Kako hiperspektralni satelitski posnetki pomagajo pri preciznem kmetijstvu?

Uporaba hiperspektralnih satelitskih posnetkov v kmetijstvu je spremenila način upravljanja kmetijskih zemljišč, da bi zadostili naraščajočim potrebam rastočega prebivalstva zaradi spreminjajočega se podnebja.

Napredek in komercializacija tega orodja v zadnjem času sta omogočila dostopno razumevanje in spremljanje ne le velikih kmetij, temveč tudi majhnih kmetij povsod po svetu.

Pomembno je razumeti koncept hiperspektralnega satelitskega slikanja in njegove koristne posledice za kmete in kmetijska zemljišča, pa tudi način njihove uporabe.

Kako so satelitski posnetki uporabni za kmetijstvo?

Večino časa v človeški zgodovini je bilo kmetijstvo strogo kopenska znanost in praksa. Vendar pa se je obseg kmetijstva danes močno razširil in dosegel satelite, ki krožijo okoli Zemlje. Toda kako sateliti dejansko vplivajo na način, kako gojimo poljščine in proizvajamo hrano?

Odgovor se skriva v dejavnikih, od katerih je kmetijstvo odvisno, in sicer v tleh, vremenu, temperaturi, vzorcu padavin, razvoju poljščin, topografiji in tako naprej.

Sateliti ali vesoljske tehnologije nam omogočajo enostavno merjenje in spremljanje teh dejavnikov kar z udobja naših računalniških zaslonov, tako pridobljene informacije pa lahko uporabimo za načrtovanje ustreznih kmetijskih posegov.

Uporaba satelitov v kmetijstvu je hitro rastoča praksa. Razvila se je od zgolj zbiranja informacij do dejanskega izvajanja natančnih kmetijskih operacij, na primer uporabe traktorjev z GPS-sistemom za žetev.

Pomembno je omeniti, da se sateliti uporabljajo predvsem za ustvarjanje natančnih geoprostorskih podatkov o objektih zanimanja – v našem primeru kmetijskih zemljiščih in pridelkih. To se doseže z uporabo kombinacije več kot treh satelitov in koncepta, znanega kot trilateracija.

Poleg tega so sateliti za merjenje in spremljanje zgoraj omenjenih dejavnikov opremljeni z različnimi vrstami visoko zmogljivih senzorjev. Prav zaradi kombinacije teh mehanizmov so sateliti postali tako uporabni v sodobnem kmetijstvu.

Kaj je hiperspektralno slikanje v preciznem kmetijstvu?

Hiperspektralno slikanje je postopek pridobivanja podatkov o objektu z zajemanjem različnih spektralnih podpisov iz celotnega elektromagnetnega spektra svetlobe in ne le pasu svetlobe, ki ga lahko vidimo in se odbije od udarca v objekt.

Zajemanje teh spektralnih podpisov se izvaja s pomočjo specializiranih senzorjev kamer na satelitih.

V kmetijstvu hiperspektralno slikanje temelji na dejstvu, da skoraj vse vrste poljščin kažejo različne spektralne podpise v različnih fazah svojega življenjskega cikla in različnih fizioloških pogojih. Te razlike je mogoče pripisati pričakovanim ali nepričakovanim opazovanjem.

Pri nepričakovanih rezultatih je mogoče razlike pripisati več okoljskim ali upravljavskim dejavnikom, ki so spremenili fiziološke pogoje rastlin. To je lahko koristno pri odkrivanju:

• Raven vlažnosti tal
• Več bolezni
• Sestava pridelka za večkulturne sisteme
• Okužba s plevelom
• Raven hranil v tleh itd.

S skrbnim preučevanjem in analizo teh ugotovitev lahko kmet zlahka prilagodi svoje posege za optimalno pridelavo skozi čas in prostor. Na nek način hiperspektralno slikanje kmetom omogoča, da razumejo, kaj pridelek želi.

Dejanski postopek slikanja v kmetijstvu se izvaja bodisi s tal bodisi iz zraka. Za slikanje s tal se uporabljajo roboti ali vozila, opremljena s hiperspektralnimi senzorji. Za hiperspektralno slikanje iz zraka se uporabljajo droni (UAV) in satelitski posnetki.

Ker mehanizem delovanja hiperspektralnega slikanja vključuje natančno merjenje svetlobe in njenih spektralnih pasov, lahko že majhno gibanje ali nepravilnost v sistemu močno izkrivi rezultate in povzroči več škode kot koristi.

Zato je ključnega pomena uporaba zanesljivih in natančnih sistemov in storitev za vsa hiperspektralna slikovna kmetijska opravila. Nenazadnje se uporaba hiperspektralnega slikanja v kmetijstvu najbolje uresniči, če se redno uporablja v več pridelovalnih ciklih, tako da je razumevanje in spremljanje pridelkov natančnejše in pravilnejše.

Kako satelitski spektralni posnetki pomagajo preciznim kmetovalcem?

Sateliti in z njimi povezane tehnologije ne pomagajo kmetom le učinkovito upravljati svojih kmetij; spreminjajo način kmetovanja po vsem svetu.

Sateliti kmetom omogočajo pogled in vpogled v celotna kmetijska zemljišča z vidika, o katerem si pred nekaj desetletji niso mogli niti sanjati. Različni načini, kako sateliti pomagajo kmetom pri učinkovitem in trajnostnem upravljanju kmetij, so naslednji:

• Kartiranje: Prvi korak v preciznem kmetijstvu z uporabo satelitov vključuje temeljito kartiranje celotne parcele. To je še posebej koristno v primerih velikih kmetijskih zemljišč, ki kmetom omogočajo, da na podlagi prostorskih značilnosti prepoznajo in določijo prednost svojih zemljišč.
• Merjenje in preučevanje: Večspektralne kamere in senzorji, nameščeni v satelite, neposredno ali posredno merijo široko paleto pomembnih značilnosti kmetijskih zemljišč, kot so zdravje pridelka, hranilna vrednost, pomanjkanje vode v tleh, faza nasada, vremenski vzorci, bolezni itd.
• Izvajanje in spremljanje: Nadalje so satelitski podatki in njihove funkcionalnosti uporabni pri delovanju avtomatiziranih tehnoloških strojev in omogočajo natančno spreminjanje stopenj gnojenja ter različnih vzorcev namakanja. Poleg tega, ko se slike sčasoma kopičijo druga za drugo, odražajo vzorec značilnosti kmetijskih zemljišč in okolja. To pomaga pri napovedovanju prihodnjih dogodkov ter načrtovanju in pripravi vnaprej, da bi imeli največ možnosti za zmanjšanje ekstremnih izgub zaradi dejavnikov, kot so suša, podnebne spremembe, izbruhi bolezni itd.

Njegova uporaba v kmetijstvu, vključno s hiperspektralnimi posnetki, spada pod širši pojem preciznega kmetijstva. Zato se satelitski posnetki redko uporabljajo ločeno in so prej eden od elementov interneta stvari (IoT), ki se uporablja v preciznem kmetijstvu.

Satelitski posnetki v kombinaciji s podatki z tal, umetno inteligenco, analizo velepodatkov in razširjanjem podatkov do ravni kmetov z uporabo pametnih telefonov in aplikacijskih storitev.

Natančneje, visokospektralni posnetki v kmetijstvu omogočajo naslednje:

1. Zaznavanje zdravja pridelka:

Za razumevanje, zaznavanje in spremljanje zdravja poljščin se uporabljajo različne vrste vegetacijskih indeksov, izračunanih iz večspektralnih satelitskih posnetkov. Kot smo že omenili, različna zdravstvena stanja ali njihova moč povzročijo absorpcijo ali odboj svetlobe različnih valovnih dolžin.

Senzorji zajemajo in izračunavajo indekse, najboljšega pa je mogoče uporabiti skoraj v realnem času za oblikovanje ustreznih strategij upravljanja. Če želite izvedeti več o različnih vrstah vegetacijskih indeksov in o tem, katerega izbrati, preberite tole. GeoPardov blog.

2. Stanje in lastnosti tal:

Tako kot pridelki in njihovo listje kažejo različne spektralne podpise v različnih zdravstvenih pogojih, se tudi razlike v tleh in njenih lastnostih odražajo v različnem spektru svetlobe, ki jo odbijajo senzorji v zraku.

Na primer, indeks svetlosti tal je eden takšnih indeksov, ki se uporablja za merjenje in kartiranje lastnosti tal. Ker lastnosti tal, kot so vlaga, raven hranil, tekstura, erodibilnost in pH, igrajo pomembno vlogo pri splošnem uspehu ali neuspehu celotnega kmetijskega sistema, je pomembno, da stanje tal natančno in redno kartiramo, upravljamo in spremljamo.

Sistematično vzorčenje tal lahko zagotovi natančnejši opis lastnosti tal, vendar je lahko drago in neučinkovito na velikih območjih.

Posledično najboljši pristop združuje hiperspektralno slikanje s sistematičnim mrežnim vzorčenjem tal, da se dobi natančen in zanesljiv zemljevid različnih lastnosti tal.

To se lahko nadalje uporabi za gnojenje z VRA. Ta pristop uporablja Analiza podatkov o tleh rešitev, ki jo je zagotovil GeoPard kmetijstvo.

3. Rast poljščin in zaznavanje vrst poljščin/sort

Uporaba večspektralnih satelitskih posnetkov za razumevanje in spremljanje rasti in sestave poljščin je bistvenega pomena v primerih sistemov z več poljščinami na velikih kmetijah.

Na velikih kmetijah imajo lahko različna zemljišča lokalizirane okoljske dejavnike, ki povzročajo odstopanje od običajnega vzorca rasti. Poleg tega lahko na območjih rastejo neželene rastline, kot je plevel, ki poslabšajo rast glavnih poljščin.

Za spremljanje vseh teh težav in zagotovitev optimalnih rezultatov na celotni parceli se z večspektralnimi satelitskimi posnetki ustvarijo podatkovne plasti, ki jih lahko primerjate in sprejemate premišljene odločitve.

Poleg teh pogostih uporab slik HS so med drugim na voljo tudi zgodnje odkrivanje in opozarjanje na poplave, odkrivanje požarov v naravi, spremljanje živine in tako naprej.

Če povzamemo, imajo hiperspektralni satelitski posnetki ogromen potencial in uporabo v kmetijstvu ter njegovi preobrazbi v napredno prakso za spopadanje z naraščajočimi izzivi 21. stoletja.

Kmetje lahko na številne načine izkoristijo to močno orodje in si olajšajo, poenostavijo, izboljšajo učinkovitost, trajnost in, kar je najpomembneje, naredijo dobičkonosne svoje agronomske prakse.

Vendar je jasno tudi, da njegova uporaba zahteva visoko raven natančnosti in znanja, kmetje pa morajo zagotoviti, da uporabljajo zanesljivo platformo ponudnika kmetijskih storitev z visoko operativno učinkovitostjo in tehničnim strokovnim znanjem.

GeoPard Agriculture ponuja široko paleto kmetijskih rešitev, ki v celoti izkoriščajo obseg večspektralnih satelitskih posnetkov, kot so Landsat, Sentinel in Planet.

Uporabljene tehnologije se ponašajo z zelo visoko natančnostjo z visoko ločljivostjo 3 m in slikovno bazo podatkov več let za ugotavljanje trendov vegetacije in območja upravljanja za vaša kmetijska zemljišča.

Druge možnosti zmogljivega mehanizma GeoPard vključujejo skoraj realni čas Spremljanje pridelka in . Podatki o pridelku z uporabo najnovejših slik, ki si jih lahko preprosto ogledate na spletu in mobilnih platformah v oblaku.

Z uporabo vseh teh informacij in podatkovnih plasti GeoPard analizira splošne značilnosti produktivnosti kmetijskih zemljišč in predpisuje spremenljive stopnje vnosa, kot so gnojilo, namakanje, ali vrste poljščin za vaša kmetijska zemljišča s ciljem izboljšanja vaših agronomskih praks s trajnostnega in finančnega vidika.

Pogosta vprašanja

1. Kako pridobiti satelitske posnetke kmetije?

Za pridobitev posnetkov za vašo kmetijo začnite z raziskovanjem uglednih ponudnikov, ki ponujajo kmetijsko usmerjene storitve, kot so GeoPard. Izberite primeren servisni paket glede na dejavnike, kot sta ločljivost slike in pogostost posodobitev. Ko se naročite, dostopajte do slik prek platforme ali orodij ponudnika in prenesite slike za svoje kmetijsko območje. Uporabite te slike za spremljanje zdravja pridelkov, prepoznavanje problematičnih področij in sprejemanje premišljenih odločitev za optimizacijo praks upravljanja kmetije.

2. Zakaj so satelitski posnetki koristni za razumevanje prehranjevalnih spletov?

Koristno je za razumevanje prehranjevalnih mrež iz več razlogov. Prvič, zagotavlja širok pogled na zemeljsko površje, kar raziskovalcem omogoča opazovanje in spremljanje velikih območij in ekosistemov. Te slike lahko pomagajo prepoznati ključne značilnosti habitata, kot so vzorci vegetacije ali oceanografski procesi, ki vplivajo na porazdelitev in številčnost organizmov znotraj prehranjevalnih mrež. Poleg tega pomaga pri sledenju spremembam v pokrovnosti tal in podnebnih spremenljivkah, ki so pomembni dejavniki, ki vplivajo na dinamiko prehranjevalnih mrež.