UAV สามารถพกพาเซ็นเซอร์ตรวจจับระยะไกลได้หลากหลาย ซึ่งสามารถรับข้อมูลพื้นที่เกษตรกรรมที่มีความแม่นยำสูงหลายมิติ และตระหนักถึงการตรวจสอบแบบไดนามิกของข้อมูลพื้นที่เกษตรกรรมหลายประเภท ข้อมูลดังกล่าวส่วนใหญ่รวมถึงข้อมูลการกระจายเชิงพื้นที่ของพืชผล (การแปลพื้นที่เกษตรกรรม การระบุพันธุ์พืช การประมาณพื้นที่และการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลงแบบไดนามิก การสกัดโครงสร้างพื้นฐานของสนาม) ข้อมูลการเจริญเติบโตของพืช (พารามิเตอร์ฟีโนไทป์ของพืช ตัวบ่งชี้ทางโภชนาการ ผลผลิต) และปัจจัยความเครียดในการเจริญเติบโตของพืช (ความชื้นในสนาม ศัตรูพืชและโรค) พลวัต
ข้อมูลเชิงพื้นที่เกษตรกรรม
ข้อมูลตำแหน่งเชิงพื้นที่ของพื้นที่เกษตรกรรมรวมถึงพิกัดทางภูมิศาสตร์ของทุ่งนาและการจำแนกพืชผลที่ได้รับจากการเลือกปฏิบัติด้วยสายตาหรือการจดจำด้วยเครื่องจักร ขอบเขตของสนามสามารถระบุได้ด้วยพิกัดทางภูมิศาสตร์ และสามารถประมาณพื้นที่ปลูกได้ วิธีการดั้งเดิมในการแปลงแผนที่ภูมิประเทศเป็นดิจิทัลเป็นแผนที่ฐานสำหรับการวางแผนภูมิภาคและการประมาณพื้นที่นั้นมีความตรงต่อเวลาต่ำ และความแตกต่างระหว่างตำแหน่งขอบเขตกับสถานการณ์จริงนั้นมีขนาดใหญ่มากและขาดสัญชาตญาณ ซึ่งไม่เอื้อต่อการดำเนินการเกษตรกรรมที่แม่นยำ การสำรวจระยะไกลด้วย UAV สามารถรับข้อมูลตำแหน่งเชิงพื้นที่ของพื้นที่เพาะปลูกได้อย่างครอบคลุมแบบเรียลไทม์ ซึ่งมีข้อได้เปรียบที่ไม่มีใครเทียบได้เมื่อเทียบกับวิธีการแบบดั้งเดิม ภาพถ่ายทางอากาศจากกล้องดิจิตอลความละเอียดสูงสามารถระบุตัวตนและการกำหนดข้อมูลเชิงพื้นที่พื้นฐานของพื้นที่เกษตรกรรมได้ และการพัฒนาเทคโนโลยีการกำหนดค่าเชิงพื้นที่ช่วยเพิ่มความแม่นยำและความลึกของการวิจัยเกี่ยวกับข้อมูลตำแหน่งของพื้นที่เกษตรกรรม และปรับปรุงความละเอียดเชิงพื้นที่ในขณะที่แนะนำข้อมูลระดับความสูง ซึ่งตระหนักถึงการตรวจสอบข้อมูลเชิงพื้นที่ของพื้นที่เกษตรกรรมอย่างละเอียดยิ่งขึ้น
ข้อมูลการเจริญเติบโตของพืช
การเจริญเติบโตของพืชสามารถแสดงลักษณะเฉพาะได้ด้วยข้อมูลเกี่ยวกับพารามิเตอร์ทางฟีโนไทป์ ตัวบ่งชี้ทางโภชนาการ และผลผลิต พารามิเตอร์ฟีโนไทป์ ได้แก่ การปกคลุมของพืชพรรณ ดัชนีพื้นที่ใบ มวลชีวภาพ ความสูงของพืช ฯลฯ พารามิเตอร์เหล่านี้มีความสัมพันธ์กันและแสดงลักษณะการเจริญเติบโตของพืชโดยรวม พารามิเตอร์เหล่านี้มีความสัมพันธ์กันและแสดงลักษณะการเจริญเติบโตของพืชโดยรวม และเกี่ยวข้องโดยตรงกับผลผลิตขั้นสุดท้าย พวกเขามีความโดดเด่นในการวิจัยติดตามข้อมูลฟาร์มและมีการศึกษาเพิ่มเติม
1) พารามิเตอร์ฟีโนไทป์ครอบตัด
ดัชนีพื้นที่ใบ (LAI) คือผลรวมของพื้นที่ใบสีเขียวด้านเดียวต่อหน่วยพื้นที่ผิว ซึ่งสามารถระบุลักษณะการดูดซับและการใช้พลังงานแสงของพืชได้ดีขึ้น และมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับการสะสมวัสดุและผลผลิตขั้นสุดท้ายของพืช ดัชนีพื้นที่ใบเป็นหนึ่งในพารามิเตอร์การเจริญเติบโตของพืชหลักที่ปัจจุบันมีการตรวจสอบโดยการสำรวจระยะไกลด้วย UAV การคำนวณดัชนีพืชพรรณ (ดัชนีอัตราส่วนพืชพรรณ ดัชนีพืชพรรณปกติ ดัชนีพืชปรับสภาพดิน ดัชนีพืชผลต่าง ฯลฯ) ด้วยข้อมูลหลายสเปกตรัม และการสร้างแบบจำลองการถดถอยด้วยข้อมูลความจริงภาคพื้นดินเป็นวิธีการที่เป็นผู้ใหญ่มากขึ้นในการกลับค่าพารามิเตอร์ฟีโนไทป์
ชีวมวลเหนือพื้นดินในระยะการเจริญเติบโตปลายของพืชมีความสัมพันธ์อย่างใกล้ชิดกับทั้งผลผลิตและคุณภาพ ปัจจุบัน การประมาณค่าชีวมวลโดยการสำรวจระยะไกลด้วย UAV ในภาคเกษตรกรรมยังคงใช้ข้อมูลหลายสเปกตรัม แยกพารามิเตอร์สเปกตรัม และคำนวณดัชนีพืชพรรณสำหรับการสร้างแบบจำลอง เทคโนโลยีการกำหนดค่าเชิงพื้นที่มีข้อดีบางประการในการประมาณค่าชีวมวล
2) ตัวบ่งชี้ทางโภชนาการพืชผล
การตรวจสอบสถานะทางโภชนาการของพืชแบบดั้งเดิมจำเป็นต้องมีการสุ่มตัวอย่างภาคสนามและการวิเคราะห์ทางเคมีในร่มเพื่อวินิจฉัยปริมาณสารอาหารหรือตัวบ่งชี้ (คลอโรฟิลล์ ไนโตรเจน ฯลฯ) ในขณะที่การสำรวจระยะไกล UAV ขึ้นอยู่กับข้อเท็จจริงที่ว่าสารต่างๆ มีลักษณะเฉพาะของการดูดซับการสะท้อนแสงและการดูดซับสเปกตรัม การวินิจฉัย คลอโรฟิลล์ได้รับการตรวจสอบโดยอาศัยข้อเท็จจริงที่ว่าคลอโรฟิลล์มีพื้นที่การดูดกลืนแสงที่แข็งแกร่งสองบริเวณในแถบแสงที่มองเห็น ได้แก่ ส่วนสีแดง 640-663 นาโนเมตร และส่วนสีน้ำเงินม่วง 430-460 นาโนเมตร ในขณะที่การดูดกลืนแสงอ่อนแอที่ 550 นาโนเมตร ลักษณะสีและพื้นผิวของใบจะเปลี่ยนไปเมื่อพืชขาด และการค้นพบลักษณะทางสถิติของสีและพื้นผิวที่สอดคล้องกับข้อบกพร่องต่างๆ และคุณสมบัติที่เกี่ยวข้องเป็นกุญแจสำคัญในการตรวจสอบสารอาหาร เช่นเดียวกับการติดตามพารามิเตอร์การเจริญเติบโต การเลือกแถบลักษณะเฉพาะ ดัชนีพืชพรรณ และแบบจำลองการทำนายยังคงเป็นเนื้อหาหลักของการศึกษา
3) ผลผลิตพืชผล
การเพิ่มผลผลิตพืชผลเป็นเป้าหมายหลักของกิจกรรมทางการเกษตร และการประมาณผลผลิตที่แม่นยำเป็นสิ่งสำคัญสำหรับทั้งฝ่ายผลิตทางการเกษตรและฝ่ายตัดสินใจด้านการจัดการ นักวิจัยจำนวนมากได้พยายามสร้างแบบจำลองการประมาณผลผลิตที่มีความแม่นยำในการทำนายที่สูงขึ้นผ่านการวิเคราะห์แบบหลายปัจจัย
ความชื้นทางการเกษตร
ความชื้นในพื้นที่เกษตรกรรมมักได้รับการตรวจสอบโดยวิธีอินฟราเรดความร้อน ในพื้นที่ที่มีพืชพรรณปกคลุมสูง การปิดปากใบจะช่วยลดการสูญเสียน้ำเนื่องจากการคายน้ำ ซึ่งจะช่วยลดการไหลของความร้อนแฝงที่พื้นผิว และเพิ่มการไหลของความร้อนสัมผัสที่พื้นผิว ซึ่งส่งผลให้อุณหภูมิทรงพุ่มเพิ่มขึ้น ซึ่งก็คือ ถือเป็นอุณหภูมิของทรงพุ่มของพืช เนื่องจากดัชนีความเครียดของน้ำที่สะท้อนถึงสมดุลพลังงานของพืชผลสามารถระบุความสัมพันธ์ระหว่างปริมาณน้ำของพืชและอุณหภูมิของหลังคาได้ ดังนั้นอุณหภูมิของหลังคาที่ได้รับจากเซ็นเซอร์อินฟราเรดความร้อนจึงสามารถสะท้อนถึงสถานะความชื้นของพื้นที่การเกษตรได้ ดินเปลือยหรือพืชคลุมดินในพื้นที่เล็กๆ สามารถใช้กลับความชื้นในดินโดยอ้อมกับอุณหภูมิใต้ผิวดินได้ ซึ่งมีหลักการว่า ความร้อนจำเพาะของน้ำมีมาก อุณหภูมิความร้อนจะเปลี่ยนแปลงช้าๆ ดังนั้น การกระจายตัวของอุณหภูมิใต้ผิวดินในเวลากลางวันสามารถสะท้อนทางอ้อมในการกระจายความชื้นในดินได้ ดังนั้นการกระจายเชิงพื้นที่ของอุณหภูมิใต้ผิวดินในเวลากลางวันสามารถสะท้อนการกระจายตัวของความชื้นในดินทางอ้อมได้ ในการตรวจสอบอุณหภูมิทรงพุ่ม ดินเปลือยเป็นปัจจัยรบกวนที่สำคัญ นักวิจัยบางคนได้ศึกษาความสัมพันธ์ระหว่างอุณหภูมิดินเปลือยและพื้นที่ปกคลุมพืช ชี้แจงช่องว่างระหว่างการวัดอุณหภูมิทรงพุ่มที่เกิดจากดินเปลือยและมูลค่าที่แท้จริง และใช้ผลลัพธ์ที่ได้รับการแก้ไขในการตรวจสอบความชื้นในพื้นที่เกษตรกรรมเพื่อปรับปรุงความแม่นยำของการตรวจสอบ ผลลัพธ์. ในการจัดการการผลิตในพื้นที่เกษตรกรรมจริง การรั่วไหลของความชื้นในสนามก็เป็นจุดสนใจเช่นกัน มีการศึกษาโดยใช้เครื่องสร้างภาพอินฟราเรดเพื่อตรวจสอบการรั่วไหลของความชื้นในช่องชลประทาน ความแม่นยำสามารถเข้าถึง 93%
ศัตรูพืชและโรค
การใช้การตรวจสอบการสะท้อนสเปกตรัมใกล้อินฟราเรดของศัตรูพืชและโรคพืช โดยอิงจาก: ใบไม้ในบริเวณใกล้อินฟราเรดของการสะท้อนโดยเนื้อเยื่อฟองน้ำและการควบคุมเนื้อเยื่อรั้ว พืชที่มีสุขภาพดี ช่องว่างของเนื้อเยื่อทั้งสองนี้เต็มไปด้วยความชื้นและการขยายตัว เป็นตัวสะท้อนรังสีต่างๆ ได้ดี เมื่อพืชเสียหาย ใบเสียหาย เนื้อเยื่อเหี่ยว น้ำลดลง แสงสะท้อนอินฟราเรดลดลงจนสูญเสียไป
การตรวจสอบอุณหภูมิด้วยอินฟราเรดความร้อนยังเป็นตัวบ่งชี้ที่สำคัญของศัตรูพืชและโรคพืชอีกด้วย พืชที่อยู่ในสภาพสมบูรณ์แข็งแรง โดยส่วนใหญ่ผ่านการควบคุมการเปิดและปิดปากใบของการควบคุมการคายน้ำ เพื่อรักษาเสถียรภาพของอุณหภูมิของตัวเอง ในกรณีของโรค การเปลี่ยนแปลงทางพยาธิวิทยาจะเกิดขึ้น ปฏิสัมพันธ์ระหว่างเชื้อโรคและโฮสต์ในเชื้อโรคบนพืช โดยเฉพาะอย่างยิ่งในส่วนที่เกี่ยวข้องกับการคายน้ำของผลกระทบจะเป็นตัวกำหนดส่วนที่ปนเปื้อนของอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและลดลง โดยทั่วไป การตรวจจับพืชจะทำให้การเปิดปากใบผิดกฎเกณฑ์ และการคายน้ำในบริเวณที่เป็นโรคจะสูงกว่าในบริเวณที่มีสุขภาพดี การคายน้ำอย่างรุนแรงจะทำให้อุณหภูมิบริเวณที่ติดเชื้อลดลง และอุณหภูมิบนผิวใบจะสูงกว่าใบปกติจนเกิดจุดตายบนใบ เซลล์ในบริเวณที่เป็นเนื้อตายตายสนิท การคายน้ำในส่วนนั้นหายไปโดยสิ้นเชิง และอุณหภูมิก็เริ่มสูงขึ้น แต่เนื่องจากส่วนที่เหลือของใบเริ่มติดเชื้อ อุณหภูมิที่แตกต่างกันบนพื้นผิวใบจึงสูงกว่าอุณหภูมิปกติเสมอ พืชที่แข็งแรง
ข้อมูลอื่น ๆ
ในด้านการตรวจสอบข้อมูลพื้นที่เกษตรกรรม ข้อมูลการสำรวจระยะไกล UAV มีการใช้งานที่หลากหลายมากขึ้น ตัวอย่างเช่น สามารถใช้สกัดพื้นที่ข้าวโพดที่ร่วงหล่นโดยใช้คุณสมบัติพื้นผิวหลายแบบ สะท้อนระดับการเจริญเติบโตของใบในระหว่างระยะการเจริญเติบโตของฝ้ายโดยใช้ดัชนี NDVI และสร้างแผนที่ใบสั่งยาสำหรับการใช้กรดแอบไซซิก ซึ่งสามารถแนะนำการฉีดพ่นกรดแอบไซซิกได้อย่างมีประสิทธิภาพ บนผ้าฝ้ายเพื่อหลีกเลี่ยงการใช้ยาฆ่าแมลงมากเกินไปและอื่นๆ ตามความต้องการของการติดตามและการจัดการพื้นที่เกษตรกรรม แนวโน้มที่หลีกเลี่ยงไม่ได้สำหรับการพัฒนาในอนาคตของการเกษตรกรรมที่มีข้อมูลและดิจิทัล เพื่อสำรวจข้อมูลการสำรวจระยะไกล UAV อย่างต่อเนื่องและขยายขอบเขตการใช้งาน
เวลาโพสต์: 24 ธันวาคม 2024