Gli UAV possono trasportare una varietà di sensori di telerilevamento, in grado di ottenere informazioni multidimensionali e di alta precisione sui terreni agricoli e realizzare il monitoraggio dinamico di diversi tipi di informazioni sui terreni agricoli. Tali informazioni includono principalmente informazioni sulla distribuzione spaziale delle colture (localizzazione dei terreni agricoli, identificazione delle specie coltivate, stima dell'area e monitoraggio dinamico dei cambiamenti, estrazione delle infrastrutture del campo), informazioni sulla crescita delle colture (parametri fenotipici delle colture, indicatori nutrizionali, resa) e fattori di stress per la crescita delle colture (umidità del campo , parassiti e malattie).
Informazioni spaziali sui terreni agricoli
Le informazioni sulla posizione spaziale dei terreni agricoli includono le coordinate geografiche dei campi e le classificazioni delle colture ottenute attraverso la discriminazione visiva o il riconoscimento automatico. I confini del campo possono essere identificati mediante coordinate geografiche e si può anche stimare l'area di semina. Il metodo tradizionale di digitalizzazione delle mappe topografiche come mappa di base per la pianificazione regionale e la stima dell’area ha scarsa tempestività e la differenza tra la posizione del confine e la situazione reale è enorme e manca di intuizione, il che non favorisce l’implementazione dell’agricoltura di precisione. Il telerilevamento UAV può ottenere informazioni complete sulla posizione spaziale dei terreni agricoli in tempo reale, che presenta gli incomparabili vantaggi dei metodi tradizionali. Le immagini aeree provenienti da fotocamere digitali ad alta definizione possono realizzare l'identificazione e la determinazione delle informazioni spaziali di base dei terreni agricoli e lo sviluppo della tecnologia di configurazione spaziale migliora la precisione e la profondità della ricerca sulle informazioni sulla posizione dei terreni agricoli e migliora la risoluzione spaziale introducendo informazioni sull'elevazione , che realizza un monitoraggio più preciso delle informazioni spaziali dei terreni agricoli.
Informazioni sulla crescita delle colture
La crescita del raccolto può essere caratterizzata da informazioni su parametri fenotipici, indicatori nutrizionali e resa. I parametri fenotipici includono la copertura vegetale, l'indice dell'area fogliare, la biomassa, l'altezza delle piante, ecc. Questi parametri sono correlati e caratterizzano collettivamente la crescita delle colture. Questi parametri sono correlati e caratterizzano collettivamente la crescita delle colture e sono direttamente correlati alla resa finale. Sono dominanti nella ricerca sul monitoraggio delle informazioni sulle aziende agricole e sono stati condotti ulteriori studi.
1) Parametri fenotipici del raccolto
L'indice dell'area fogliare (LAI) è la somma dell'area fogliare verde unilaterale per unità di superficie, che può caratterizzare meglio l'assorbimento e l'utilizzo dell'energia luminosa da parte della coltura ed è strettamente correlato all'accumulo di materiale e alla resa finale della coltura. L’indice dell’area fogliare è uno dei principali parametri di crescita delle colture attualmente monitorati dal telerilevamento UAV. Il calcolo degli indici di vegetazione (rapporto indice di vegetazione, indice di vegetazione normalizzato, indice di vegetazione di condizionamento del suolo, indice di vegetazione differenziale, ecc.) con dati multispettrali e la creazione di modelli di regressione con dati di verità a terra è un metodo più maturo per invertire i parametri fenotipici.
La biomassa fuori terra nella fase tardiva di crescita delle colture è strettamente correlata sia alla resa che alla qualità. Allo stato attuale, la stima della biomassa mediante telerilevamento UAV in agricoltura utilizza ancora principalmente dati multispettrali, estrae parametri spettrali e calcola l’indice di vegetazione per la modellizzazione; La tecnologia di configurazione spaziale presenta alcuni vantaggi nella stima della biomassa.
2) Indicatori nutrizionali delle colture
Il monitoraggio tradizionale dello stato nutrizionale delle colture richiede il campionamento sul campo e l'analisi chimica indoor per diagnosticare il contenuto di nutrienti o indicatori (clorofilla, azoto, ecc.), mentre il telerilevamento UAV si basa sul fatto che diverse sostanze hanno specifiche caratteristiche di riflettanza-assorbimento spettrale per diagnosi. La clorofilla viene monitorata in quanto ha due regioni di forte assorbimento nella banda della luce visibile, vale a dire la parte rossa di 640-663 nm e la parte blu-viola di 430-460 nm, mentre l'assorbimento è debole a 550 nm. Il colore e le caratteristiche della struttura delle foglie cambiano quando i raccolti sono carenti e scoprire le caratteristiche statistiche del colore e della struttura corrispondenti alle diverse carenze e alle relative proprietà è la chiave per il monitoraggio dei nutrienti. Analogamente al monitoraggio dei parametri di crescita, la selezione delle bande caratteristiche, degli indici di vegetazione e dei modelli di previsione costituisce tuttora il contenuto principale dello studio.
3) Resa del raccolto
L’aumento della resa dei raccolti è l’obiettivo principale delle attività agricole e una stima accurata della resa è importante sia per la produzione agricola che per i dipartimenti decisionali della gestione. Numerosi ricercatori hanno cercato di stabilire modelli di stima della resa con una maggiore precisione di previsione attraverso l’analisi multifattoriale.
Umidità agricola
L'umidità dei terreni agricoli viene spesso monitorata mediante metodi termici a infrarossi. Nelle aree con elevata copertura vegetale, la chiusura degli stomi fogliari riduce la perdita di acqua dovuta alla traspirazione, che riduce il flusso di calore latente in superficie e aumenta il flusso di calore sensibile in superficie, che a sua volta provoca un aumento della temperatura della chioma, che è considerata la temperatura della chioma vegetale. Poiché riflettere il bilancio energetico della coltura dell'indice di stress idrico può quantificare la relazione tra il contenuto di acqua della coltura e la temperatura della chioma, così la temperatura della chioma ottenuta dal sensore termico a infrarossi può riflettere lo stato di umidità del terreno agricolo; il suolo nudo o la copertura vegetale in piccole aree, può essere utilizzato per invertire indirettamente l'umidità del suolo con la temperatura del sottosuolo, secondo il principio secondo cui: il calore specifico dell'acqua è elevato, la temperatura del calore è lenta a cambiare, quindi la distribuzione spaziale della temperatura del sottosuolo durante il giorno può riflettersi indirettamente nella distribuzione dell'umidità del suolo. Pertanto, la distribuzione spaziale della temperatura sotterranea diurna può riflettere indirettamente la distribuzione dell’umidità del suolo. Nel monitoraggio della temperatura della chioma, il suolo nudo rappresenta un importante fattore di interferenza. Alcuni ricercatori hanno studiato la relazione tra la temperatura del suolo nudo e la copertura del terreno delle colture, hanno chiarito il divario tra le misurazioni della temperatura della chioma causate dal suolo nudo e il valore reale e hanno utilizzato i risultati corretti nel monitoraggio dell’umidità dei terreni agricoli per migliorare l’accuratezza del monitoraggio. risultati. Nell'attuale gestione della produzione dei terreni agricoli, anche le perdite di umidità sul campo sono al centro dell'attenzione, sono stati condotti studi che utilizzano imager a infrarossi per monitorare le perdite di umidità dei canali di irrigazione, la precisione può raggiungere il 93%.
Parassiti e malattie
L'uso del monitoraggio della riflettanza spettrale del vicino infrarosso di parassiti e malattie delle piante, basato su: foglie nella regione del vicino infrarosso della riflessione da parte del tessuto spugna e controllo del tessuto della recinzione, piante sane, questi due spazi tissutali riempiti di umidità ed espansione , è un buon riflettore di varie radiazioni; quando la pianta è danneggiata, la foglia è danneggiata, il tessuto appassisce, l'acqua si riduce, la riflessione dell'infrarosso si riduce fino a perderla.
Il monitoraggio termico a infrarossi della temperatura è anche un importante indicatore di parassiti e malattie delle colture. Piante in condizioni sane, principalmente attraverso il controllo dell'apertura stomatica fogliare e la regolazione della chiusura della traspirazione, per mantenere la stabilità della propria temperatura; in caso di malattia si verificheranno cambiamenti patologici, le interazioni patogeno-ospite nel patogeno sulla pianta, in particolare sugli aspetti legati alla traspirazione dell'impatto determineranno l'aumento e la diminuzione della temperatura nella parte infestata. In generale, la percezione delle piante porta ad una deregolamentazione dell'apertura stomatica, e quindi la traspirazione è maggiore nell'area malata che in quella sana. La vigorosa traspirazione porta ad una diminuzione della temperatura della zona infetta e ad una differenza di temperatura sulla superficie fogliare maggiore rispetto alla foglia normale fino alla comparsa di macchie necrotiche sulla superficie della foglia. Le cellule nella zona necrotica sono completamente morte, la traspirazione in quella parte è completamente persa e la temperatura comincia a salire, ma poiché il resto della foglia comincia ad infettarsi, la differenza di temperatura sulla superficie fogliare è sempre superiore a quella della zona necrotica. una pianta sana.
Altre informazioni
Nel campo del monitoraggio delle informazioni sui terreni agricoli, i dati di telerilevamento UAV hanno una gamma più ampia di applicazioni. Ad esempio, può essere utilizzato per estrarre l'area caduta del mais utilizzando molteplici caratteristiche di consistenza, riflettere il livello di maturità delle foglie durante la fase di maturazione del cotone utilizzando l'indice NDVI e generare mappe di prescrizione dell'applicazione di acido abscissico che possono guidare efficacemente la spruzzatura di acido abscissico sul cotone per evitare un'applicazione eccessiva di pesticidi e così via. In base alle esigenze di monitoraggio e gestione dei terreni agricoli, è una tendenza inevitabile per il futuro sviluppo dell'agricoltura informatizzata e digitalizzata esplorare continuamente le informazioni dei dati di telerilevamento UAV ed espandere i suoi campi di applicazione.
Orario di pubblicazione: 24 dicembre 2024