Каким образом гиперспектральные спутниковые снимки помогают в точном земледелии?

Использование гиперспектральных спутниковых снимков в сельском хозяйстве изменило методы управления сельскохозяйственными угодьями, позволив удовлетворить растущие потребности увеличивающегося населения в условиях меняющегося климата.

Развитие и коммерциализация этого инструмента в последнее время привели к тому, что он стал доступен по цене для понимания и мониторинга не только крупных, но и небольших фермерских хозяйств по всему миру.

Важно понимать концепцию гиперспектральной спутниковой съемки и ее преимущества для фермеров и сельскохозяйственных угодий, а также способы ее использования.

Каким образом спутниковые снимки полезны для сельского хозяйства?

На протяжении большей части истории человечества сельское хозяйство было исключительно наукой и практикой, основанной на использовании земли. Однако сегодня масштабы сельского хозяйства значительно расширились, достигнув уровня спутников, вращающихся вокруг Земли. Но как именно спутники влияют на то, как мы выращиваем сельскохозяйственные культуры и производим продукты питания?

Ответ кроется в факторах, от которых зависит сельское хозяйство, а именно: почва, погода, температура, характер выпадения осадков, развитие культур, топография и так далее.

Спутники или космические технологии позволяют нам легко измерять и отслеживать эти факторы, не выходя из-за экранов компьютеров, а полученная таким образом информация может быть использована для планирования соответствующих сельскохозяйственных мероприятий.

Использование спутников в сельском хозяйстве — быстро развивающаяся практика. Она эволюционировала от простого сбора информации до выполнения точных сельскохозяйственных операций, например, использования тракторов с GPS-навигаторами для уборки урожая.

Важно отметить, что спутники используются главным образом для получения точных геопространственных данных об интересующих объектах — в нашем случае, сельскохозяйственных угодьях и посевах. Это достигается за счет использования комбинации более чем трех спутников и концепции, известной как трилатерация.

Кроме того, для измерения и мониторинга вышеупомянутых факторов спутники оснащаются различными типами высокоэффективных датчиков. Именно благодаря сочетанию этих механизмов спутники стали столь полезны в современном сельском хозяйстве.

Что такое гиперспектральная визуализация в точном земледелии?

Гиперспектральная визуализация — это процесс получения данных об объекте путем регистрации различных спектральных характеристик всего электромагнитного спектра света, а не только той полосы света, которую мы можем видеть и которая отражается от объекта.

Получение этих спектральных характеристик осуществляется с помощью специализированных камерных датчиков, установленных на борту спутников.

В сельском хозяйстве гиперспектральная съемка основана на том факте, что почти все виды сельскохозяйственных культур демонстрируют различные спектральные характеристики на разных стадиях своего жизненного цикла и в различных физиологических условиях. Эти различия могут быть обусловлены как ожидаемыми, так и неожиданными наблюдениями.

Неожиданные результаты могут быть обусловлены несколькими факторами окружающей среды или управления, которые изменили физиологическое состояние растений. Это может быть полезно для выявления:

• Уровень влажности почвы
• Несколько заболеваний
• Состав сельскохозяйственных культур для многокультурных систем
• Засорение сорняками
• Уровень питательных веществ в почве и т.д.

Тщательно изучив и проанализировав эти данные, фермер может легко адаптировать свои методы для достижения оптимального урожая в течение определенного времени и в определенном пространстве. В некотором смысле, гиперспектральная съемка позволяет фермерам понять, чего хочет культура.

В сельском хозяйстве процесс получения изображений осуществляется либо с земли, либо с воздуха. Для съемки с земли используются роботы или транспортные средства, оснащенные гиперспектральными датчиками. Для аэрофотосъемки с использованием гиперспектральных датчиков применяются дроны (БПЛА), а также спутниковые снимки.

Поскольку принцип работы гиперспектральной визуализации основан на точном измерении света и его спектральных диапазонов, даже небольшое движение или нерегулярность в системе могут существенно исказить результаты и принести больше вреда, чем пользы.

Таким образом, для любых сельскохозяйственных операций с использованием гиперспектральной съемки крайне важно применять надежные и точные системы и сервисы. Наконец, наилучший результат применения гиперспектральной съемки в сельском хозяйстве достигается при регулярном использовании в течение нескольких циклов выращивания культур, что позволяет более точно понимать и контролировать состояние посевов.

Каким образом спутниковые спектральные снимки помогают фермерам, занимающимся точным земледелием?

Спутники и связанные с ними технологии не просто помогают фермерам эффективно управлять своими хозяйствами; они меняют методы ведения сельского хозяйства во всем мире.

Спутники предоставляют фермерам обзор и понимание всей территории их сельскохозяйственных угодий с точки зрения, о которой они еще несколько десятилетий назад и мечтать не могли. Вот несколько способов, которыми спутники помогают фермерам эффективно и устойчиво управлять своими хозяйствами:

• Картографирование: Первым шагом в точном земледелии с использованием спутников является тщательное картирование всего земельного участка. Это особенно полезно в случае больших сельскохозяйственных угодий, поскольку позволяет фермерам идентифицировать и расставлять приоритеты в использовании своих земель на основе пространственных характеристик.
• Измерение и изучение: Многоспектральные камеры и датчики, установленные на спутниках, прямо или косвенно позволяют измерять широкий спектр важных характеристик сельскохозяйственных угодий, таких как состояние урожая, питание растений, дефицит почвенной влаги, стадия развития плантации, погодные условия, болезни и так далее.
• Выполнение и мониторинг: Далее, спутниковые данные и их функциональные возможности полезны для автоматизации технологических процессов и позволяют точно регулировать нормы внесения удобрений и схемы орошения. Более того, по мере накопления изображений, они отражают особенности сельскохозяйственных угодий и окружающей среды. Это помогает прогнозировать будущие события, планировать и готовиться заранее, чтобы свести к минимуму потери от таких факторов, как засухи, изменение климата, вспышки болезней и т. д.

Использование спутниковых снимков в сельском хозяйстве, включая гиперспектральные изображения, подпадает под широкое понятие точного земледелия. Поэтому спутниковые снимки редко используются изолированно и скорее являются одним из элементов Интернета вещей (IoT), применяемого в точном земледелии.

Спутниковые снимки в сочетании с наземными данными, искусственным интеллектом, анализом больших данных и распространением данных до уровня фермеров с помощью смартфонов и приложений.

Точнее говоря, использование высокоспектральных изображений в сельском хозяйстве открывает следующие возможности:

1. Выявление состояния здоровья растений:

Для понимания, выявления и мониторинга состояния сельскохозяйственных культур используются различные типы индексов растительности, рассчитываемые на основе многоспектральных спутниковых снимков. Как упоминалось ранее, различное состояние здоровья или степень развития растений приводят к поглощению или отражению света различной длины волны.

Датчики регистрируют и рассчитывают индексы, и лучший из них может быть использован практически в режиме реального времени для разработки соответствующих стратегий управления. Чтобы узнать больше о различных типах индексов растительности и о том, какой из них выбрать, прочитайте эту статью. Блог GeoPard.

2. Состояние и свойства почвы:

Подобно тому, как сельскохозяйственные культуры и их листва демонстрируют различные спектральные характеристики в зависимости от состояния здоровья, изменения в почве и ее свойствах также приводят к различному спектру света, отражаемого бортовыми датчиками.

Например, индекс яркости почвы — один из таких индексов, используемых для измерения и картирования свойств почвы. Поскольку такие свойства почвы, как влажность, уровень питательных веществ, текстура, эрозионная способность и pH, играют огромную роль в общем успехе или неудаче всей сельскохозяйственной системы, важно точно и регулярно картировать, управлять и контролировать состояние почвы.

Систематический отбор проб почвы позволяет получить более точное описание ее свойств, но на больших территориях он может быть дорогостоящим и неэффективным.

В результате, наилучший подход сочетает гиперспектральную съемку с систематической сетчатой выборкой почвы для получения точной и надежной карты различных свойств почвы.

Это можно использовать и для внесения удобрений VRA. Именно такой подход используется в... Анализ почвенных данных решение предоставлено ГеоПард Агрикультура.

3. Рост растений и определение типов культур/сортов.

Применение многоспектральных спутниковых снимков для понимания и мониторинга роста сельскохозяйственных культур, а также их состава имеет важное значение в случаях многокультурных систем на крупных фермах.

На крупных фермах на разных участках земли могут наблюдаться локальные факторы окружающей среды, вызывающие отклонения от нормального режима роста. Кроме того, в местах, ухудшающих рост основных сельскохозяйственных культур, могут разрастаться нежелательные растения, такие как сорняки.

Для мониторинга всех этих проблем и обеспечения оптимальных результатов на всем участке земли используются многоспектральные спутниковые снимки, создающие слои данных, которые можно сравнивать и принимать обоснованные решения.

Помимо этих распространенных применений высокоскоростных изображений, к другим областям применения относятся раннее обнаружение и предупреждение о наводнениях, обнаружение лесных пожаров, мониторинг скота и так далее.

В заключение можно сказать, что гиперспектральные спутниковые снимки обладают огромным потенциалом и возможностями применения в сельском хозяйстве, а также позволяют трансформировать их в передовую практику для решения растущих проблем XXI века.

Фермеры могут извлечь выгоду из этого мощного инструмента и сделать свою агрономическую практику проще, эффективнее, устойчивее и, что самое важное, прибыльнее.

Однако очевидно также, что его применение требует высокой точности и знаний, и фермерам необходимо убедиться в использовании надежной платформы поставщика агроуслуг с высокой операционной эффективностью и технической экспертизой.

GeoPard Agriculture предлагает широкий спектр решений для сельского хозяйства, в полной мере использующих возможности многоспектральных спутниковых снимков, таких как Landsat, Sentinel и Planet.

Используемые технологии отличаются очень высокой точностью с разрешением 3 м и базой данных изображений за несколько лет для определения тенденций изменения растительности. зоны управления для ваших сельскохозяйственных угодий.

Среди других возможностей мощного движка GeoPard — практически мгновенный отклик. Мониторинг посевов и Данные урожайности с использованием новейших изображений, которые легко визуализируются на веб- и мобильных облачных платформах.

Используя всю эту информацию и слои данных, GeoPard анализирует общие характеристики продуктивности сельскохозяйственных угодий и назначает переменные нормы внесения удобрений и удобрений, такие как... удобрение, орошение, или виды сельскохозяйственных культур для вашего фермерского хозяйства с целью улучшения ваших агрономических методов с точки зрения устойчивого развития и экономической эффективности.

Часто задаваемые вопросы

1. Как получить спутниковые снимки для фермы?

Чтобы получить фотографии вашей фермы, начните с поиска надежных поставщиков, предлагающих услуги, ориентированные на сельское хозяйство, например: ГеоПард. Выберите подходящий тарифный план, исходя из таких факторов, как разрешение изображений и частота обновлений. После оформления подписки получите доступ к изображениям через платформу или инструменты поставщика и загрузите изображения для вашего фермерского хозяйства. Используйте эти изображения для мониторинга состояния урожая, выявления проблемных зон и принятия обоснованных решений для оптимизации методов ведения сельского хозяйства.

2. Почему спутниковые снимки помогают понять пищевые цепи?

Это помогает понять пищевые цепи по нескольким причинам. Во-первых, это обеспечивает широкомасштабный обзор поверхности Земли, позволяя исследователям наблюдать и отслеживать большие территории и экосистемы. Эти изображения могут помочь выявить ключевые особенности среды обитания, такие как растительный покров или океанографические процессы, которые влияют на распределение и численность организмов в пищевых цепях. Кроме того, это помогает отслеживать изменения в растительном покрове и климатических переменных, которые являются важными факторами, влияющими на динамику пищевых цепей.