Os UAV poden levar unha variedade de sensores de teledetección, que poden obter información multidimensional e de alta precisión sobre terras agrícolas e realizar un seguimento dinámico de varios tipos de información sobre terras agrícolas. Esta información inclúe principalmente información sobre a distribución espacial dos cultivos (localización de terras agrícolas, identificación de especies de cultivos, estimación da área e seguimento dinámico do cambio, extracción de infraestruturas de campo), información sobre o crecemento dos cultivos (parámetros fenotípicos dos cultivos, indicadores nutricionais, rendemento) e factores de estrés do crecemento dos cultivos (humidade do campo). , pragas e enfermidades).
Información espacial das terras de cultivo
A información de localización espacial das terras de cultivo inclúe as coordenadas xeográficas dos campos e as clasificacións de cultivos obtidas mediante a discriminación visual ou o recoñecemento de máquinas. Os límites do campo pódense identificar mediante coordenadas xeográficas e tamén se pode estimar a superficie de plantación. O método tradicional de dixitalización de mapas topográficos como mapa base para a planificación rexional e a estimación da área ten unha escasa puntualidade e a diferenza entre a localización do límite e a situación real é enorme e carece de intuición, o que non é propicio para a implantación da agricultura de precisión. A teledetección con UAV pode obter información completa sobre a localización espacial das terras de cultivo en tempo real, o que ten as vantaxes incomparables dos métodos tradicionais. As imaxes aéreas de cámaras dixitais de alta definición poden realizar a identificación e determinación da información espacial básica das terras de cultivo, e o desenvolvemento da tecnoloxía de configuración espacial mellora a precisión e profundidade da investigación sobre a información sobre a localización das terras de cultivo e mellora a resolución espacial ao mesmo tempo que introduce información de elevación. , que realiza un seguimento máis fino da información espacial das terras de cultivo.
Información sobre o crecemento dos cultivos
O crecemento dos cultivos pódese caracterizar pola información sobre parámetros fenotípicos, indicadores nutricionais e rendemento. Os parámetros fenotípicos inclúen a cobertura vexetal, o índice de superficie foliar, a biomasa, a altura da planta, etc. Estes parámetros están interrelacionados e caracterizan colectivamente o crecemento dos cultivos. Estes parámetros están interrelacionados e caracterizan colectivamente o crecemento dos cultivos e están directamente relacionados co rendemento final. Son dominantes na investigación de seguimento da información das explotacións e realizáronse máis estudos.
1) Parámetros fenotípicos dos cultivos
O índice de superficie foliar (LAI) é a suma da superficie de follas verdes unilaterales por unidade de superficie, que pode caracterizar mellor a absorción e a utilización da enerxía luminosa por parte do cultivo, e está moi relacionada coa acumulación de material do cultivo e o rendemento final. O índice de superficie foliar é un dos principais parámetros de crecemento dos cultivos monitorizados actualmente pola teledetección de UAV. Calcular índices de vexetación (índice de vexetación cociente, índice de vexetación normalizado, índice de vexetación de condicionamento do solo, índice de vexetación diferencial, etc.) con datos multiespectrais e establecer modelos de regresión con datos de verdade do terreo é un método máis maduro para inverter os parámetros fenotípicos.
A biomasa aérea na fase tardía de crecemento dos cultivos está estreitamente relacionada tanto co rendemento como coa calidade. Na actualidade, a estimación da biomasa mediante teledetección por UAV na agricultura aínda usa principalmente datos multiespectrais, extrae parámetros espectrais e calcula o índice de vexetación para modelar; A tecnoloxía de configuración espacial ten certas vantaxes na estimación da biomasa.
2) Indicadores nutricionais dos cultivos
O seguimento tradicional do estado nutricional dos cultivos require a toma de mostras de campo e análises químicas en interiores para diagnosticar o contido de nutrientes ou indicadores (clorofila, nitróxeno, etc.), mentres que a teledetección con UAV baséase no feito de que diferentes substancias teñen características específicas de reflectancia-absorción espectral para diagnóstico. A clorofila monitorízase en función do feito de que ten dúas rexións de absorción fortes na banda de luz visible, é dicir, a parte vermella de 640-663 nm e a parte azul-violeta de 430-460 nm, mentres que a absorción é débil a 550 nm. As características da cor e da textura das follas cambian cando os cultivos son deficientes, e descubrir as características estatísticas de cor e textura correspondentes a diferentes deficiencias e propiedades relacionadas é a clave para o seguimento dos nutrientes. Do mesmo xeito que o seguimento dos parámetros de crecemento, a selección de bandas características, índices de vexetación e modelos de predición segue sendo o contido principal do estudo.
3) Rendemento da colleita
O aumento do rendemento dos cultivos é o principal obxectivo das actividades agrícolas, e a estimación precisa do rendemento é importante tanto para a produción agrícola como para os departamentos de toma de decisións de xestión. Numerosos investigadores tentaron establecer modelos de estimación do rendemento con maior precisión de predición mediante a análise multifactorial.
Humidade Agrícola
A humidade das terras agrícolas adoita controlarse mediante métodos infravermellos térmicos. Nas zonas con alta cobertura vexetal, o peche dos estomas foliares reduce a perda de auga por transpiración, o que reduce o fluxo de calor latente na superficie e aumenta o fluxo de calor sensible na superficie, o que á súa vez provoca un aumento da temperatura da copa, que é considerada como a temperatura do dosel da planta. Como reflicte o balance enerxético do cultivo do índice de estrés hídrico pode cuantificar a relación entre o contido de auga do cultivo e a temperatura do dosel, polo que a temperatura do dosel obtida polo sensor infravermello térmico pode reflectir o estado de humidade da terra de cultivo; o solo espido ou a cuberta vexetal en pequenas áreas, pódese usar para inverter indirectamente a humidade do chan coa temperatura do subsolo, que é o principio de que: a calor específica da auga é grande, a temperatura da calor é lenta para cambiar, polo que a distribución espacial da temperatura do subsolo durante o día pode reflectirse indirectamente na distribución da humidade do solo. Polo tanto, a distribución espacial da temperatura subsuperficial diurna pode reflectir indirectamente a distribución da humidade do solo. No control da temperatura da copa, o chan espido é un importante factor de interferencia. Algúns investigadores estudaron a relación entre a temperatura do solo espido e a cobertura do solo dos cultivos, aclararon a diferenza entre as medicións de temperatura do dosel causadas polo solo espido e o valor real e utilizaron os resultados corrixidos no seguimento da humidade das terras agrícolas para mellorar a precisión do seguimento. resultados. Na xestión da produción de terras agrícolas real, a fuga de humidade do campo tamén é o foco de atención, houbo estudos que usan imaxes infravermellos para controlar a fuga de humidade da canle de irrigación, a precisión pode alcanzar o 93%.
Pragas e Enfermidades
O uso de seguimento de reflectancia espectral do infravermello próximo de pragas e enfermidades das plantas, con base en: follas na rexión do infravermello próximo da reflexión polo tecido da esponxa eo control do tecido da cerca, plantas saudables, estas dúas lagoas de tecidos cheas de humidade e expansión. , é un bo reflector de varias radiacións; cando a planta está danada, a folla está danada, o tecido murcha, a auga redúcese, a reflexión infravermella redúcese ata perderse.
O seguimento térmico por infravermellos da temperatura tamén é un indicador importante de pragas e enfermidades dos cultivos. Plantas en condicións saudables, principalmente mediante o control da apertura estomática das follas e o peche da regulación da transpiración, para manter a estabilidade da súa propia temperatura; no caso da enfermidade, produciranse cambios patolóxicos, as interaccións do patóxeno - hóspede no patóxeno na planta, especialmente nos aspectos relacionados coa transpiración do impacto, determinarán a parte infestada do aumento e descenso da temperatura. En xeral, a detección das plantas leva a unha desregulación da abertura estomática e, polo tanto, a transpiración é maior na zona enferma que na zona sa. A transpiración vigorosa leva a unha diminución da temperatura da zona infectada e unha maior diferenza de temperatura na superficie da folla que na folla normal ata que aparecen manchas necróticas na superficie da folla. As células da zona necrótica están completamente mortas, a transpiración nesa parte pérdese por completo e a temperatura comeza a subir, pero como o resto da folla comeza a infectarse, a diferenza de temperatura na superficie da folla é sempre maior que a de unha planta sa.
Outra información
No campo do seguimento da información sobre terras agrícolas, os datos de teledetección de UAV teñen unha gama máis ampla de aplicacións. Por exemplo, pódese usar para extraer a área caída do millo usando múltiples características de textura, reflectir o nivel de madurez das follas durante a etapa de madurez do algodón mediante o índice NDVI e xerar mapas de prescrición de aplicación de ácido abscísico que poden guiar eficazmente a pulverización de ácido abscísico. sobre o algodón para evitar a aplicación excesiva de pesticidas, etc. Segundo as necesidades de vixilancia e xestión das terras agrícolas, é unha tendencia inevitable para o futuro desenvolvemento da agricultura informatizada e dixitalizada explorar continuamente a información dos datos de teledetección de UAV e ampliar os seus campos de aplicación.
Hora de publicación: 24-12-2024