurām nepieciešams vairāk ūdens, to saņem, savukārt jau mitrās zonas netiek pārlaistītas.

Dienas beigās tie palīdz padarīt lauksaimniecību par daudz precīzāku zinātni, sniedzot iepriekš minētās priekšrocības. Ūdens un apūdeņošanas problēmas ir ne tikai dārgas, bet tās var arī samazināt kultūraugu ražošanu. Dronu uzmērīšana var tikt izmantota, lai identificētu šīs problēmas, pirms tās kļūst par problēmu.

5. Izsmidzināšanas pārvaldība

Vēl viena precīzās lauksaimniecības dronu priekšrocība ir efektīva un lietderīga mēslošanas līdzekļu izmantošana. Bezpilota lidaparāti var izmantot progresīvu sensoru tehnoloģiju, lai precīzi noteiktu, kur nepieciešamas papildu barības vielas, ļaujot tās lietot tikai tur, kur tās ir visvairāk nepieciešamas.

Droni lauksaimniecībā ir arī ļoti efektīvi smidzinātāji, kas spēj piegādāt precīzi pareizo augu barības daudzumu tieši īstajā laikā, veiksmīgi samazinot izlietotā mēslojuma daudzumu līdz pat 20%. Tas ne tikai samazina lauksaimniecības izmaksas, bet arī novērš pārmērīgu kaitējumu videi.

Lauksaimniecībā izmantoto dronu veidi

Bezpilota lidaparāti ir pieejami dažādās formās un izmēros, un tos var iedalīt šādās kategorijās:

1. Fiksētu spārnu droni

Fiksēto spārnu lidaparāti izmanto celtspēju un pretestību, lai uzturētu augstumu tāpat kā lidmašīnas. Tos ir diezgan vienkārši vadīt. Tiem ir nekustīgs spārns un propelleris, kas ļauj tiem kustēties uz priekšu.

Tā konstrukcijas dēļ tam vienmēr jāpārvietojas attiecībā pret apkārtējo gaisu, lai noturētos gaisā. Tā rezultātā vējš var būtiski ietekmēt tā darbību.

Vēl viens ierobežojums ir tas, ka lielākiem droniem ir nepieciešama skrejceļa zona izvietošanai un izcelšanai, savukārt mazākus dronus var palaist ar rokām un izcelt, nolaižoties uz mīkstas virsmas.

2. Fiksētu spārnu hibrīda VTOL droni

Jauna hibrīdu kategorija, kas var pacelties un nolaisties vertikāli, apvieno fiksētu spārnu dronu priekšrocības ar spēju nolaisties.

Fiksēto spārnu hibrīdie VTOL (vertikālās pacelšanās un nosēšanās) droni apvieno UAV (bezpilota lidaparātu) īpašības ar spēju lidot vienā vietā, saglabājot hibrīda iezīmes.

Pateicoties šai funkcijai, tie var pacelties no vienas vietas un ilgstoši lidot vertikāli.

3. Vairāki droni

Kartēšanai un modelēšanai visbiežāk izmanto daudzrotoru dronus. Tie sastāv no fizelāžas un četriem motoriem, kas darbina atbilstošos propellerus. Daudzrotoru droni ir fantastiska izvēle aerofotogrāfijai, pateicoties to kompaktajam izmēram un izcilajai vadībai.

Tie var vienkārši planēt un pacelties vertikāli, kas tiem dod vēl lielāku mobilitāti. Pateicoties to konstrukcijai, tie var izturēt arī lielāku svaru. Multirotors var pārvadāt preces, piemēram, digitālo spoguļkameru vai citus priekšmetus, kas ļauj tam pārvietoties.

Tie var viegli pārvietoties nelielās telpās. Dronu GPS uztvērēji ļaus tiem planēt gaisā un sekot iepriekš noteiktam ceļam, izmantojot ceļa punktus.

4. Vienrotora helikopters

Viena rotora helikopteru droniem ir vairāk priekšrocību nekā citiem veidiem. Tam ir gāzes vadības mehānisms izturības palielināšanai.

Aerodinamiskajos standartos ir uzsvērts, ka lielākas rotora lāpstiņas nodrošina mazāku griešanos un lielāku sistēmas uzticamību. Tā rezultātā viena rotora helikopteri ir praktiskāki nekā citi veidi. Lauksaimniecība gūst labumu no viena rotora helikopteru garākajām rotora lāpstiņām.

5. Piesiets drons

Piesiets transportlīdzeklis ir tipisks drons, kas ir piestiprināts pie vada, lai novērstu nepieciešamību pēc tālvadības pults. Tādējādi drona kustību ierobežo piesietais vads. Turklāt piesietie droni ir pieejami plašā konfigurāciju klāstā.

Tie var būt gan parasts drons, kas pārvietojas atbilstoši stiprinājumam, gan drons, kas ir piestiprināts ar mikrošķiedras stiepli un kam ir stabils barošanas avots bezgalīgai lidošanai.

Saskaņā ar Starptautiskās bezpilota transportlīdzekļu sistēmu asociācijas datiem, tuvākajā nākotnē 80 procenti bezpilota lidaparātu (UAV) tiks izmantoti lauksaimniecības vajadzībām.

Bet cik gatava lauksaimniecības nozare ir dronu izmantošanai? Un cik gatava tā ir pilnvērtīgai darbībai saimniecībā?

Biežāk uzdotie jautājumi

1. Kurā gadalaikā viņi lido ar droniem, lai analizētu ražu?

Droni parasti tiek lidoti, lai analizētu kultūraugus augšanas sezonā, kas ir laiks, kad kultūraugi aktīvi aug un attīstās. Šis periods parasti atbilst pavasara un vasaras mēnešiem atkarībā no konkrētās kultūras un atrašanās vietas.

Lidojot dronus šajā sezonā, lauksaimnieki var iegūt reāllaika datus par kultūraugu veselību, noteikt problemātiskās jomas un pieņemt pamatotus lēmumus, lai optimizētu kultūraugu apsaimniekošanu un palielinātu ražu.

2. Kuru dabas resursu mēs varam palīdzēt aizsargāt, izmantojot dronus un precīzu resursu pielietošanu?

Izmantojot dronus un precīzi lietojot mēslošanas līdzekļus, var palīdzēt aizsargāt ūdens resursus. Precīzi mērķtiecīgi lietojot mēslošanas līdzekļus, pesticīdus un apūdeņošanu, lauksaimnieki var samazināt šo vielu noteci un izskalošanos ūdenstilpēs. Droni nodrošina augstas izšķirtspējas attēlveidošanu un datu vākšanu, ļaujot lauksaimniekiem noteikt pārmērīgas vai nepietiekamas mēslošanas vietas un attiecīgi pielāgot ievades apjomu.

3. Kā vadīt dronu?

Drona vadība parasti ietver šādas darbības: pirmkārt, pārliecinieties, vai drons ir pilnībā uzlādēts un ir pievienotas nepieciešamās sastāvdaļas, piemēram, tālvadības pults un mobilā ierīce.

Otrkārt, veiciet pirmslidojuma pārbaudi, pārliecinoties, ka drona sensori, propelleri un kamera darbojas pareizi. Treškārt, izplānojiet lidojuma trajektoriju un, ja nepieciešams, iestatiet ceļa punktus, izmantojot drona vadības programmatūru.

Visbeidzot, palaidiet dronu, manevrējiet to, izmantojot tālvadības pulti, un uzraugiet tiešraides video vai uzņemtos attēlus analīzei. Veiksmīgai drona darbībai ir svarīgi ievērot vietējos noteikumus un praktizēt drošas lidošanas tehnikas.

4. Kā droni vāc datus?

Droni vāc datus, izmantojot dažādus sensorus un tehnoloģijas, kas atrodas uz klāja. Tie var ietvert kameras, termiskos sensorus, LiDAR (gaismas noteikšanas un diapazona noteikšanas) un multispektrālos sensorus. Dronam lidojot virs mērķa zonas, šie sensori uztver attēlus, video vai citus datus. Apkopotie dati pēc tam tiek pārsūtīti un saglabāti dronā vai pārsūtīti uz datoru analīzei.