Cum se utilizează dronele agricole în agricultura de precizie?

Dronele sunt folosite în mai multe scopuri decât cele militare. Dronele agricole pot ajuta acum fermierii și întreprinderile agricole să își întrețină terenurile mai eficient și mai eficient.

Creșterea cererii de alimente în industria agricolă contemporană a dus-o la un punct critic de cotitură, aprovizionarea globală cu alimente scăzând mai rapid ca niciodată și prețurile la materiile prime crescând ca niciodată.

Agronomii și fermierii din întreaga lume se află sub o presiune tot mai mare pentru a îmbunătăți gestionarea eficientă a resurselor, în contextul diminuării finanțelor, în timp ce fenomenul “de la fermă la farfurie” a dus la o presiune tot mai mare pentru o mai bună trasabilitate a produselor alimentare, deoarece clienții sunt destul de preocupați de sursele alimentelor cumpărate și de modul în care au fost produse.

În plus, încercările industriei agricole de a menține securitatea lanțului de aprovizionare devin mai complicate din cauza schimbărilor climatice.

Cum sunt folosite dronele în agricultura de precizie?

Dronele devin din ce în ce mai populare în agricultură, ca parte a unui plan holistic de agricultură durabilă, permițând agronomilor și fermierilor să ajute la eficientizarea proceselor, obținând în același timp informații importante despre culturile lor prin intermediul unor date detaliate și... analiză topografică.

De exemplu, supravegherea culturilor este simplificată de informațiile primite de la dronele agricole, care sunt apoi utilizate în dezvoltarea și implementarea unor îmbunătățiri continue, cum ar fi modificări ale aplicării îngrășămintelor sau amplasarea șanțurilor.

Folosind locații GPS în diferite puncte de-a lungul traseului, în loc de metode de colectare a datelor care necesită multă muncă și mult timp, alimentele pot fi urmărite în mod fiabil de la fermă până în farfurie.

Rolul dronelor agricole în agricultura de precizie

În agricultura de precizie, dronele sunt utilizate într-o varietate de sarcini, de la prelevarea de probe de sol și analiza câmpului de cultură până la plantare și aplicarea pesticidelor.

Dronele din agricultură pot fi combinate cu diverse tehnologii de imagistică, cum ar fi hiperspectrală, multispectrală, termică și așa mai departe, pentru a oferi fermierilor informații temporale și specifice amplasamentului despre sănătatea culturilor, infecțiile fungice, blocajele de creștere și așa mai departe.

UAV-urile sunt foarte eficiente pentru monitorizarea atentă a unor suprafețe mari de teren agricol, luând în considerare parametri precum înclinarea și înălțimea, de exemplu, pentru a descoperi cel mai eficient regim de plantare.

Este important de menționat că rezoluția de înaltă calitate a datelor obținute de la drone poate fi utilizată pentru a măsura fertilitatea culturilor, permițând agronomilor să aplice îngrășăminte cu mare precizie, să reducă deșeurile și să proiecteze sau să repare sisteme de irigații.

După calamități naturale, cum ar fi inundațiile, tehnologia poate fi deosebit de utilă în a ajuta fermierii să evalueze pagubele pe terenuri care pot fi inaccesibile dacă se merge pe jos. Următoarele sunt câteva dintre rolurile dronelor în agricultura de precizie:

1. Studiul și cartografierea culturilor

În timp ce evaluarea culturilor trebuia făcută manual, pe jos, cu tractorul sau folosind tehnologie satelitară costisitoare, dronele din agricultură ne permit acum să analizăm starea de sănătate a vegetației din cer în câteva minute.

Fotografierea cu drone în timp real, de exemplu, poate fi utilizată pentru a monitoriza cu precizie creșterea și dezvoltarea randamentului pe parcursul mai multor zile sau săptămâni, iar cartografierea NDVI cu ajutorul dronelor, care utilizează senzori specializați, este extrem de utilă pentru analizarea nivelurilor de clorofilă, detectarea insectelor, dăunătorilor și bolilor, identificarea buruienilor și măsurarea nivelurilor de stres ale plantelor.

Fermierii sunt astfel capabili să rezolve problemele prompt și să facă ajustările esențiale atunci când este necesar pentru a asigura o productivitate mai mare. Practic, aceasta înseamnă că fermierii pot fi mult mai atenți la nevoile în continuă schimbare ale culturilor lor.

Procesul de cartografiere a culturilor cu o dronă este destul de simplu. Multe modele recente de drone agricole vin cu un software de planificare a zborului care permite operatorului să deseneze o formă în jurul zonei care urmează să fie acoperită. Software-ul proiectează apoi automat un traseu de zbor și, în unele cazuri, chiar pregătește imagini de la cameră.

În timpul zborului, drona capturează imagini automat folosind senzorii integrați și camera încorporată și folosește GPS-ul pentru a calcula momentul în care trebuie să facă fiecare fotografie. Totuși, dacă drona dumneavoastră nu dispune de aceste funcții automate, o persoană trebuie să opereze drona în timp ce cealaltă filmează.

2. Managementul buruienilor și al combaterii dăunătorilor

Eșecul culturilor este cauzat de buruieni și dăunători în practic toate culturile majore, inclusiv grâu, ulei de palmier, soia, orez, cartof, bumbac și porumb. Agricultura de precizie are o gamă largă de aplicații și utilizări în mediul agricol, inclusiv în zonele de cultivare și combaterea dăunătorilor.

Acestea, dotate cu camere și senzori specializați capabili să detecteze buruieni și dăunători specifici, precum și cu tehnologia GPS capabilă să ofere informații despre locație pentru cartografierea terenurilor, pot ajuta la urmărirea corectă a unor regiuni enorme în câteva secunde.

Dronele din agricultură permit o planificare mai precisă a strategiei de combatere a buruienilor, crescând eficiența metodelor mecanice și reducând creșterea erbicidelor, ceea ce duce la costuri mai mici, o stabilire mai lentă a rezistenței la buruieni și o biodiversitate sporită.

Dronele agricole pot acoperi numeroase hectare în câteva minute, survolând câmpul și trimițând date fotografice pentru identificarea buruienilor și a dăunătorilor. În plus, fermierii și companiile pot gestiona buruienile și dăunătorii cât mai curând posibil, înainte ca acestea să afecteze întreaga recoltă.

3. Inspecția solurilor

Acestea sunt frecvent utilizate pentru a inspecta starea solului. În metodologia agricolă convențională, există mai multe faze implicate în inspectarea terenului, cum ar fi vizitarea manuală a câmpului cu echipamente și examinarea probelor de sol pentru diverși parametri.

Fermierii și cadrele universitare, pe de altă parte, pot observa indicații vitale ale calității solului mult timp după ce semințele au fost plantate, datorită tehnologiilor îmbunătățite de monitorizare a terenurilor.

Dronele pentru studiul solului și al terenului pot ajuta la monitorizarea densității solului și a plantelor pe tot parcursul sezonului de creștere, pentru a evita “surprizele” ulterioare.

Această eșantionare proactivă a solului cu drone agricole poate ajuta fermierii să prevină orice probleme și să facă modificări după cum este necesar (de exemplu, ajustarea irigare, adăugând azot îngrăşământ, etc.) pentru a maximiza sănătatea culturilor.

Monitorizarea compoziției și stării solului sunt esențiale pentru operațiunile agricole moderne. Cu cât datele sunt mai exacte, ca în cazul majorității lucrurilor, cu atât mai bine.

Fermierii pot lua decizii mai informate cu privire la locul în care să planteze anumite culturi și când să facă ajustări utilizând hărți multispectrale ale calității solului pentru câmpurile lor. Prin urmare, cu abordări mai sustenabile de gestionare a terenurilor, randamentele vor fi mai mari și mai sănătoase.

4. Irigații și gospodărirea apei

Apa este o resursă valoroasă, esențială pentru succesul tuturor operațiunilor agricole, așa că trebuie gestionată corespunzător. Termografia cu drone, care utilizează senzori termici pentru a oferi o imagine ce indică conținutul de umiditate al terenului, este utilizată.

Cu aceste informații, se pot lua decizii informate cu privire la operațiunile de irigații pentru a garanta că zonele fermei care necesită mai multă apă o primesc, în timp ce zonele care sunt deja umede nu sunt udate excesiv.

În cele din urmă, acestea contribuie la transformarea agriculturii într-o știință mult mai precisă, oferind beneficiile enumerate mai sus. Preocupările legate de apă și irigații nu sunt doar costisitoare, ci pot reduce și producția culturilor. Supravegherea cu drone poate fi utilizată pentru a identifica aceste probleme înainte ca acestea să devină o problemă.

5. Managementul pulverizării

Un alt avantaj al dronelor pentru agricultura de precizie este utilizarea eficientă și eficace a îngrășămintelor. UAV-urile pot utiliza tehnologia avansată a senzorilor pentru a identifica exact unde sunt necesari nutrienți suplimentari, permițând aplicarea acestora doar acolo unde sunt cea mai mare nevoie.

Dronele din agricultură sunt, de asemenea, pulverizatoare foarte eficiente, capabile să livreze cu precizie cantitatea corectă de îngrășământ pentru plante la momentul potrivit, reducând cu succes cantitatea de îngrășământ deversată cu până la 20%. Acest lucru nu numai că reduce costurile agricole, dar previne și daunele excesive asupra mediului.

Tipuri de drone utilizate în agricultură

Vehiculele aeriene fără pilot sunt disponibile într-o varietate de forme și dimensiuni și pot fi clasificate în următoarele categorii:

1. Dronele cu aripi fixe

Avioanele cu aripă fixă folosesc portanța și rezistența la înaintare pentru a menține altitudinea în același mod ca avioanele. Sunt destul de simplu de operat. Au o aripă fixă și o elice care le permite să meargă înainte.

Datorită designului său, trebuie să se miște mereu în raport cu aerul din jurul său pentru a rămâne în sus. Drept urmare, vântul poate avea un impact semnificativ asupra funcționării sale.

O altă constrângere este că dronele mai mari necesită o pistă de aterizare pentru desfășurare și recuperare, în timp ce cele mai mici pot fi lansate manual și recuperate prin aterizarea pe o suprafață moale.

2. Drone hibride VTOL cu aripă fixă

O nouă categorie de hibride care pot decola și ateriza vertical combină avantajele dronelor cu aripi fixe cu capacitatea de planare.

Dronele hibride VTOL (decolare și aterizare verticală) cu aripă fixă combină calitățile unui UAV (vehicul aerian fără pilot) cu capacitatea de a zbura într-o singură locație, păstrând în același timp trăsăturile hibride.

Acestea pot decola dintr-un singur loc și pot zbura vertical pentru o perioadă lungă de timp datorită acestei funcții.

3. Drone multiple

Dronele multi-rotor sunt cele mai utilizate pentru cartografiere și modelare. Acestea sunt alcătuite dintr-un fuselaj și patru motoare care alimentează elicele corespunzătoare. Dronele multi-rotor sunt o alegere fantastică pentru fotografia aeriană datorită dimensiunilor compacte și controlului remarcabil.

Pot pur și simplu să plutească și să decoleze vertical, oferindu-le și mai multă mobilitate. Datorită designului lor, pot suporta și o greutate mai mare. Multi-rotorul poate transporta bunuri, cum ar fi un aparat foto DSLR sau alte obiecte care îi permit să se miște.

Acestea pot naviga cu ușurință în spații mici. Receptoarele GPS ale dronelor le vor permite să plutească și să urmeze o traiectorie predefinită folosind puncte de referință.

4. Elicopter cu un singur rotor

Dronele elicopter cu rotor unic au mai multe avantaje decât alte tipuri. Au un mecanism controlat de gaz pentru a crește rezistența.

Standardele aerodinamice subliniază faptul că palele rotorului mai mari duc la o rotație mai redusă și la o fiabilitate mai mare a sistemului. Prin urmare, elicopterele cu un singur rotor sunt mai practice decât alte tipuri. Agricultura beneficiază de palele rotorului mai lungi ale elicopterelor cu un singur rotor.

5. Dronă conectată

Un vehicul cu fir fix este o dronă tipică care este legată de un fir pentru a elimina necesitatea unei telecomenzi. Mișcarea dronei este astfel constrânsă de firul fix. În plus, dronele cu fir fix vin într-o gamă largă de configurații.

Acestea pot varia de la o dronă normală care se mișcă în conformitate cu legătura până la o dronă care este legată cu un fir cu microfilament și are o sursă de alimentare stabilită pentru zbor infinit.

Potrivit Asociației Internaționale pentru Sisteme de Vehicule fără Pilot, în viitorul apropiat, 80% din vehiculele aeriene fără pilot (UAV) vor fi utilizate în scopuri agricole.

Dar cât de pregătit este sectorul agricol pentru utilizarea dronelor? Și cât de pregătite sunt acestea să opereze pe deplin în fermă?

Întrebări frecvente

1. În ce anotimp zboară dronele pentru a analiza culturile?

Dronele sunt de obicei utilizate pentru a analiza culturile în timpul sezonului de creștere, adică atunci când culturile cresc și se dezvoltă activ. Această perioadă corespunde, în general, lunilor de primăvară și vară, în funcție de cultura și locația specifică.

Prin pilotarea dronelor în acest sezon, fermierii pot obține date în timp real despre sănătatea culturilor, pot identifica zonele de interes și pot lua decizii informate pentru a optimiza gestionarea culturilor și a maximiza randamentele.

2. Ce resursă naturală putem ajuta la protejarea prin utilizarea dronelor și aplicarea precisă a resurselor?

Utilizarea dronelor și aplicarea precisă a inputurilor poate ajuta la protejarea resurselor de apă. Prin direcționarea precisă a aplicării îngrășămintelor, pesticidelor și irigațiilor, fermierii pot reduce la minimum scurgerile și levigarea acestor substanțe în corpurile de apă. Dronele oferă imagini de înaltă rezoluție și colectare de date, permițând fermierilor să identifice zonele cu supra- sau subaplicare și să ajusteze inputurile în consecință.

3. Cum se operează drona?

Operarea unei drone implică de obicei următorii pași: În primul rând, asigurați-vă că drona este complet încărcată și că componentele necesare, cum ar fi telecomanda și dispozitivul mobil, sunt conectate.

În al doilea rând, efectuați o verificare înainte de zbor, verificând dacă senzorii, elicele și camera dronei funcționează corect. În al treilea rând, planificați traiectoria de zbor și setați puncte de referință, dacă este necesar, folosind software-ul de control al dronei.

În cele din urmă, lansați drona, manevrați-o folosind telecomanda și monitorizați fluxul video live sau imaginile capturate pentru analiză. Respectarea reglementărilor locale și practicarea tehnicilor de zbor în siguranță sunt, de asemenea, importante pentru operarea cu succes a dronei.

4. Cum colectează dronele date?

Dronele colectează date prin intermediul diverșilor senzori și tehnologii de la bord. Acestea pot include camere, senzori termici, LiDAR (Light Detection and Ranging - Detectare și măsurare a distanței luminii) și senzori multispectrali. Pe măsură ce drona zboară deasupra zonei țintă, acești senzori captează imagini, videoclipuri sau alte date. Datele colectate sunt apoi transmise și stocate pe dronă sau transferate pe un computer pentru analiză.