Automatiserad modell för detektering av fältgränser för precisionsjordbruk av GeoPard

GeoPard har framgångsrikt utvecklat en automatiserad modell för detektering av fältgränser med hjälp av satellitbilder över flera år, noggrann moln- och skuggdetektering och avancerade proprietära algoritmer, inklusive djupa neurala nätverk.

GeoPard-fältdetekteringsmodellen har uppnått en toppmodern noggrannhet på 0,975 på mätvärdet för korsning över förening (IoU), validerad i olika regioner och grödtyper globalt.

Kolla in dessa bilder för att se resultaten i Tyskland (genomsnittlig fältstorlek är 7 hektar):

1 – Rå Sentinel-2-bild

2 – Superupplösningsbild av Sentinel-2 från GeoPard (1 meters upplösning)

3 – Segmenterade fältgränser, 0.975 Noggrannhetsmått för skärningspunkt över koppling (IoU), över flera internationella regioner och grödotyper.

Integrering med vårt API och GeoPard-applikation kommer snart. Denna automatiserade och kostnadseffektiva metod hjälper till att förutsäga avkastning, gynnar myndigheter och hjälper stora markägare som ofta behöver uppdatera fältgränser mellan säsonger.

GeoPards tillvägagångssätt använder fleråriga växtlighetstrender med hjälp av multifaktoranalys och växtföljd.

Modellen är tillgänglig via GeoPard API med betalning per användning, vilket erbjuder flexibilitet utan behov av dyra abonnemang.

Vad är fältgränsavgränsning?

Fältgränser avser processen att identifiera och kartlägga gränserna för jordbruksfält eller jordbruksskiften. Det innebär att man använder olika tekniker och datakällor för att avgränsa enskilda fält eller jordbruksskiften.

Traditionellt avgränsades åkergränser manuellt av jordbrukare eller markägare baserat på deras kunskap och observationer.

Men med tekniska framsteg, särskilt inom fjärranalys och geografiska informationssystem (GIS), har automatiserade och halvautomatiserade metoder blivit allt vanligare.

En vanlig metod är analys av satellit- eller flygbilder. Högupplösta bilder tagna av satelliter eller flygplan kan ge detaljerad information om landskapet, inklusive gränserna mellan olika markområden.

Bildbehandlingsalgoritmer kan tillämpas på dessa bilder för att upptäcka distinkta egenskaper såsom förändringar i vegetationstyp, färg, textur eller mönster som indikerar förekomsten av fältgränser.

En annan teknik innebär att man använder LiDAR-data (Light Detection and Ranging), som använder laserstrålar för att mäta avståndet mellan sensorn och jordens yta.

LiDAR-data kan ge detaljerad höjd- och topografisk information, vilket möjliggör identifiering av subtila variationer i terrängen som kan motsvara fältgränser.

Dessutom spelar geografiska informationssystem (GIS) en avgörande roll i avgränsningen av fältgränser.

GIS-programvara möjliggör integration och analys av olika datalager, inklusive satellitbilder, topografiska kartor, markägarregister och annan relevant information. Genom att kombinera dessa datakällor kan GIS hjälpa till med tolkning och identifiering av fältgränser.

Noggrann avgränsning av fält är avgörande av flera skäl. Det underlättar bättre förvaltning av jordbruksresurser, möjliggör precisionsodling och stöder planering och implementering av jordbruksmetoder som bevattning, gödsling och skadedjursbekämpning.

Noggranna uppgifter om fältgränser hjälper också till vid markförvaltning, markanvändningsplanering och efterlevnad av jordbruksregler.

Hur är det användbart?

Det spelar en avgörande roll inom jordbruk och markförvaltning, och ger flera fördelar och är viktigt, vilket stöds av bevis och globala siffror. Här är några viktiga punkter:

1. Precisionsjordbruk: Noggranna fältgränser hjälper till att implementera precisionsjordbrukstekniker, där resurser som vatten, gödningsmedel och bekämpningsmedel riktas exakt mot specifika områden inom fälten.

Enligt en rapport från Världsbanken har precisionsjordbruksteknik potential att öka skördarna fram till 20% och minska insatskostnaderna med 10–20%.

2. Effektiv resurshantering: Det gör det möjligt för jordbrukare att bättre hantera resurser genom att optimera bevattningssystem, justera gödslingsmetoder och övervaka grödornas hälsa. Denna precision minskar resursslöseri och miljöpåverkan.

FAO uppskattar att precisionsjordbruk kan minska vattenanvändningen med 20–50%, gödselmedelsförbrukningen med 10–20% och bekämpningsmedelsanvändningen med 20–30%.

3. Markanvändningsplanering: Noggranna uppgifter om fältgränser är avgörande för markanvändningsplanering och säkerställer ett effektivt utnyttjande av tillgänglig jordbruksmark. Det gör det möjligt för beslutsfattare och markförvaltare att fatta välgrundade beslut om markallokering, växtföljd och zonindelning.

Detta kan leda till ökad jordbruksproduktivitet och förbättrad livsmedelssäkerhet. En studie publicerad i Journal of Soil and Water Conservation fann att effektiv markanvändningsplanering skulle kunna öka den globala livsmedelsproduktionen med 20–671 TP3T.

4. Jordbruksstöd och försäkring: Många länder erbjuder jordbruksstöd och försäkringsprogram baserade på fältgränser. Noggrann avgränsning hjälper till att fastställa berättigade markarealer, säkerställa rättvis fördelning av subventioner och beräkna försäkringspremier korrekt.

Till exempel förlitar sig Europeiska unionens gemensamma jordbrukspolitik (GJP) på noggranna fältgränser för subventionsberäkningar och efterlevnadsövervakning.

5. Markförvaltning och juridiska gränser: Att avgränsa åkergränser inom jordbruket är avgörande för markförvaltning, äganderätt och lösning av marktvister. Noggranna kartor över åkergränser hjälper till att fastställa lagligt ägande, stödja system för markregistrering och underlätta transparenta marktransaktioner.

Världsbanken uppskattar att endast 301 000 000 av världens befolkning har lagligt dokumenterade rättigheter till sin mark, vilket betonar vikten av tillförlitliga uppgifter om åkergränser för att säkra markäganderätten.

6. Efterlevnad och miljömässig hållbarhet: Noggranna fältgränser hjälper till vid övervakning av efterlevnaden, vilket säkerställer att miljöföreskrifter och hållbara jordbruksmetoder följs.

Det hjälper till att identifiera buffertzoner, skyddade områden och områden som är utsatta för erosion eller vattenföroreningar, vilket gör det möjligt för jordbrukare att vidta lämpliga åtgärder. Efterlevnad av miljöstandarder förbättrar hållbarheten och minskar negativ påverkan på ekosystem.

Enligt FAO kan hållbara jordbruksmetoder minska utsläppen av växthusgaser med upp till 6 miljarder ton årligen.

Dessa punkter illustrerar dess användbarhet och betydelse inom jordbruk och markförvaltning. De bevis och globala siffror som presenteras stöder de positiva effekter det kan ha på resurseffektivitet, markanvändningsplanering, rättsliga ramar, miljömässig hållbarhet och den övergripande jordbruksproduktiviteten.

Sammanfattningsvis är avgränsning av fältgränser inom jordbruket processen att identifiera och kartlägga gränserna för jordbruksfält eller markområden. Den förlitar sig på olika tekniker som satellitbildsanalys, LiDAR-data och GIS för att korrekt definiera och avgränsa dessa gränser, vilket möjliggör effektiv markförvaltning och jordbruksmetoder.