โดรนสามารถพกพาเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะไกลได้หลากหลายชนิด ซึ่งสามารถรับข้อมูลพื้นที่เกษตรกรรมที่มีความแม่นยำสูงแบบหลายมิติ และทำการตรวจสอบแบบไดนามิกของข้อมูลพื้นที่เกษตรกรรมหลายประเภทได้ ข้อมูลดังกล่าวส่วนใหญ่ประกอบด้วยข้อมูลการกระจายพื้นที่ของพืชผล (การระบุตำแหน่งพื้นที่เกษตรกรรม การระบุชนิดพืชผล การประมาณพื้นที่และการตรวจสอบแบบไดนามิกของการเปลี่ยนแปลง การสกัดโครงสร้างพื้นฐานของพื้นที่) ข้อมูลการเจริญเติบโตของพืชผล (พารามิเตอร์ทางฟีโนไทป์ของพืชผล ตัวบ่งชี้คุณค่าทางโภชนาการ ผลผลิต) และปัจจัยความเครียดในการเจริญเติบโตของพืชผล (ความชื้นในแปลง ศัตรูพืชและโรคพืช)
ข้อมูลพื้นที่เกษตรกรรม
ข้อมูลตำแหน่งเชิงพื้นที่ของพื้นที่เกษตรกรรมประกอบด้วยพิกัดทางภูมิศาสตร์ของทุ่งนาและการจำแนกพืชผลที่ได้จากการแยกแยะภาพหรือการจดจำด้วยเครื่องจักร สามารถระบุขอบเขตของทุ่งนาได้ด้วยพิกัดทางภูมิศาสตร์ และสามารถประมาณพื้นที่ปลูกพืชได้เช่นกัน วิธีการดั้งเดิมในการแปลงแผนที่ภูมิประเทศเป็นดิจิทัลเป็นแผนที่พื้นฐานสำหรับการวางแผนระดับภูมิภาคและการประมาณพื้นที่นั้นมีความตรงเวลาต่ำ และความแตกต่างระหว่างตำแหน่งขอบเขตกับสถานการณ์จริงนั้นมีขนาดใหญ่มากและขาดสัญชาตญาณ ซึ่งไม่เอื้อต่อการนำเกษตรกรรมแม่นยำมาใช้ การสำรวจระยะไกลด้วยโดรนสามารถรับข้อมูลตำแหน่งเชิงพื้นที่ที่ครอบคลุมของพื้นที่เกษตรกรรมแบบเรียลไทม์ ซึ่งมีข้อได้เปรียบที่ไม่มีใครเทียบได้ของวิธีการดั้งเดิม ภาพทางอากาศจากกล้องดิจิทัลที่มีความคมชัดสูงสามารถระบุและกำหนดข้อมูลเชิงพื้นที่พื้นฐานของพื้นที่เกษตรกรรมได้ และการพัฒนาเทคโนโลยีการกำหนดค่าเชิงพื้นที่จะปรับปรุงความแม่นยำและความลึกของการวิจัยข้อมูลตำแหน่งพื้นที่เกษตรกรรม และปรับปรุงความละเอียดเชิงพื้นที่ในขณะที่นำข้อมูลระดับความสูงมาใช้ ซึ่งทำให้สามารถตรวจสอบข้อมูลเชิงพื้นที่ของพื้นที่เกษตรกรรมได้ละเอียดขึ้น
ข้อมูลการเจริญเติบโตของพืช
การเจริญเติบโตของพืชสามารถจำแนกได้จากข้อมูลเกี่ยวกับพารามิเตอร์ทางฟีโนไทป์ ตัวบ่งชี้คุณค่าทางโภชนาการ และผลผลิต พารามิเตอร์ทางฟีโนไทป์ ได้แก่ พืชคลุมดิน ดัชนีพื้นที่ใบ ชีวมวล ความสูงของต้น ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้มีความสัมพันธ์กันและร่วมกันกำหนดลักษณะการเจริญเติบโตของพืช พารามิเตอร์เหล่านี้มีความสัมพันธ์กันและร่วมกันกำหนดลักษณะการเจริญเติบโตของพืช และเกี่ยวข้องโดยตรงกับผลผลิตขั้นสุดท้าย พารามิเตอร์เหล่านี้มีอิทธิพลอย่างมากในการวิจัยการติดตามข้อมูลฟาร์ม และได้มีการดำเนินการศึกษาวิจัยเพิ่มเติมมากขึ้น
1) พารามิเตอร์ทางฟีโนไทป์ของพืช
ดัชนีพื้นที่ใบ (LAI) คือผลรวมของพื้นที่ใบสีเขียวด้านเดียวต่อพื้นที่ผิวหนึ่งหน่วย ซึ่งสามารถระบุลักษณะการดูดซับและการใช้พลังงานแสงของพืชได้ดีขึ้น และมีความเกี่ยวข้องอย่างใกล้ชิดกับการสะสมวัสดุของพืชและผลผลิตขั้นสุดท้าย ดัชนีพื้นที่ใบเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์การเจริญเติบโตของพืชหลักที่ระบบสำรวจระยะไกลของ UAV ตรวจสอบอยู่ในปัจจุบัน การคำนวณดัชนีพืช (ดัชนีพืชตามอัตราส่วน ดัชนีพืชที่ปรับมาตรฐาน ดัชนีพืชที่ปรับสภาพดิน ดัชนีพืชที่ต่างกัน ฯลฯ) ด้วยข้อมูลมัลติสเปกตรัมและการสร้างแบบจำลองการถดถอยด้วยข้อมูลพื้นฐานเป็นวิธีการที่ครบถ้วนสมบูรณ์ยิ่งขึ้นในการย้อนกลับพารามิเตอร์ทางฟีโนไทป์
ชีวมวลเหนือพื้นดินในระยะการเจริญเติบโตของพืชผลมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับทั้งผลผลิตและคุณภาพ ในปัจจุบัน การประมาณชีวมวลด้วยการสำรวจระยะไกลด้วยโดรนในภาคเกษตรกรรมส่วนใหญ่ยังคงใช้ข้อมูลมัลติสเปกตรัม สกัดพารามิเตอร์สเปกตรัม และคำนวณดัชนีพืชพรรณสำหรับการสร้างแบบจำลอง เทคโนโลยีการกำหนดค่าเชิงพื้นที่มีข้อได้เปรียบบางประการในการประมาณชีวมวล
2) ตัวบ่งชี้คุณค่าทางโภชนาการของพืช
การติดตามสถานะโภชนาการของพืชแบบดั้งเดิมนั้นต้องใช้การสุ่มตัวอย่างภาคสนามและการวิเคราะห์ทางเคมีในร่มเพื่อวินิจฉัยเนื้อหาของสารอาหารหรือตัวบ่งชี้ (คลอโรฟิลล์ ไนโตรเจน ฯลฯ) ในขณะที่การสำรวจระยะไกลด้วยโดรนนั้นอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าสารต่างๆ มีลักษณะการสะท้อน-การดูดซับสเปกตรัมที่เฉพาะเจาะจงสำหรับการวินิจฉัย คลอโรฟิลล์ถูกติดตามโดยอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าคลอโรฟิลล์มีบริเวณการดูดซับที่แข็งแกร่งสองแห่งในแถบแสงที่มองเห็นได้ ได้แก่ ส่วนสีแดงที่ 640-663 นาโนเมตรและส่วนสีน้ำเงินอมม่วงที่ 430-460 นาโนเมตร ในขณะที่การดูดซับนั้นอ่อนแอที่ 550 นาโนเมตร สีใบและลักษณะพื้นผิวจะเปลี่ยนไปเมื่อพืชขาดสารอาหาร และการค้นพบลักษณะทางสถิติของสีและพื้นผิวที่สอดคล้องกับการขาดแคลนที่แตกต่างกันและคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องถือเป็นกุญแจสำคัญในการติดตามสารอาหาร เช่นเดียวกับการติดตามพารามิเตอร์การเจริญเติบโต การเลือกแถบลักษณะ ดัชนีพืช และแบบจำลองการคาดการณ์ยังคงเป็นเนื้อหาหลักของการศึกษา
3) ผลผลิตพืช
การเพิ่มผลผลิตพืชผลเป็นเป้าหมายหลักของกิจกรรมทางการเกษตร และการประมาณผลผลิตที่แม่นยำถือเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทั้งฝ่ายการผลิตทางการเกษตรและฝ่ายตัดสินใจด้านการจัดการ นักวิจัยจำนวนมากพยายามสร้างแบบจำลองการประมาณผลผลิตที่มีความแม่นยำในการทำนายสูงขึ้นผ่านการวิเคราะห์ปัจจัยหลายประการ
ความชื้นในดิน
ความชื้นของพื้นที่เกษตรกรรมมักถูกตรวจสอบโดยวิธีอินฟราเรดความร้อน ในพื้นที่ที่มีพืชปกคลุมมาก การปิดปากใบจะช่วยลดการสูญเสียน้ำเนื่องจากการคายน้ำ ซึ่งจะลดการไหลของความร้อนแฝงที่พื้นผิวและเพิ่มการไหลของความร้อนที่รู้สึกได้ที่พื้นผิว ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิของเรือนยอดเพิ่มขึ้น ซึ่งถือเป็นอุณหภูมิของเรือนยอดพืช เนื่องจากดัชนีความเครียดจากน้ำที่สะท้อนสมดุลพลังงานพืชผลสามารถวัดความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำของพืชผลและอุณหภูมิของเรือนยอดได้ ดังนั้นอุณหภูมิของเรือนยอดที่ได้จากเซ็นเซอร์อินฟราเรดความร้อนจึงสามารถสะท้อนสถานะความชื้นของพื้นที่เกษตรกรรมได้ ดินที่โล่งหรือพืชปกคลุมในพื้นที่เล็กๆ สามารถใช้ย้อนกลับความชื้นของดินโดยอ้อมกับอุณหภูมิใต้ผิวดิน ซึ่งเป็นหลักการที่ว่า ความร้อนจำเพาะของน้ำมีค่ามาก อุณหภูมิของความร้อนจะเปลี่ยนแปลงช้า ดังนั้น การกระจายเชิงพื้นที่ของอุณหภูมิใต้ผิวดินในระหว่างวันจึงสะท้อนโดยอ้อมในการกระจายความชื้นของดิน ดังนั้น การกระจายเชิงพื้นที่ของอุณหภูมิใต้ผิวดินในเวลากลางวันจึงสะท้อนการกระจายความชื้นของดินโดยอ้อมได้ ในการติดตามอุณหภูมิของเรือนยอด ดินที่โล่งเปล่าเป็นปัจจัยรบกวนที่สำคัญ นักวิจัยบางคนได้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิของดินที่โล่งเปล่ากับพื้นดินที่ปกคลุมพืชผล ชี้แจงช่องว่างระหว่างการวัดอุณหภูมิของเรือนยอดที่เกิดจากดินที่โล่งเปล่าและค่าที่แท้จริง และใช้ผลลัพธ์ที่แก้ไขแล้วในการติดตามความชื้นของพื้นที่เกษตรกรรมเพื่อปรับปรุงความแม่นยำของผลการติดตาม ในการจัดการการผลิตในพื้นที่เกษตรกรรมจริง การรั่วไหลของความชื้นในทุ่งยังเป็นจุดสนใจ มีการศึกษาวิจัยการใช้เครื่องถ่ายภาพอินฟราเรดเพื่อตรวจสอบการรั่วไหลของความชื้นในช่องทางชลประทาน โดยความแม่นยำสามารถเข้าถึง 93%
ศัตรูพืชและโรคพืช
การใช้การติดตามการสะท้อนแสงสเปกตรัมใกล้อินฟราเรดของศัตรูพืชและโรคพืช โดยอาศัย: ใบไม้ในช่วงอินฟราเรดใกล้ของการสะท้อนโดยเนื้อเยื่อฟองน้ำและการควบคุมเนื้อเยื่อรั้ว พืชที่มีสุขภาพดี ช่องว่างของเนื้อเยื่อทั้งสองนี้เต็มไปด้วยความชื้นและการขยายตัว เป็นตัวสะท้อนที่ดีของรังสีต่างๆ เมื่อพืชได้รับความเสียหาย ใบจะได้รับความเสียหาย เนื้อเยื่อจะเหี่ยวเฉา น้ำจะลดลง การสะท้อนอินฟราเรดจะลดลงจนกระทั่งสูญเสียไป
การตรวจวัดอุณหภูมิด้วยอินฟราเรดความร้อนยังเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของศัตรูพืชและโรคพืช พืชที่อยู่ในสภาพสมบูรณ์ โดยเฉพาะอย่างยิ่งผ่านการควบคุมการเปิดและปิดปากใบของใบเพื่อควบคุมการคายน้ำ เพื่อรักษาเสถียรภาพของอุณหภูมิของตัวเอง ในกรณีของโรค จะเกิดการเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยา ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเชื้อโรคกับสิ่งมีชีวิตในพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งในแง่มุมที่เกี่ยวข้องกับการคายน้ำของผลกระทบ จะกำหนดส่วนที่ได้รับผลกระทบจากการเพิ่มขึ้นและลดลงของอุณหภูมิ โดยทั่วไป การรับรู้ของพืชจะนำไปสู่การไม่ควบคุมการเปิดปากใบ ดังนั้น การคายน้ำจึงสูงกว่าในพื้นที่ที่เป็นโรคมากกว่าในพื้นที่สมบูรณ์ การคายน้ำที่รุนแรงจะนำไปสู่อุณหภูมิที่ลดลงในบริเวณที่ติดเชื้อและความแตกต่างของอุณหภูมิที่สูงกว่าบนพื้นผิวใบมากกว่าในใบปกติ จนกระทั่งจุดเน่าปรากฏขึ้นบนพื้นผิวใบ เซลล์ในบริเวณเน่าตายหมด การคายน้ำในส่วนนั้นหายไปหมด และอุณหภูมิเริ่มสูงขึ้น แต่เนื่องจากใบส่วนที่เหลือเริ่มได้รับการติดเชื้อ ความแตกต่างของอุณหภูมิบนพื้นผิวใบจึงสูงกว่าอุณหภูมิของพืชที่มีสุขภาพดีเสมอ
ข้อมูลอื่นๆ
ในด้านการติดตามข้อมูลพื้นที่เกษตร ข้อมูลการสำรวจระยะไกลของ UAV มีขอบเขตการใช้งานที่กว้างขึ้น ตัวอย่างเช่น สามารถใช้ในการสกัดพื้นที่ที่ร่วงหล่นของข้าวโพดโดยใช้คุณสมบัติพื้นผิวต่างๆ สะท้อนระดับความสุกของใบในระยะสุกของฝ้ายโดยใช้ดัชนี NDVI และสร้างแผนที่การกำหนดการใช้กรดแอบซิซิกที่สามารถแนะนำการพ่นกรดแอบซิซิกบนฝ้ายได้อย่างมีประสิทธิภาพเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้ยาฆ่าแมลงมากเกินไป เป็นต้น ตามความต้องการในการติดตามและจัดการพื้นที่เกษตรกรรม การสำรวจข้อมูลการสำรวจระยะไกลของ UAV อย่างต่อเนื่องและขยายขอบเขตการใช้งานเป็นแนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับการพัฒนาในอนาคตของเกษตรกรรมที่ให้ข้อมูลและดิจิทัล
เวลาโพสต์ : 24-12-2024