Cum ajută imaginile satelitare hiperspectrale agricultura de precizie?

Utilizarea imaginilor satelitare hiperspectrale în agricultură a transformat modul în care terenurile agricole sunt gestionate pentru a satisface cerințele tot mai mari ale populației în creștere, în contextul schimbărilor climatice.

Dezvoltarea și comercializarea acestui instrument în ultima vreme s-au tradus prin înțelegerea și monitorizarea accesibile nu doar a fermelor mari, ci și a fermelor mici de pretutindeni.

Este important să înțelegem conceptul de imagistică satelitară hiperspectrală și implicațiile sale benefice pentru fermieri și terenuri agricole, precum și modul de utilizare a acestora.

Cum sunt utile imaginile din satelit pentru agricultură?

Pentru cea mai mare parte a istoriei omenirii, agricultura a fost o știință și o practică strict terestră. Cu toate acestea, domeniul de aplicare al agriculturii de astăzi s-a extins la cote mari, ajungând la sateliți care orbitează Pământul. Dar cum afectează, de fapt, sateliții modul în care cultivăm culturi și producem alimente?

Răspunsul constă în factorii de care depinde agricultura, și anume solul, vremea, temperatura, regimul precipitațiilor, dezvoltarea culturilor, topografia și așa mai departe.

Sateliții sau tehnologiile spațiale ne permit să măsurăm și să monitorizăm cu ușurință acești factori, direct de pe ecranele computerelor noastre, iar informațiile astfel obținute pot fi utilizate pentru a planifica intervenții agricole adecvate.

Utilizarea sateliților în agricultură este o practică în creștere rapidă. A evoluat de la simpla colectare de informații la efectuarea efectivă a operațiunilor agricole precise, de exemplu, utilizarea tractoarelor montate pe GPS pentru recoltare.

Este important de menționat că sateliții sunt utilizați în principal pentru generarea de date geospațiale precise ale obiectelor de interes - terenuri agricole și culturi în cazul nostru. Acest lucru se realizează prin utilizarea unei combinații de mai mult de trei sateliți și a unui concept cunoscut sub numele de trilaterație.

Mai mult, pentru a măsura și monitoriza factorii menționați mai sus, sateliții sunt echipați cu diverse tipuri de senzori de înaltă performanță. Prin combinarea acestor mecanisme, sateliții au devenit atât de utili în agricultura modernă.

Ce este imagistica hiperspectrală în agricultura de precizie?

Imagistica hiperspectrală este procesul de obținere a datelor despre un obiect prin captarea diferitelor semnături spectrale din întregul spectru electromagnetic al luminii și nu doar din banda de lumină pe care o putem vedea și care este reflectată prin lovirea obiectului.

Captarea acelor semnături spectrale se face cu ajutorul unor senzori specializați, aflați la bordul sateliților.

În agricultură, imagistica hiperspectrală se bazează pe faptul că aproape toate tipurile de culturi prezintă semnături spectrale diferite în diferite etape ale ciclului lor de viață și în diferite condiții fiziologice. Aceste diferențe pot fi atribuite fie observațiilor așteptate, fie celor neașteptate.

În cazul rezultatelor neașteptate, diferențele pot fi atribuite mai multor factori de mediu sau de gestionare care au modificat condițiile fiziologice ale plantelor. Acest lucru poate fi util în detectarea:

• Nivelul de umiditate al solului
• Mai multe boli
• Compoziția culturilor pentru sistemele de culturi multiple
• Infestarea cu buruieni
• Nivelul de nutrienți din sol etc.

Studiind și analizând cu atenție aceste descoperiri, un fermier își poate adapta cu ușurință intervențiile pentru o producție optimă în timp și spațiu. Într-un fel, imagistica hiperspectrală permite fermierilor să înțeleagă ce își dorește cultura.

Procesul propriu-zis de imagistică în agricultură se realizează fie de la nivelul solului, fie din aer. Pentru imagistica de la nivelul solului, imagistica se face cu roboți sau vehicule echipate cu senzori hiperspectrali. Pentru imagistica hiperspectrală aeriană, se utilizează drone (UAV), precum și imagini din satelit.

Întrucât mecanismul de funcționare al imagisticii hiperspectrale implică măsurarea precisă a luminii și a benzilor sale spectrale, chiar și o mică mișcare sau neregularitate în sistem poate denatura în mare măsură rezultatele și poate provoca mai mult rău decât bine.

Așadar, este vital să se utilizeze sisteme și servicii fiabile și precise pentru orice operațiuni agricole de imagistică hiperspectrală. În cele din urmă, aplicarea imagisticii hiperspectrale în agricultură este cel mai bine realizată atunci când este utilizată în mod regulat pe parcursul mai multor cicluri de cultură, astfel încât înțelegerea și monitorizarea culturilor să fie mai precise și exacte.

Cum ajută imaginile spectrale din satelit fermierii de precizie?

Sateliții și tehnologiile asociate nu numai că îi ajută pe fermieri să își gestioneze eficient fermele; ei schimbă modul în care se practică agricultura la nivel global.

Sateliții oferă fermierilor o viziune și o perspectivă asupra întregii lor ferme dintr-un punct de vedere la care nu ar fi putut visa niciodată în urmă cu doar câteva decenii. Diferitele moduri în care sateliții îi ajută pe fermieri să își gestioneze fermele în mod eficient și sustenabil sunt următoarele:

• Cartografiere: Primul pas în agricultura de precizie cu utilizarea sateliților implică o cartografiere amănunțită a întregii parcele de teren. Acest lucru este benefic în special în cazurile de terenuri agricole mari, care le permite fermierilor să identifice și să prioritizeze terenurile lor în funcție de caracteristicile spațiale.
• Măsurarea și studierea: Camerele și senzorii multispectrali montați în sateliți oferă, direct sau indirect, o măsurătoare a unei game vaste de caracteristici importante ale terenurilor agricole, cum ar fi sănătatea culturilor, nutriția, stresul hidric al solului, stadiul plantației, modelele meteorologice, bolile și așa mai departe.
• Executare și monitorizare: Trecând mai departe, datele satelitare și funcționalitățile acestora sunt utile în efectuarea automată a mașinilor tehnologice și permit utilizarea cu precizie a ratelor variabile de aplicare a îngrășămintelor și a variațiilor modelelor de irigare. Mai mult, pe măsură ce imaginile se acumulează una după alta în timp, ele reflectă modelul caracteristicilor terenurilor agricole, precum și al mediului înconjurător. Acest lucru ajută la prezicerea evenimentelor viitoare și la planificarea și pregătirea în avans pentru a avea cele mai mari șanse de a minimiza evenimentele extreme de pierderi cauzate de factori precum seceta, schimbările climatice, focarele de boli etc.

Utilizarea sa în agricultură, inclusiv imaginile hiperspectrale, se încadrează în sfera largă a agriculturii de precizie. Prin urmare, imaginile din satelit sunt rareori utilizate izolat și reprezintă mai degrabă unul dintre elementele Internetului Lucrurilor (IoT) utilizate în agricultura de precizie.

Imagini din satelit, combinate cu date terestre, inteligență artificială, analiză de big data și diseminarea datelor până la nivelul fermierilor folosind smartphone-uri și servicii de aplicații.

Mai precis, imagistica cu spectru înalt în agricultură este un factor care permite următoarele:

1. Detectarea stării de sănătate a culturilor:

Diferite tipuri de indici de vegetație calculați din imaginile satelitare multispectrale sunt utilizați pentru a înțelege, detecta și monitoriza starea de sănătate a culturilor. Așa cum am menționat anterior, diferite condiții de sănătate sau vigoarea lor determină absorbția sau reflectarea diferitelor lungimi de undă ale luminii.

Senzorii captează și calculează indicii, iar cel mai bun poate fi utilizat aproape în timp real pentru a genera strategii de gestionare adecvate. Pentru a înțelege mai multe despre diferitele tipuri de indici de vegetație și pe care să îl alegeți, citiți acest articol. Blogul GeoPard.

2. Starea și proprietățile solului:

La fel cum culturile și frunzișul lor prezintă semnături spectrale distincte în diferite condiții de sănătate, variațiile solului și ale proprietăților acestuia se traduc și într-un spectru diferit de lumină reflectată de senzorii transportați prin aer.

De exemplu, Indicele de luminozitate a solului este un astfel de indice utilizat pentru a măsura și cartografia proprietățile solului. Deoarece proprietățile solului, precum umiditatea, nivelurile de nutrienți, textura, erodabilitatea și pH-ul, joacă un rol imens în succesul sau eșecul general al întregului sistem agricol, este important să se cartografieze, să se gestioneze și să se monitorizeze starea solului cu precizie și în mod regulat.

Eșantionarea sistematică a solului poate oferi o descriere mai precisă a proprietăților solului, dar poate fi costisitoare și ineficientă pe suprafețe mari.

Prin urmare, cea mai bună abordare combină imagistica hiperspectrală cu eșantionarea sistematică a solului în grilă pentru a obține o hartă precisă și fiabilă a diferitelor proprietăți ale solului.

Aceasta poate fi utilizată în continuare pentru a aplica fertilizarea VRA. Această abordare este cea utilizată de Analiza datelor despre sol soluție oferită de GeoPard Agricultură.

3. Creșterea culturilor și detectarea tipurilor de culturi/soiuri

Aplicarea imaginilor satelitare multispectrale în înțelegerea și monitorizarea creșterii culturilor, precum și a compoziției acestora, este esențială în cazurile sistemelor de culturi multiple din fermele mari.

În fermele mari, diferite parcele de teren pot avea factori de mediu localizați care cauzează o abatere de la modelul normal de creștere. Mai mult, plantele nedorite, cum ar fi buruienile, pot crește în zone care degradează creșterea culturilor majore.

Pentru a monitoriza toate aceste probleme și pentru a vă asigura că întreaga parcelă va produce rezultate optime, imaginile satelitare multispectrale produc straturi de date pe care le puteți compara și lua decizii informate.

Pe lângă aceste aplicații comune ale imaginilor HS, alte aplicații includ detectarea și avertizarea timpurie a inundațiilor, detectarea incendiilor de vegetație, monitorizarea animalelor și așa mai departe.

Pe scurt, imaginile satelitare hiperspectrale au un potențial și aplicații masive în agricultură și sunt transformate într-o practică avansată pentru a face față provocărilor tot mai mari ale secolului XXI.

Există numeroase modalități prin care fermierii pot beneficia de acest instrument puternic și își pot face practicile agronomice mai ușoare, eficiente, sustenabile și, cel mai important, profitabile.

Cu toate acestea, este clar că aplicarea sa necesită un nivel ridicat de precizie și cunoștințe, iar fermierii trebuie să se asigure că utilizează o platformă fiabilă de furnizare de servicii agricole, cu o eficiență operațională ridicată și expertiză tehnică.

GeoPard Agricultural oferă o gamă largă de soluții agricole, toate utilizând pe deplin domeniul de aplicare al imaginilor satelitare multispectrale, precum Landsat, Sentinel și Planet.

Tehnologiile utilizate se mândresc cu o precizie foarte mare, cu o rezoluție mare de 3 m și o bază de date de imagini de mai mulți ani pentru a stabili tendințele vegetației și zone de gestionare pentru terenurile voastre agricole.

Alte oportunități ale puternicului motor GeoPard includ funcționalitatea aproape în timp real Monitorizarea culturilor și Date ale randamentului folosind cele mai recente imagini pe care le puteți vizualiza cu ușurință pe web și pe platformele cloud mobile.

Folosind toate aceste informații și straturi de date, GeoPard analizează caracteristicile generale ale productivității terenurilor agricole și prescrie rate variabile de input, cum ar fi îngrăşământ, irigare, sau specii de culturi pentru terenul dumneavoastră agricol, cu scopul de a vă îmbunătăți practicile agronomice dintr-o perspectivă sustenabilă și financiară.

Întrebări frecvente

1. Cum se obțin imagini din satelit pentru o fermă?

Pentru a obține imagini pentru ferma dvs., începeți prin a căuta furnizori de renume care oferă servicii agricole, cum ar fi GeoPard. Selectați un plan de servicii adecvat pe baza unor factori precum rezoluția imaginii și frecvența actualizărilor. După abonare, accesați imaginile prin intermediul platformei sau instrumentelor furnizorului și descărcați imaginile pentru zona fermei dvs. Folosiți aceste imagini pentru monitorizarea sănătății culturilor, identificarea zonelor de interes și luarea unor decizii informate pentru a optimiza practicile de gestionare a fermei.

2. De ce sunt utile imaginile din satelit pentru înțelegerea rețelelor trofice?

Este util în înțelegerea rețelelor trofice din mai multe motive. În primul rând, oferă o imagine la scară largă a suprafeței Pământului, permițând cercetătorilor să observe și să monitorizeze suprafețe mari și ecosisteme. Aceste imagini pot ajuta la identificarea caracteristicilor cheie ale habitatului, cum ar fi modelele de vegetație sau procesele oceanografice, care influențează distribuția și abundența organismelor în cadrul rețelelor trofice. În plus, ajută la urmărirea schimbărilor în acoperirea terenurilor și a variabilelor climatice, care sunt factori importanți care afectează dinamica rețelelor trofice.