Els UAV poden portar una varietat de sensors de teledetecció, que poden obtenir informació multidimensional i d'alta precisió sobre terres de conreu i realitzar un seguiment dinàmic de diversos tipus d'informació de terres de conreu. Aquesta informació inclou principalment informació de distribució espacial de cultius (localització de terres de conreu, identificació d'espècies de cultius, estimació de l'àrea i seguiment dinàmic de canvis, extracció d'infraestructures de camp), informació de creixement del cultiu (paràmetres fenotípics del cultiu, indicadors nutricionals, rendiment) i factors d'estrès del creixement del cultiu (humitat del camp). , plagues i malalties).
Informació espacial de terres de conreu
La informació d'ubicació espacial de les terres de cultiu inclou coordenades geogràfiques dels camps i classificacions de cultius obtingudes mitjançant la discriminació visual o el reconeixement de màquines. Els límits del camp es poden identificar per coordenades geogràfiques i també es pot estimar l'àrea de plantació. El mètode tradicional de digitalització de mapes topogràfics com a mapa base per a la planificació regional i l'estimació d'àrea té poca oportunitat, i la diferència entre la ubicació del límit i la situació real és enorme i manca d'intuïció, cosa que no afavoreix la implementació de l'agricultura de precisió. La teledetecció d'UAV pot obtenir informació completa sobre la ubicació espacial de les terres de cultiu en temps real, que té els avantatges incomparables dels mètodes tradicionals. Les imatges aèries de càmeres digitals d'alta definició poden identificar i determinar la informació espacial bàsica de les terres de cultiu, i el desenvolupament de la tecnologia de configuració espacial millora la precisió i la profunditat de la investigació sobre la informació sobre la ubicació de les terres de conreu i millora la resolució espacial alhora que introdueix informació d'elevació. , que realitza un seguiment més fi de la informació espacial de les terres de cultiu.
Informació sobre el creixement dels cultius
El creixement del cultiu es pot caracteritzar per informació sobre paràmetres fenotípics, indicadors nutricionals i rendiment. Els paràmetres fenotípics inclouen la cobertura vegetal, l'índex de superfície foliar, la biomassa, l'alçada de la planta, etc. Aquests paràmetres estan interrelacionats i caracteritzen col·lectivament el creixement del cultiu. Aquests paràmetres estan interrelacionats i caracteritzen col·lectivament el creixement del cultiu i estan directament relacionats amb el rendiment final. Són dominants en la investigació de seguiment de la informació agrària i s'han realitzat més estudis.
1) Paràmetres fenotípics de cultiu
L'índex d'àrea foliar (LAI) és la suma de l'àrea de fulla verda unilateral per unitat de superfície, que pot caracteritzar millor l'absorció del cultiu i la utilització de l'energia lluminosa, i està estretament relacionada amb l'acumulació de material del cultiu i el rendiment final. L'índex d'àrea foliar és un dels principals paràmetres de creixement dels cultius que es controlen actualment per teledetecció d'UAV. Calcular índexs de vegetació (índex de vegetació de proporció, índex de vegetació normalitzat, índex de vegetació de condicionament del sòl, índex de vegetació de diferència, etc.) amb dades multiespectrals i establir models de regressió amb dades de veritat del sòl és un mètode més madur per invertir paràmetres fenotípics.
La biomassa sobre el sòl en l'etapa tardana de creixement dels cultius està estretament relacionada tant amb el rendiment com amb la qualitat. Actualment, l'estimació de la biomassa mitjançant teledetecció d'UAV a l'agricultura encara utilitza principalment dades multiespectrals, extreu paràmetres espectrals i calcula l'índex de vegetació per a la modelització; La tecnologia de configuració espacial té certs avantatges en l'estimació de la biomassa.
2) Indicadors nutricionals del cultiu
El seguiment tradicional de l'estat nutricional dels cultius requereix mostreig de camp i anàlisi química interior per diagnosticar el contingut de nutrients o indicadors (clorofil·la, nitrogen, etc.), mentre que la teledetecció d'UAV es basa en el fet que diferents substàncies tenen característiques específiques de reflectància-absorció per diagnòstic. La clorofil·la es controla a partir del fet que té dues regions d'absorció fortes a la banda de llum visible, és a dir, la part vermella de 640-663 nm i la part blava-violada de 430-460 nm, mentre que l'absorció és feble a 550 nm. Les característiques del color i la textura de les fulles canvien quan els cultius són deficients, i descobrir les característiques estadístiques de color i textura corresponents a diferents deficiències i propietats relacionades és la clau per al seguiment dels nutrients. De manera similar al seguiment dels paràmetres de creixement, la selecció de bandes característiques, índexs de vegetació i models de predicció segueix sent el contingut principal de l'estudi.
3) Rendiment del cultiu
Augmentar el rendiment dels cultius és l'objectiu principal de les activitats agrícoles, i l'estimació precisa del rendiment és important tant per a la producció agrícola com per als departaments de presa de decisions de gestió. Nombrosos investigadors han intentat establir models d'estimació de rendiment amb una major precisió de predicció mitjançant l'anàlisi multifactorial.
Humitat Agrícola
La humitat de les terres de conreu sovint es controla mitjançant mètodes d'infrarojos tèrmics. A les zones amb gran cobertura vegetal, el tancament dels estomes foliars redueix la pèrdua d'aigua per transpiració, la qual cosa redueix el flux de calor latent a la superfície i augmenta el flux de calor sensible a la superfície, que al seu torn provoca un augment de la temperatura del dosser, que és considerada com la temperatura del dosser de la planta. Com que reflecteix el balanç energètic del cultiu de l'índex d'estrès hídric pot quantificar la relació entre el contingut d'aigua del cultiu i la temperatura del dosser, de manera que la temperatura del dosser obtinguda pel sensor infrarojo tèrmic pot reflectir l'estat d'humitat de la terra de cultiu; terra nua o coberta de vegetació en àrees petites, es pot utilitzar per invertir indirectament la humitat del sòl amb la temperatura del subsòl, que és el principi que: la calor específica de l'aigua és gran, la temperatura de la calor és lent per canviar, de manera que la distribució espacial de la temperatura del subsòl durant el dia es pot reflectir indirectament en la distribució de la humitat del sòl. Per tant, la distribució espacial de la temperatura subterrània diürna pot reflectir indirectament la distribució de la humitat del sòl. En el seguiment de la temperatura del dosser, el sòl nu és un factor d'interferència important. Alguns investigadors han estudiat la relació entre la temperatura del sòl nu i la cobertura del sòl dels cultius, han aclarit la bretxa entre les mesures de temperatura del dosser causades pel sòl nu i el valor real i han utilitzat els resultats corregits en el seguiment de la humitat de les terres de cultiu per millorar la precisió del seguiment. resultats. En la gestió real de la producció de terres de cultiu, les fuites d'humitat del camp també són el focus d'atenció, hi ha hagut estudis que utilitzen imatges d'infrarojos per controlar les fuites d'humitat del canal de reg, la precisió pot arribar al 93%.
Plagues i Malalties
L'ús de la monitorització de la reflectància espectral d'infrarojos propers de plagues i malalties de les plantes, basat en: fulles a la regió de l'infraroig proper de la reflexió pel teixit d'esponja i el control del teixit de la tanca, plantes sanes, aquests dos buits de teixit plens d'humitat i expansió , és un bon reflector de diverses radiacions; quan la planta està danyada, la fulla està danyada, el teixit es marceix, l'aigua es redueix, la reflexió infraroja es redueix fins que es perd.
El control tèrmic d'infrarojos de la temperatura també és un indicador important de les plagues i malalties dels cultius. Plantes en condicions saludables, principalment mitjançant el control de l'obertura estomàtica de la fulla i el tancament de la regulació de la transpiració, per mantenir l'estabilitat de la seva pròpia temperatura; en el cas de la malaltia, es produiran canvis patològics, les interaccions patogen-hoste en el patogen de la planta, especialment en els aspectes de l'impacte relacionats amb la transpiració, determinaran la part infestada de l'augment i la baixada de la temperatura. En general, la detecció de plantes condueix a una desregulació de l'obertura estomàtica i, per tant, la transpiració és més alta a la zona malalta que a la zona sana. La transpiració vigorosa comporta una disminució de la temperatura de la zona infectada i una diferència de temperatura més alta a la superfície de la fulla que a la fulla normal fins que apareixen taques necròtiques a la superfície de la fulla. Les cèl·lules de la zona necròtica estan completament mortes, la transpiració en aquesta part es perd completament i la temperatura comença a augmentar, però com que la resta de la fulla comença a infectar-se, la diferència de temperatura a la superfície de la fulla és sempre més gran que la de la fulla. una planta sana.
Altres informacions
En el camp de la vigilància de la informació de les terres de conreu, les dades de teledetecció d'UAV tenen una gamma d'aplicacions més àmplia. Per exemple, es pot utilitzar per extreure la zona caiguda del blat de moro mitjançant múltiples característiques de textura, reflectir el nivell de maduresa de les fulles durant l'etapa de maduresa del cotó mitjançant l'índex NDVI i generar mapes de prescripció d'aplicació d'àcid abscísic que poden guiar eficaçment la polvorització d'àcid abscísic. sobre el cotó per evitar l'aplicació excessiva de pesticides, etc. D'acord amb les necessitats de control i gestió de terres de cultiu, és una tendència inevitable per al desenvolupament futur de l'agricultura informatitzada i digitalitzada explorar contínuament la informació de les dades de teledetecció d'UAV i ampliar els seus camps d'aplicació.
Hora de publicació: 24-12-2024