Η άνοδος των μικρών UAVs στη γεωργία ακριβείας
Από RemoteSensing Wiki
Η άνοδος των μικρών UAVs στη γεωργία ακριβείας
Πηγή: ResearchGate (https://www.researchgate.net/publication/285735296_The_rise_of_small_UAVs_in_precision_agriculture )
Πρωτότυπος τίτλος: The rise of small UAVs in precision agriculture
Συγγραφείς: Reza Ehsani, Joe Mari Maja
Λέξεις κλεδιά: Γεωργία ακριβείας, Μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα
Αντικείμενο Εφαρμογής
Πιθανές εφαρμογές των μικρών μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων στη γεωργία είναι η ανίχνευση καλλιεργειών, η χαρτογράφηση κατανομής των παρασίτων, οι εικόνες γυμνού εδάφους και ο προγραμματισμός της άρδευσης και αποστράγγισης. Δεδομένου ότι τα SUAV πετούν σε χαμηλά υψόμετρα, μπορούν να συλλέξουν εικόνες υψηλής ανάλυσης.
Εισαγωγή
Τα μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV) σχεδιάστηκαν για στρατιωτικές επιχειρήσεις. Ωστόσο, όπως και άλλες στρατιωτικές τεχνολογίες, όπως το GPS, τα UAV θα βρουν περισσότερη χρήση σε πολιτικές εφαρμογές. Μεταξύ όλων των δυνητικών αγορών των UAV, η γεωργία ακριβείας θεωρείται η μεγαλύτερη. Αυτό θα έχει σημαντικές συνέπειες για τη γεωργία ακριβείας. Συνδέοντας ασύρματα δίκτυα αισθητήρων και συστήματα ρομποτικής και αυτοματισμού, τα UAVs μπορούν να αλλάξουν τον τρόπο συλλογής δεδομένων πεδίου, παρακολούθησης εξοπλισμού πεδίου και ακόμη και λειτουργίας γεωργικών μηχανημάτων.
Χρήσεις SUAV
Τα μικρά μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (SUAV) είναι μια κατηγορία UAV που ζυγίζουν λιγότερο από 10 κιλά και μπορούν να λειτουργούν εξ αποστάσεως, με ή χωρίς πλήρως αυτόνομες ιπτάμενες ικανότητες. Τα SUAV είναι σχετικά φθηνά και πολύ εύκολα στη λειτουργία για τους καλλιεργητές. Τα SUAV μπορούν να μεταφέρουν μια ποικιλία αισθητήρων απεικόνισης για τη συλλογή δεδομένων πεδίου. Οι εμπορικά διαθέσιμοι αισθητήρες απεικόνισης ειδικά σχεδιασμένοι για SUAV περιλαμβάνουν υπερφασματικές, πολυφασματικές και θερμικές κάμερες. Τα UAV μπορούν να χρησιμοποιηθούν από καλλιεργητές διαφορετικών προϊόντων, ανεξάρτητα από το μέγεθος και τον τύπο καλλιέργειας τους. Οι πιθανές εφαρμογές αυτής της τεχνολογίας στη γεωργία περιλαμβάνουν: • Ανίχνευση καλλιεργειών • Χαρτογράφηση κατανομής επιβλαβών οργανισμών • Αξιολόγηση απώλειας καλλιέργειας • Απεικόνιση άγονων εδαφών • Σχεδιασμός άρδευσης και αποχέτευσης • Εκτίμηση της απόδοσης και παρακολούθηση • Διαχείριση αποθεμάτων • Διάγνωση τραυματισμού από ζιζάνια στις καλλιέργειες • Επιλογή φυτών για περαιτέρω αναπαραγωγή • Δειγματοληψία παθογόνων φυτών • Αποτελεσματική χρήση χημικών και φυτοφαρμάκων • Ασφάλεια και προστασία • Αυτοματισμός και πλοήγηση των οχημάτων εδάφους • Ακαδημαϊκή και επεκτάσιμη εκπαίδευση.
Μεταξύ των δυνητικών εφαρμογών των SUAVs, η έρευνα για ασθένειες και παράσιτα είναι πιθανώς η πιο πιεστική χρήση αυτής της τεχνολογίας. Η ανθρώπινη διάγνωση είναι χρονοβόρα, δαπανηρή και επιρρεπής σε λάθη. Πολλές, αν όχι οι περισσότερες, πτυχές της ανίχνευσης μπορούν να γίνουν πιο αποτελεσματικά με τα SUAV. Σύμφωνα με τον Οργανισμό Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών (FAO), περίπου το 20-40% της συνολικής απόδοσης καλλιεργειών χάνεται από τα παράσιτα, τα ζιζάνια και τις ασθένειες κάθε χρόνο. Στη Φλώριδα, η ασθένεια των εσπεριδοειδών, ή η ηπειρωτική γρίπη (HLB), προκάλεσε μια εκτιμώμενη απώλεια 3,64 δισ. δολαρίων στη βιομηχανία εσπεριδοειδών του κράτους μόλις τα τελευταία πέντε χρόνια. Θα μπορούσε να γίνει διαχείριση της HLB με πολύ μικρότερο κόστος για τους καλλιεργητές, εάν μπορεί να επιτευχθεί η ανίχνευση των μολυσμένων δένδρων. Το Πανεπιστήμιο της Φλώριδας, Ινστιτούτο Τροφίμων και Γεωργικών Επιστημών (UF-IFAS), Κέντρο Έρευνας και Εκπαίδευσης Εσπεριδοειδών πειραματίζεται με μια κάμερα έξι ζωνών τοποθετημένη σε ένα SUAV (εικόνα 1) για έρευνα σχετικά με την ασθένεια των εσπεριδοειδών και την ανίχνευση του στρες χρησιμοποιώντας υψηλής ανάλυσης, χαμηλού υψομέτρου, εναέρια απεικόνιση. Χρησιμοποιώντας θερμικές και ορατές / εγγύς υπέρυθρες εικόνες από υγιή και στρεσαρισμένα εσπεριδοειδή, το σύστημα απεικόνισης SUAV μπορεί να διακρίνει τα δέντρα που έχουν καταπονηθεί από υγιή δέντρα με μεγαλύτερη ακρίβεια από ό, τι μπορεί να ληφθεί από συμβατικές αεροφωτογραφίες.
Συμπεράσματα
Οι καλλιεργητές χρειάζονται νέα εργαλεία και τεχνικές για την αποτελεσματική διαχείριση της διάδοσης νέων ή υφιστάμενων ασθενειών. Τα μικρά UAV αντιπροσωπεύουν μια άνευ προηγουμένου ευκαιρία για την αγροτική κοινότητα. Ενώ ένα μεγάλο μέρος της έρευνας δείχνει πώς μπορεί να χρησιμοποιηθεί η εναέρια απεικόνιση στη γεωργία, λίγοι καλλιεργητές χρησιμοποιούν επί του παρόντος εναέρια απεικόνιση στις διαδικασίες λήψης αποφάσεων. Σε ορισμένες εφαρμογές, όπως η ανίχνευση ασθενειών, η ανάλυση των δεδομένων που λαμβάνονται από υπάρχοντα συστήματα αεροφωτογραφιών δεν είναι αρκετά καλή για πρακτική χρήση. Επιπλέον, το κόστος της πρόσληψης αεροπλάνου για τη συλλογή αεροφωτογραφιών είναι απαγορευτικό για τους μικρούς καλλιεργητές. Αντίθετα, οι καλλιεργητές μπορούν να πετάξουν ένα SUAV σε πολύ σύντομο χρονικό διάστημα. Δεδομένου ότι τα SUAV πετούν σε χαμηλά υψόμετρα, μπορούν να συλλέξουν εικόνες υψηλής ανάλυσης. Τέλος, το κόστος ενός SUAV ισούται με το κόστος συλλογής μόνο μιας ή δύο εικόνων με αεροπλάνο.
