Kā hiperspektrālie satelītattēli palīdz precīzajā lauksaimniecībā?

Hiperspektrālo satelītattēlu izmantošana lauksaimniecībā ir mainījusi veidu, kā lauksaimniecības zemes tiek apsaimniekotas, lai apmierinātu pieaugošās iedzīvotāju vajadzības mainīgā klimata apstākļos.

Šī rīka attīstība un komercializācija pēdējā laikā ir nodrošinājusi pieejamu izpratni un uzraudzību ne tikai lielām, bet arī mazām saimniecībām visur pasaulē.

Ir svarīgi izprast hiperspektrālās satelītattēlveidošanas koncepciju un tās labvēlīgo ietekmi uz lauksaimniekiem un lauksaimniecības zemēm, kā arī to izmantošanas veidu.

Kā satelītattēli ir noderīgi lauksaimniecībai?

Lielāko daļu laika cilvēces vēsturē lauksaimniecība ir bijusi stingri uz sauszemi balstīta zinātne un prakse. Tomēr mūsdienās lauksaimniecības darbības joma ir ievērojami paplašinājusies, sasniedzot satelītus, kas riņķo ap Zemi. Bet kā patiesībā satelīti ietekmē to, kā mēs audzējam kultūraugus un ražojam pārtiku?

Atbilde slēpjas faktoros, no kuriem ir atkarīga lauksaimniecība, proti, augsne, laikapstākļi, temperatūra, nokrišņu daudzums, kultūraugu attīstība, topogrāfijā un tā tālāk.

Satelīti vai kosmosā bāzētas tehnoloģijas ļauj mums viegli izmērīt un uzraudzīt šos faktorus, ērti atrodoties datoru ekrānos, un šādi iegūto informāciju var izmantot, lai plānotu atbilstošas lauksaimniecības intervences.

Satelītu izmantošana lauksaimniecībā ir strauji augoša prakse. Tā ir attīstījusies no vienkāršas informācijas vākšanas līdz precīzu lauksaimniecības darbību veikšanai, piemēram, GPS aprīkotu traktoru izmantošanai ražas novākšanā.

Ir svarīgi atzīmēt, ka satelīti galvenokārt tiek izmantoti precīzu interešu objektu — lauksaimniecības zemju un mūsu gadījumā kultūraugu — ģeotelpisko datu ģenerēšanai. Tas tiek panākts, izmantojot vairāk nekā trīs satelītu kombināciju un koncepciju, kas pazīstama kā trilaterācija.

Turklāt, lai mērītu un uzraudzītu iepriekš minētos faktorus, satelīti ir aprīkoti ar dažāda veida ļoti jaudīgiem sensoriem. Tieši šo mehānismu kombinācijas dēļ satelīti ir kļuvuši tik noderīgi mūsdienu lauksaimniecībā.

Kas ir hiperspektrālā attēlveidošana precīzajā lauksaimniecībā?

Hiperspektrālā attēlveidošana ir datu iegūšanas process par objektu, uztverot dažādus spektrālos parakstus no visa gaismas elektromagnētiskā spektra, nevis tikai no gaismas joslas, ko mēs varam redzēt un kas atstarojas, atsitoties pret objektu.

Šo spektrālo parakstu uztveršana tiek veikta, izmantojot specializētus kameru sensorus, kas atrodas uz satelītiem.

Lauksaimniecībā hiperspektrālā attēlveidošana balstās uz faktu, ka gandrīz visu veidu kultūraugi dažādos to dzīves cikla posmos un dažādos fizioloģiskajos apstākļos uzrāda atšķirīgus spektrālos raksturlielumus. Šīs atšķirības var attiecināt gan uz paredzamiem, gan negaidītiem novērojumiem.

Negaidītu rezultātu gadījumā atšķirības var attiecināt uz vairākiem vides vai apsaimniekošanas faktoriem, kas ir mainījuši augu fizioloģiskos apstākļus. Tas var būt noderīgi, lai atklātu:

• Augsnes mitruma līmenis
• Vairākas slimības
• Kultūraugu sastāvs daudzkultūru sistēmām
• Nezāļu invāzija
• Augsnes barības vielu līmenis utt.

Rūpīgi izpētot un analizējot šos atklājumus, lauksaimnieks var viegli pielāgot savas intervences optimālai ražošanai laikā un telpā. Savā ziņā hiperspektrālā attēlveidošana ļauj lauksaimniekiem saprast, ko kultūraugs vēlas.

Faktiskais attēlveidošanas process lauksaimniecībā tiek panākts vai nu no zemes līmeņa, vai no gaisa. Zemes līmeņa attēlveidošana tiek veikta ar robotiem vai transportlīdzekļiem, kas aprīkoti ar hiperspektrālajiem sensoriem. Hiperspektrālai attēlveidošanai no gaisa tiek izmantoti droni (UAV), kā arī satelītattēli.

Tā kā hiperspektrālās attēlveidošanas darbības mehānisms ietver precīzu gaismas un tās spektrālo joslu mērīšanu, pat neliela kustība vai nelīdzenums sistēmā var ievērojami sagrozīt rezultātus un nodarīt vairāk ļauna nekā laba.

Tāpēc ir svarīgi izmantot uzticamas un precīzas sistēmas un pakalpojumus jebkurām hiperspektrālās attēlveidošanas lauksaimniecības darbībām. Visbeidzot, hiperspektrālās attēlveidošanas pielietojums lauksaimniecībā vislabāk tiek realizēts, ja to regulāri izmanto vairākos kultūraugu ciklos, lai kultūraugu izpratne un uzraudzība būtu precīzāka un atbilstošāka.

Kā satelīta spektrālie attēli palīdz precīzas lauksaimniecības lauksaimniekiem?

Satelīti un ar tiem saistītās tehnoloģijas ne tikai palīdz lauksaimniekiem efektīvi pārvaldīt savas saimniecības, bet arī maina lauksaimniecības veidu visā pasaulē.

Satelīti sniedz lauksaimniekiem redzējumu un ieskatu visā viņu lauksaimniecības zemē no tāda skatupunkta, par kādu viņi pat nebūtu varējuši sapņot vēl pirms dažām desmitgadēm. Satelīti palīdz lauksaimniekiem efektīvi un ilgtspējīgi pārvaldīt savas saimniecības ir šādi:

• Kartēšana: Pirmais solis precīzajā lauksaimniecībā, izmantojot satelītus, ietver visa zemes gabala rūpīgu kartēšanu. Tas ir īpaši noderīgi lielu lauksaimniecības zemju gadījumā, kas ļauj lauksaimniekiem identificēt un noteikt prioritātes savai zemei, pamatojoties uz telpiskajām īpašībām.
• Mērīšana un izpēte: Satelītos tieši vai netieši uzstādītas daudzspektrālās kameras un sensori sniedz mērījumus par plašu svarīgu lauksaimniecības zemes raksturlielumu klāstu, piemēram, kultūraugu veselību, barības vielām, augsnes ūdens trūkumu, plantāciju stadiju, laikapstākļiem, slimībām utt.
• Izpilde un uzraudzība: Turpinot, satelītu dati un to funkcionalitāte ir noderīgi automatizētu tehnoloģisko iekārtu darbībā un ļauj precīzi mainīt mēslošanas līdzekļu lietošanas ātrumu un apūdeņošanas modeļus. Turklāt, attēliem laika gaitā uzkrājoties vienam pēc otra, tie atspoguļo lauksaimniecības zemes raksturlielumus, kā arī vidi. Tas palīdz prognozēt nākotnes notikumus un plānot un sagatavoties iepriekš, lai maksimāli samazinātu ekstremālus zaudējumus, ko rada tādi faktori kā sausums, klimata pārmaiņas, slimību uzliesmojumi utt.

Tā izmantošana lauksaimniecībā, tostarp hiperspektrālie attēli, ietilpst precīzās lauksaimniecības plašajā tvērumā. Tāpēc satelītattēli reti tiek izmantoti atsevišķi un drīzāk ir viens no lietu interneta (IoT) elementiem, ko izmanto precīzajā lauksaimniecībā.

Satelītu attēli apvienojumā ar uz zemes bāzētiem datiem, mākslīgo intelektu, lielo datu analīzi un datu izplatīšanu līdz pat lauksaimnieku līmenim, izmantojot viedtālruņus un lietojumprogrammu pakalpojumus.

Precīzāk, augsta spektra attēli lauksaimniecībā veicina sekojošo:

1. Kultūraugu veselības noteikšana:

Lai izprastu, noteiktu un uzraudzītu kultūraugu veselību, tiek izmantoti dažādi veģetācijas indeksi, kas aprēķināti no multispektrālajiem satelītattēliem. Kā minēts iepriekš, dažādi veselības stāvokļi vai to augums izraisa dažādu gaismas viļņu garumu absorbciju vai atstarošanos.

Sensori uztver un aprēķina indeksus, un labāko no tiem var izmantot gandrīz reāllaikā, lai ģenerētu atbilstošas apsaimniekošanas stratēģijas. Lai uzzinātu vairāk par dažādiem veģetācijas indeksu veidiem un to, kuru izvēlēties, izlasiet šo. GeoPard blogs.

2. Augsnes stāvoklis un īpašības:

Tāpat kā kultūraugi un to lapotne dažādos veselības stāvokļos uzrāda atšķirīgas spektrālās pazīmes, arī augsnes un tās īpašību atšķirības nozīmē atšķirīgu gaismas spektru, ko atstaro gaisā esošie sensori.

Piemēram, augsnes spilgtuma indekss ir viens no šādiem rādītājiem, ko izmanto augsnes īpašību mērīšanai un kartēšanai. Tā kā augsnes īpašībām, piemēram, mitrumam, barības vielu līmenim, tekstūrai, erodējamībai un pH līmenim, ir milzīga nozīme visas lauksaimniecības sistēmas panākumos vai neveiksmēs, ir svarīgi precīzi un regulāri kartēt, pārvaldīt un uzraudzīt augsnes stāvokli.

Sistemātiska augsnes paraugu ņemšana var sniegt precīzāku augsnes īpašību aprakstu, taču tā var būt dārga un neefektīva lielās platībās.

Tā rezultātā labākā pieeja apvieno hiperspektrālo attēlveidošanu ar sistemātisku augsnes režģa paraugu ņemšanu, lai iegūtu precīzu un uzticamu dažādu augsnes īpašību karti.

To var tālāk izmantot, lai pielietotu VRA mēslošanu. Šo pieeju izmanto Augsnes datu analītika risinājumu nodrošina GeoPard Lauksaimniecība.

3. Kultūraugu augšana un kultūraugu/šķirņu tipu noteikšana

Daudzspektrālo satelītattēlu izmantošana kultūraugu augšanas, kā arī kultūraugu sastāva izpratnē un uzraudzībā ir būtiska daudzkultūru sistēmu gadījumos lielās saimniecībās.

Lielās saimniecībās dažādos zemes gabalos var būt lokalizēti vides faktori, kas izraisa novirzes no parastā augšanas modeļa. Turklāt nevēlami augi, piemēram, nezāles, var augt vietās, kas pasliktina galveno kultūraugu augšanu.

Lai uzraudzītu visas šīs problēmas un pārliecinātos, ka viss zemes gabals sniegs optimālus rezultātus, daudzspektrālie satelītattēli ģenerē datu slāņus, kurus varat salīdzināt un pieņemt pamatotus lēmumus.

Papildus šiem izplatītākajiem HS attēlu pielietojumiem ir arī citi pielietojumi, tostarp plūdu agrīna atklāšana un brīdināšana, meža ugunsgrēku atklāšana, mājlopu uzraudzība utt.

Rezumējot, hiperspektrālajiem satelītattēliem ir milzīgs potenciāls un pielietojums lauksaimniecībā un to pārveidošanā par progresīvu praksi, lai tiktu galā ar pieaugošajiem 21. gadsimta izaicinājumiem.

Ir daudz veidu, kā lauksaimnieki var gūt labumu no šī spēcīgā rīka un padarīt savu agronomisko praksi vienkāršāku, efektīvāku, ilgtspējīgāku un, pats galvenais, ienesīgu.

Tomēr ir arī skaidrs, ka tā piemērošanai ir nepieciešams augsts precizitātes līmenis un zināšanas, un lauksaimniekiem ir jāpārliecinās, ka tiek izmantota uzticama lauksaimniecības pakalpojumu sniedzēju platforma ar augstu darbības efektivitāti un tehnisko pieredzi.

GeoPard lauksaimniecība piedāvā plašu lauksaimniecības risinājumu klāstu, kas pilnībā izmanto daudzspektrālo satelītattēlu, piemēram, Landsat, Sentinel un Planet, iespējas.

Izmantotās tehnoloģijas lepojas ar ļoti augstu precizitāti ar augstu 3 m izšķirtspēju un vairāku gadu attēlu datubāzi, lai noteiktu veģetācijas tendences un vadības zonas jūsu lauksaimniecības zemēm.

Citas jaudīgā GeoPard dzinēja iespējas ietver gandrīz reāllaika Kultūru uzraudzība un Ražas dati izmantojot jaunākos attēlus, kurus var viegli vizualizēt tīmeklī un mobilajās mākoņplatformās.

Izmantojot visu šo informāciju un datu slāņus, GeoPard analizē kopējās lauksaimniecības zemes produktivitātes īpašības un nosaka mainīgas ievades normas, piemēram, mēslojums, apūdeņošana, vai kultūraugu sugas jūsu lauksaimniecības zemei ar mērķi uzlabot jūsu agronomisko praksi no ilgtspējīga un finansiāla viedokļa.

Biežāk uzdotie jautājumi

1. Kā iegūt satelītattēlus saimniecībai?

Lai iegūtu attēlus savai saimniecībai, vispirms izpētiet cienījamus pakalpojumu sniedzējus, kas piedāvā ar lauksaimniecību saistītus pakalpojumus, piemēram, GeoPard. Izvēlieties piemērotu pakalpojumu plānu, pamatojoties uz tādiem faktoriem kā attēla izšķirtspēja un atjauninājumu biežums. Pēc abonēšanas piekļūstiet attēliem, izmantojot pakalpojumu sniedzēja platformu vai rīkus, un lejupielādējiet attēlus savai saimniecībai. Izmantojiet šos attēlus, lai uzraudzītu kultūraugu veselību, identificētu problemātiskās jomas un pieņemtu pamatotus lēmumus, lai optimizētu saimniecības pārvaldības praksi.

2. Kāpēc satelītattēli ir noderīgi barības tīklu izpratnei?

Tas vairāku iemeslu dēļ ir noderīgi barības tīklu izpratnē. Pirmkārt, tas sniedz plaša mēroga Zemes virsmas skatu, ļaujot pētniekiem novērot un uzraudzīt lielas platības un ekosistēmas. Šie attēli var palīdzēt identificēt galvenās dzīvotņu iezīmes, piemēram, veģetācijas modeļus vai okeanogrāfiskos procesus, kas ietekmē organismu izplatību un pārpilnību barības tīklos. Turklāt tas palīdz izsekot zemes seguma un klimata mainīgo izmaiņām, kas ir svarīgi faktori, kas ietekmē barības tīkla dinamiku.