Drony nad polem
Wykorzystanie dronów to przyszłość rolnictwa. Mogą pomóc nie tylko w ograniczeniu zużycia środków ochrony roślin czy nawozów, ale również w ochronie środowiska naturalnego. Sporządzanie map dla zrównoważonego nawożenia, w oparciu o dane spektralne, już teraz cieszy się sporą popularnością i niewykluczone, że za kilka lat stanie się standardem na polskich polach.
Rozmiary i możliwości udźwigu dronów pozwalają na podwieszenie wielu elementów wyposażenia, np. kamer spektralnych, aparatów fotograficznych czy całych podzespołów opryskujących, dzięki którym można aplikować ciecz w terenach niedostępnych, a także bardzo precyzyjnie.
Drony dostarczają obrazy o bardzo wysokiej rozdzielczości (możliwa jest obserwacja rzędów, a nawet pojedynczych roślin czy liści) i rejestrują teren nawet spod warstwy chmur.
Jednak przy dużych powierzchniach i nadmiarze danych (zbyt duża rozdzielczość i obszar działania), wydłuża się czas przetwarzania i analizy wyników.
Programy do tworzenia map w rolnictwie precyzyjnym
Na dobre i bardzo szczegółowe opracowanie danych należy czekać kilka dni, przez co podjęcie decyzji o zabiegach na polu w oparciu o obrazowanie spektralne może wiązać się z przesunięciem zabiegów na późniejszy termin.
Trzeba więc jeszcze przed wykonaniem nalotów zastanowić się nad przeznaczeniem zobrazowań, aby niepotrzebnie nie narażać się na opóźnienia związane z przetworzeniem surowych wyników.
Metody teledetekcyjne dostarczają informacji o kondycji roślin uprawnych z pojedynczych pól lub regionów rolniczych. Pozyskiwane obrazy przetworzone do postaci wskaźników roślinnych, umożliwiają opracowanie cyfrowych map zawierających informacje o przestrzennym zróżnicowaniu występowania chwastów, chorób, szkodników oraz niedoborów składników pokarmowych w glebie, o występowaniu czynników stresowych i wielu innych czynnikach wpływających na rozwój roślin, o stanie gleby i oczywiście potencjalnym plonie.
Uzyskane wskaźniki pozwalają oszacować między innymi potrzeby nawozowe, a także opracować strategie ochrony roślin. Jednak każda anomalia na polu wykryta przez obrazowanie powinna wiązać się z interwencją agronoma w gospodarstwie.
Dane pozyskiwane za pomocą obrazowania spektralnego pozwalają analizować stan pól w wielu zakresach widma elektromagnetycznego. Jest to ważne w badaniach nad roślinnością, ponieważ poszczególne zakresy spektrum rejestrują skład i budowę roślin (np. zawartość wody, barwników fotosyntetycznie czynnych, rodzaj struktur komórkowych).
Ponadto, wykorzystanie teledetekcji pozwala prowadzić badania na dużych powierzchniach (nawet do 20 km2 na roboczodzień dla wysokości dronowej – wg firmy IWING Sp. z o.o.) i praktycznie nieograniczonej powierzchni dla obrazowania satelitarnego.
Źródłem informacji są wskaźniki teledetekcyjne obliczane za pomocą zależności matematycznych. Wyniki muszą zostać poddane weryfikacji opartej na zebranych danych naziemnych, w celu określenia wzorców dla danego pola oraz analizy statystycznej, dzięki czemu obraz uzyskany z nalotu dronowego będzie odpowiadał wartościom rzeczywistym występującym na polu.
Czujniki optyczne w nawożeniu zbóż
Najczęściej wykorzystywanym wskaźnikiem w opracowaniach spektralnych jest NDVI (ang. Normalized Difference Vegetation Index). Wskaźnik ten pozwala określić stan rozwojowy oraz kondycję roślin. Ze względu na jego uniwersalne wykorzystanie jest on najbardziej popularny, choć nie zawsze okazuje się najlepszym rozwiązaniem. Wiele problemów występujących na polu, np. rozmaite stresy, można zdiagnozować wskaźnikiem STVI (ang. Stress Related Vegetation Index).
Dron bez odpowiedniego wyposażenia w sprzęt pozwalający chociażby na sporządzenie map pól, czy wyznaczenie wskaźników roślinnych, jest bezużyteczny. Obecnie można go wyposażyć w kamery termowizyjne (Flir Systems), kamery spektralne (Tetracam Inc, Parrot), a także wiele innych aparatów fotograficznych czy kamer (GoPro).
Wyposażenie dronów w kamery spektralne może stanowić doskonałe uzupełnienie danych rejestrowanych z poziomu satelitarnego i naziemnego, jako bardziej precyzyjne i szybsze źródło informacji. Przy coraz większym nasyceniu rynku kamer czy aparatów, istnieje potrzeba miniaturyzacji kamer hiperspektralnych, umożliwiających rejestrację zdjęć w bardzo wielu wąskich kanałach, jednak najczęściej na dronach montowane są kamery wielospektralne obrazujące w kilku stosunkowo szerokich zakresach widma widzialnego (RGB) i bliskiej podczerwieni (NIR). Wybór takiej kamery często wiąże się ze sporym wydatkiem, ale koszt jednostkowy w przeliczeniu na 1 ha pola jest niewielki. Dzięki takiemu rozwiązaniu gospodarstwa o powierzchni 100-150 ha mogą sobie już na taką usługę pozwolić.
