Os drones poden transportar unha variedade de sensores de teledetección, que poden obter información multidimensional e de alta precisión sobre terras agrícolas e realizar unha monitorización dinámica de múltiples 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 de área e monitorización dinámica de cambios, extracción de infraestruturas de campo), información sobre o crecemento dos cultivos (parámetros fenotípicos dos cultivos, indicadores nutricionais, rendemento) e dinámica de factores de estrés do crecemento dos cultivos (humidade do campo, pragas e enfermidades).
Información espacial de terras agrícolas
A información de localización espacial das terras agrícolas inclúe as coordenadas xeográficas dos campos e as clasificacións de cultivos obtidas mediante discriminación visual ou recoñecemento por máquina. Os límites dos campos pódense identificar mediante coordenadas xeográficas e tamén se pode estimar a área de plantación. O método tradicional de dixitalización de mapas topográficos como mapa base para a planificación rexional e a estimación de áreas ten pouca puntualidade, e a diferenza entre a localización do límite e a situación real é enorme e carece de intuición, o que non favorece a implementación da agricultura de precisión. A teledetección con UAV pode obter información completa de localización espacial das terras agrícolas en tempo real, o que ten as vantaxes incomparables dos métodos tradicionais. As imaxes aéreas das cámaras dixitais de alta definición poden realizar a identificación e determinación da información espacial básica das terras agrícolas, e o desenvolvemento da tecnoloxía de configuración espacial mellora a precisión e a profundidade da investigación sobre a información de localización das terras agrícolas e mellora a resolución espacial ao tempo que introduce información de elevación, o que realiza unha monitorización máis precisa da información espacial das terras agrícolas.
Información sobre o crecemento dos cultivos
O crecemento dos cultivos pódese caracterizar mediante información sobre parámetros fenotípicos, indicadores nutricionais e rendemento. Os parámetros fenotípicos inclúen a cuberta vexetal, o índice de área foliar, a biomasa, a altura da planta, etc. Estes parámetros están interrelacionados e caracterizan conxuntamente o crecemento dos cultivos e están directamente relacionados co rendemento final. Son dominantes na investigación de seguimento da información agrícola e realizáronse máis estudos.
1) Parámetros fenotípicos do cultivo
O índice de área foliar (IAF) é a suma da área foliar verde unilateral por unidade de superficie, o que pode caracterizar mellor a absorción e utilización da enerxía luminosa por parte do cultivo, e está estreitamente relacionado coa acumulación de material do cultivo e o rendemento final. O índice de área foliar é un dos principais parámetros de crecemento dos cultivos que se monitorizan actualmente mediante teledetección con drones. Calcular os índices de vexetación (índice de vexetación de proporción, índice de vexetación normalizado, índice de vexetación de acondicionamento do solo, índice de vexetación de diferenza, etc.) con datos multiespectrais e establecer modelos de regresión con datos de realidade 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 con UAV na agricultura aínda utiliza principalmente datos multiespectrais, extrae parámetros espectrais e calcula o índice de vexetación para a modelización; a tecnoloxía de configuración espacial ten certas vantaxes na estimación da biomasa.
2) Indicadores nutricionais dos cultivos
A monitorización tradicional do estado nutricional dos cultivos require mostraxes 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 as diferentes substancias teñen características específicas de reflectancia-absorción espectral para o diagnóstico. A clorofila monitorízase en función do feito de que ten dúas fortes rexións de absorción na banda de luz visible, concretamente 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 a textura das follas cambian cando os cultivos son deficientes, e descubrir as características estatísticas da cor e a textura correspondentes a diferentes deficiencias e propiedades relacionadas é a clave para a monitorización de nutrientes. Do mesmo xeito que a monitorización dos parámetros de crecemento, a selección de bandas características, índices de vexetación e modelos de predición segue a ser o contido principal do estudo.
3) Rendemento das colleitas
Aumentar o rendemento das colleitas é o principal obxectivo das actividades agrícolas, e unha estimación precisa do rendemento é importante tanto para os departamentos de produción agrícola como para a 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 monitorizarse mediante métodos de infravermellos térmicos. En zonas con alta cuberta vexetal, o peche dos estomas das follas reduce a perda de auga debido á 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 se considera a temperatura da copa da planta. Dado que o índice de estrés hídrico que reflicte o balance enerxético do cultivo pode cuantificar a relación entre o contido de auga do cultivo e a temperatura da copa, a temperatura da copa obtida polo sensor de infravermellos térmicos pode reflectir o estado de humidade das terras agrícolas; o solo espido ou a cuberta vexetal en áreas pequenas poden usarse para inverter indirectamente a humidade do solo coa temperatura do subsolo, que é o principio que: a calor específica da auga é grande, a temperatura da calor cambia lentamente, 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 do subsolo diúrna pode reflectir indirectamente a distribución da humidade do solo. Na monitorización da temperatura da copa, o solo espido é un factor de interferencia importante. Algúns investigadores estudaron a relación entre a temperatura do solo espido e a cuberta vexetal dos cultivos, aclararon a diferenza entre as medicións da temperatura da copa vexetal causadas polo solo espido e o valor real, e empregaron os resultados corrixidos na monitorización da humidade das terras agrícolas para mellorar a precisión dos resultados da monitorización. Na xestión real da produción agrícola, as fugas de humidade no campo tamén son o foco de atención; realizáronse estudos que empregaron cámaras infravermellas para monitorizar as fugas de humidade nos canais de rega, cunha precisión que pode alcanzar o 93 %.
Pragas e enfermidades
O uso da monitorización da reflectancia espectral no infravermello próximo de pragas e enfermidades das plantas, baseado en: a reflexión das follas na rexión do infravermello próximo polo tecido da esponxa e o control do tecido da cerca, plantas sas, estes dous ocos nos tecidos cheos 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 que se perde.
A monitorización térmica por infravermellos da temperatura tamén é un indicador importante das pragas e enfermidades dos cultivos. As plantas en condicións saudables, principalmente a través do control da apertura e peche dos estomas das follas e a regulación da transpiración, manteñen a estabilidade da súa propia temperatura; no caso de enfermidades, produciranse cambios patolóxicos, as interaccións patóxeno-hóspede no patóxeno na planta, especialmente nos aspectos relacionados coa transpiración, determinarán o aumento e a diminución da temperatura na parte infestada. En xeral, a detección da planta leva a unha desregulación da apertura dos estomas 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 a 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 debido a que o resto da folla comeza a infectarse, a diferenza de temperatura na superficie da folla sempre é maior que a dunha planta sa.
Outra información
No campo da monitorización da información sobre terras agrícolas, os datos de teledetección de drones teñen unha gama máis ampla de aplicacións. Por exemplo, pódense usar para extraer a área caída do millo utilizando múltiples características de textura, reflectir o nivel de madurez das follas durante a etapa de madurez do algodón utilizando 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. De acordo coas necesidades de monitorización e xestión de terras agrícolas, é unha tendencia inevitable para o desenvolvemento futuro da agricultura informatizada e dixitalizada explorar continuamente a información dos datos de teledetección de drones e ampliar os seus campos de aplicación.
Data de publicación: 24 de decembro de 2024