сотрудник
Казань, Россия
сотрудник
ГРНТИ 68.03 Сельскохозяйственная биология
ОКСО 35.06.01 Сельское хозяйство
Беспилотный летательный аппарат (БПЛА) для сельского хозяйства – это отличный планировщик и контролер множественных этапов сельскохозяйственных операций. БПЛА справляются с мониторингом и оценкой качества земель и прогнозирования будущей урожайности, а также контролем состояния посевов, обработки их быстрее и с минимумом затрат – на лицо экономическая выгода задействования аппаратов для крупных агропромышленных холдингов и индивидуальных фермеров. Основой проведения такого рода работ по определению индекса NDVI является отражение агроценозами солнечной радиации, что связано с количеством хлорофилла в фитомассе растений. Между этими двумя факторами существует тесная корреляционная зависимость – чем больше фитомасса, тем выше отражение солнечной радиации. В статье приведены некоторые результаты исследований по обработке аэрофотоснимков, полученных с БПЛА Геоскан 201 Агро. По итогам анализа аэрофотоснимков предлагается методика балльной оценки состояния посевов озимых культур в ранневесенний период с рекомендациями дальнейшего реагирования для сохранения будущего урожая на каждом поле.
аэрофотоснимки, управление посевами, озимая пшеница, мультиспектральные данные, балльная оценка, состояние посевов, беспилотный летательный аппарат.
Введение. Одной из причин получения низких урожаев озимых культур является неполное представление о состоянии посевов ранней весной после перезимовки, особенно на полях крупных агрохолдингов республики, а также упущение оптимальных сроков обработки посевов против многочисленных вредителей и химической прополки сорных растений из-за отсутствия своевременной информации.
Воздушная съемка, или точнее говоря, плановая аэрофотосъемка осуществляется с помощью БПЛА с камерой, которая снимает в видимом и тепловом диапазоне.
Материалы авиасъёмки могут помочь как для решения комплексных задач управления сельскохозяйственными территориями, так и в узкоспециализированных направлениях [1]. Для растениеводческой отрасли АПК это очень важно в ранневесенний период, когда невозможно попасть в любую точку поля из-за таких причин, как труднодоступность, большие территории, нехватка времени (идет посевная кампания) и т.д. В такой момент в помощь приходит БПЛА, но многие затрудняются правильно, оперативно обработать полученные снимки , чтобы не упустить сроков принятия последующих мер сохранения будущего урожая.
Для получения оперативной информации, необходимой для констатации текущей ситуации, ее оценки и прогнозирования, экономически выгодно использовать беспилотные летательные аппараты (БПЛА), оснащенные камерой высокого разрешения со спектрометром. Полученные аэрофотоснимки необходимо обработать в программе «Спутник Агро», поскольку она предназначена для визуализации данных о состоянии сельскохозяйственных культур.
«Спутник Агро» применяется для просмотра мультиспектральных данных с БПЛА, обработанных в Agisoft Photoscan. Конвертирует инфракрасные кадры с мультиспектрального фотоаппарата. Визуализирует и анализирует ортофотопланы с данными индекса NDVI. Также строит карты уклонов, рельефа и водостоков в максимально простой и высокопроизводительной геоинформационной системе для точного сельского хозяйства.
Актуальные и точные данные о площади обработки по каждому полю – фундаментальная основа современного сельского хозяйства. Точность информации о площади поля напрямую влияет на точность расчета затрат на его обработку. Инвентаризация земель с помощью БПЛА гораздо точнее и производительнее распространенных в настоящее время методов объезда поля по контуру или обрисовки по спутниковым данным. Технологии Геоскан позволяют точно определять границы и площади полей, определять реальное использование земель и тип растительного покрова.
В качестве примера возможного использования данных фотоснимков по угодьям можно привести исследования всходов озимой пшеницы, проведенные на полях Альметьевского муниципального района Республики Татарстан. Координаты территории Альметьевского района 54º55′ северной широты и 52º07′ восточной долготы. В физико-географическом отношении такое положение определяет значительную суровость и континентальность климата, что оказывает влияние на все компоненты природы.
Альметьевский муниципальный район является одним из самых экономически крепких и динамично развивающихся районов нашей республики. В связи с этим у него есть возможность перехода на высокотехнологические приемы возделывания сельскохозяйственных культур, включая использование дистанционного зондирования посевов для мониторинга вредителей и сорных растений.
Условия, материалы и методы исследований.
Методика исследований по определению состояния растительности по индексу NDVI. Основой проведения такого рода работ по определению индекса NDVI является отражение агроценозами солнечной радиации, что связано с количеством хлорофилла в фитомассе растений. Между этими двумя факторами существует тесная корреляционная зависимость – чем больше фитомасса, тем выше отражение солнечной радиации.
1. Концепция развития государственного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения и земель, используемых или предоставленных для ведения сельского хозяйства в составе земель иных категорий, и формирования государственных информационных ресурсов об этих землях на период до 2020 года № 1292-р от 30.06.2010 г. (http://www.mcx.ru/navigation/page/show/320.htm)
2. Черепанов А.С., Дружинина Е.Г. Спектральные свойства растительности и вегетационные индексы // GEOMATICS. - №3. - 2009. - С. 28-32.
3. Данные дистанционного зондирования со спутника LANDSAT-7 (http://www.sovzond.ru/satellites/436/441.html)
4. Черепанов А.С. Вегетационные индексы // GEOMATICS. - №2, 2011. - С. 98-102.
5. Вегетационные индексы (http://gis-lab.info/qa/vi.html).
6. Савин И.Ю., Барталев С.А., Лупян Е.А., Толпин В.А., Хвостиков С.А. Прогнозирование урожайности сельскохозяйственных культур на основе спутниковых данных: возможности и перспективы // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, - 2010. - Т.7. - №3. - С. 275-285.
7. NDVI - теория и практика (http://gis-lab.info/qa/ndvi.html).
8. Толпин В.А., Барталев С.А., Матвеев А.М., Лупян Е.А. Возможности анализа архивов спутниковых данных для выбора годов - аналогов в системе дистанционного мониторинга сельскохозяйственных земель агропромышленного комплекса (СДМЗ АПК) // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса, 2009. - Выпуск 6. - Т. II. - С. 560-571).
