Как использовать сельскохозяйственные дроны в точном земледелии?

Беспилотники используются не только в военных целях. В сельском хозяйстве дроны теперь могут помочь фермерам и сельскохозяйственным предприятиям более эффективно и результативно обрабатывать свои земли.

Рост производства и потребления продуктов питания в современном сельском хозяйстве привел к критическому поворотному моменту: мировые запасы продовольствия сокращаются быстрее, чем когда-либо, а цены на сырьевые товары взлетают как никогда прежде.

Агрономы и фермеры во всем мире испытывают все большее давление в связи с необходимостью повышения эффективности управления ресурсами в условиях сокращения финансовых средств, в то время как феномен “от фермы до стола” привел к усилению стремления к улучшению отслеживаемости продуктов питания, поскольку потребители все больше обеспокоены происхождением приобретаемых продуктов и способами их производства.

Кроме того, попытки сельскохозяйственной отрасли обеспечить безопасность цепочки поставок становятся все более сложными из-за изменения климата.

Как дроны используются в точном земледелии?

Дроны становятся все более популярными в сельском хозяйстве как часть целостного плана устойчивого земледелия, позволяя агрономам и фермерам оптимизировать процессы и получать важную информацию о своих культурах посредством тщательного сбора данных. топографический анализ.

Например, мониторинг посевов упрощается благодаря информации, получаемой от сельскохозяйственных дронов, которая затем используется для разработки и внедрения постоянных усовершенствований, таких как изменение внесения удобрений или расположение канав.

Используя GPS-координаты в различных точках маршрута, вместо трудоемких и длительных методов сбора данных, можно надежно отслеживать доставку продуктов питания от фермы до тарелки.

Роль сельскохозяйственных дронов в точном земледелии

В точном земледелии беспилотные летательные аппараты используются для решения самых разнообразных задач, начиная от... отбор проб почвы от анализа посевов до посадки и применения пестицидов.

В сельском хозяйстве беспилотные летательные аппараты можно комбинировать с различными технологиями визуализации, такими как гиперспектральная, мультиспектральная, тепловая и другие, чтобы предоставлять фермерам информацию о состоянии урожая, грибковых инфекциях, проблемах роста и т.д. как во времени, так и на конкретном участке.

Беспилотные летательные аппараты очень эффективны для тщательного отслеживания огромных участков сельскохозяйственных земель, учитывая такие параметры, как уклон и высота, например, для определения наиболее эффективной схемы посадки.

Важно отметить, что высокое разрешение данных, полученных с помощью дронов, может быть использовано для измерения плодородия сельскохозяйственных культур, что позволит агрономам с большой точностью вносить удобрения, сокращать потери и проектировать или совершенствовать системы орошения.

После стихийных бедствий, таких как наводнения, эта технология может быть особенно полезна для оказания помощи фермерам в оценке ущерба на участках земли, недоступных для пешего передвижения. Ниже перечислены некоторые области применения дронов в точном земледелии:

1. Обследование и картирование посевов.

Если раньше оценка состояния урожая проводилась вручную, пешком, с трактора или с использованием дорогостоящих спутниковых технологий, то теперь в сельском хозяйстве дроны позволяют анализировать состояние растительности с воздуха за считанные минуты.

Например, покадровая фотосъемка с дронов может использоваться для точного мониторинга роста и развития урожая в течение нескольких дней или недель, а картирование NDVI с помощью дронов, использующее специализированные датчики, чрезвычайно полезно для анализа уровня хлорофилла, обнаружения насекомых, вредителей и болезней, идентификации сорняков и измерения уровня стресса растений.

Благодаря этому фермеры могут оперативно решать возникающие проблемы и вносить необходимые корректировки по мере необходимости для обеспечения более высокой производительности. По сути, это означает, что фермеры могут быть значительно внимательнее к постоянно меняющимся потребностям своих культур.

Процесс картирования посевов с помощью дрона довольно прост. Многие современные сельскохозяйственные дроны поставляются с программным обеспечением для планирования полета, которое позволяет оператору обвести контур обрабатываемой области. Затем программа автоматически разрабатывает курс полета и, в некоторых случаях, даже подготавливает снимки с камеры.

Во время полета дрон автоматически делает снимки с помощью встроенных датчиков и камеры, а также использует GPS для расчета момента съемки. Однако, если ваш дрон не обладает этими автоматическими функциями, один человек должен управлять дроном, пока другой делает снимки.

2. Борьба с сорняками и вредителями.

Неурожай практически всех основных сельскохозяйственных культур, включая пшеницу, пальмовое масло, сою, рис, картофель, хлопок и кукурузу, вызван нехваткой урожая из-за сорняков и вредителей. Точное земледелие имеет широкий спектр применения в сельском хозяйстве, в том числе в борьбе с сорняками и вредителями.

Они, используя специализированные камеры и датчики, способные обнаруживать определенные сорняки и вредителей, а также технологию GPS, позволяющую предоставлять информацию о местоположении для картирования местности, могут помочь в точном отслеживании огромных территорий за считанные секунды.

Использование дронов в сельском хозяйстве позволяет более точно планировать стратегии борьбы с сорняками, повышая эффективность механических методов и замедляя рост сорняков под действием гербицидов, что приводит к снижению затрат, замедлению развития устойчивости сорняков и увеличению биоразнообразия.

Сельскохозяйственные дроны могут обработать многие гектары за считанные минуты, пролетая над полем и передавая фотоданные для идентификации сорняков и вредителей. Кроме того, фермеры и компании могут бороться с сорняками и вредителями как можно раньше, прежде чем они нанесут ущерб всему урожаю.

3. Осмотр грунта

Они часто используются для оценки состояния почвы. В традиционной сельскохозяйственной методике осмотр почвы включает несколько этапов, таких как ручной осмотр поля с использованием оборудования и анализ образцов почвы по различным параметрам.

С другой стороны, благодаря усовершенствованным технологиям мониторинга земель, фермеры и ученые могут отслеживать важные показатели качества почвы еще долго после посева семян.

Использование дронов для исследования почвы и полей может помочь в мониторинге плотности почвы и растений на протяжении всего вегетационного периода, чтобы избежать “неожиданностей” в дальнейшем.

Такой упреждающий отбор проб почвы с помощью сельскохозяйственных дронов может помочь фермерам предотвращать возникновение проблем и вносить необходимые корректировки (например, вносить изменения в почву). орошение, добавляя азот удобрение, и т. д.) для обеспечения максимального здоровья урожая.

Мониторинг состава и состояния почвы имеет решающее значение для современного сельского хозяйства. Чем точнее данные, как и во многих других случаях, тем лучше.

Используя мультиспектральные карты качества почвы своих полей, фермеры могут принимать более обоснованные решения о том, где и какие культуры сажать, а также когда вносить корректировки. В результате, благодаря более устойчивым подходам к управлению земельными ресурсами, урожайность будет выше, а растения – здоровее.

4. Орошение и управление водными ресурсами

Вода — ценный ресурс, имеющий решающее значение для успеха любого сельскохозяйственного предприятия, поэтому ею необходимо правильно распоряжаться. В этом случае на помощь приходит термография с использованием дронов, которая с помощью тепловых датчиков получает изображение, указывающее на содержание влаги в почве.

На основании этой информации можно принимать обоснованные решения об ирригационных операциях, чтобы гарантировать, что участки фермы, нуждающиеся в большем количестве воды, получат ее, а уже влажные участки не будут переувлажнены.

В конечном итоге, они помогают сделать сельское хозяйство гораздо более точной наукой, предоставляя перечисленные выше преимущества. Проблемы с водой и орошением не только обходятся дорого, но и могут снизить урожайность. Обследование с помощью дронов может быть использовано для выявления этих проблем до того, как они станут серьезными.

5. Управление опрыскиванием

Еще одно преимущество дронов для точного земледелия — эффективное и рациональное использование удобрений. Беспилотные летательные аппараты могут использовать передовые сенсорные технологии для точного определения мест, где необходимы дополнительные питательные вещества, что позволяет вносить их только там, где они наиболее необходимы.

В сельском хозяйстве дроны также являются очень эффективными опрыскивателями, способными доставлять точно необходимое количество удобрений в нужный момент, успешно снижая объем выбрасываемых удобрений до 201 тонны на 3 тонны. Это не только снижает затраты на сельское хозяйство, но и предотвращает чрезмерный ущерб окружающей среде.

Типы дронов, используемых в сельском хозяйстве

Беспилотные летательные аппараты бывают самых разных форм и размеров и могут быть классифицированы по следующим категориям:

1. Беспилотники с неподвижным крылом

Самолеты с неподвижным крылом используют подъемную силу и сопротивление для поддержания высоты, как и обычные самолеты. Они довольно просты в управлении. У них неподвижное крыло и пропеллер, позволяющий им двигаться вперед.

Из-за своей конструкции, чтобы оставаться в воздухе, он должен постоянно двигаться относительно окружающего воздуха. В результате ветер может существенно влиять на его работу.

Ещё одно ограничение заключается в том, что для запуска и возврата более крупных дронов требуется взлетно-посадочная полоса, тогда как более мелкие можно запускать вручную и возвращать, приземляясь на мягкую поверхность.

2. Гибридные беспилотные летательные аппараты вертикального взлета и посадки с неподвижным крылом

Новая категория гибридных летательных аппаратов, способных к вертикальному взлету и посадке, сочетает в себе преимущества беспилотников с неподвижным крылом и возможность зависания.

Гибридные беспилотные летательные аппараты с неподвижным крылом и вертикальным взлетом и посадкой (VTOL) сочетают в себе качества БПЛА (беспилотного летательного аппарата) со способностью летать в одном месте, сохраняя при этом гибридные характеристики.

Благодаря этой функции они могут взлетать с одной точки и летать вертикально в течение длительного времени.

3. Многочисленные дроны

Многороторные дроны наиболее часто используются для картографирования и моделирования. Они состоят из фюзеляжа и четырех двигателей, приводящих в движение соответствующие пропеллеры. Многороторные дроны — отличный выбор для аэрофотосъемки благодаря своим компактным размерам и превосходному управлению.

Они могут просто зависать в воздухе и взлетать вертикально, что обеспечивает им еще большую мобильность. Благодаря своей конструкции они также могут выдерживать больший вес. Мультиротор может перевозить такие грузы, как цифровая зеркальная камера или другие предметы, позволяющие ему двигаться.

Эти дроны легко перемещаются в ограниченном пространстве. GPS-приемники позволяют им зависать в воздухе и следовать по заранее заданному маршруту, используя путевые точки.

4. Однороторный вертолет

Беспилотные вертолеты с одним несущим винтом имеют больше преимуществ, чем другие типы. Они оснащены газораспределительным механизмом для увеличения продолжительности полета.

Аэродинамические стандарты подчеркивают, что более крупные лопасти несущего винта приводят к меньшему вращению и большей надежности системы. В результате однороторные вертолеты более практичны, чем другие типы. Сельское хозяйство выигрывает от более длинных лопастей несущего винта однороторных вертолетов.

5. Привязанный дрон

Беспилотник с тросом — это типичный дрон, прикрепленный к проводу, что исключает необходимость в пульте дистанционного управления. Таким образом, движение дрона ограничивается тросом. Кроме того, дроны с тросом выпускаются в самых разнообразных конфигурациях.

Они могут варьироваться от обычного дрона, движущегося в соответствии с тросом, до дрона, привязанного микроволоконным тросом и имеющего постоянный источник питания для бесконечного полета.

Согласно данным Международной ассоциации беспилотных летательных аппаратов (Association for Unmanned Vehicle Systems International), в ближайшем будущем 80 процентов беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) будут использоваться в сельском хозяйстве.

Но насколько сельскохозяйственный сектор готов к использованию дронов? И насколько он готов к полноценной работе на ферме?

Часто задаваемые вопросы

1. В какой сезон они запускают дроны для анализа урожая?

Дроны обычно используются для анализа урожая в течение вегетационного периода, то есть когда растения активно растут и развиваются. Этот период, как правило, соответствует весенним и летним месяцам, в зависимости от конкретной культуры и местоположения.

В этот сезон фермеры могут использовать дроны для получения данных о состоянии посевов в режиме реального времени, выявлять проблемные участки и принимать обоснованные решения для оптимизации управления посевами и максимизации урожайности.

2. Какой природный ресурс мы можем помочь защитить, используя дроны и точное внесение удобрений и средств защиты?

Использование дронов и точное внесение удобрений и пестицидов может помочь защитить водные ресурсы. Благодаря точному распределению удобрений, пестицидов и воды для орошения фермеры могут минимизировать сток и вымывание этих веществ в водоемы. Дроны обеспечивают получение изображений высокого разрешения и сбор данных, позволяя фермерам выявлять участки с избыточным или недостаточным внесением удобрений и соответствующим образом корректировать внесение.

3. Как управлять дроном?

Управление дроном обычно включает в себя следующие шаги: Во-первых, убедитесь, что дрон полностью заряжен и необходимые компоненты, такие как пульт дистанционного управления и мобильное устройство, подключены.

Во-вторых, проведите предполетную проверку, убедившись в исправности датчиков, пропеллеров и камеры дрона. В-третьих, спланируйте траекторию полета и при необходимости установите путевые точки, используя программное обеспечение управления дроном.

Наконец, запустите дрон, управляйте им с помощью пульта дистанционного управления и отслеживайте видеопоток в реальном времени или полученные изображения для анализа. Соблюдение местных правил и применение безопасных методов управления дроном также важны для успешной эксплуатации.

4. Как дроны собирают данные?

Беспилотники собирают данные с помощью различных датчиков и технологий, установленных на борту. К ним могут относиться камеры, тепловизоры, лидар (система обнаружения и определения дальности с помощью света) и мультиспектральные датчики. Во время полета над целевой зоной эти датчики захватывают изображения, видео или другие данные. Собранные данные затем передаются и сохраняются на борту беспилотника или передаются на компьютер для анализа.