Os UAVs podem transportar uma variedade de sensores de sensoriamento remoto, que podem obter informações multidimensionais e de alta precisão sobre terras agrícolas e realizar o monitoramento dinâmico de vários tipos de informações sobre terras agrícolas. Essas informações incluem principalmente informações de distribuição espacial das culturas (localização de terras agrícolas, identificação de espécies de culturas, estimativa de área e monitoramento dinâmico de mudanças, extração de infraestrutura de campo), informações de crescimento das culturas (parâmetros fenotípicos das culturas, indicadores nutricionais, rendimento) e fatores de estresse de crescimento das culturas (umidade do campo , pragas e doenças).
Informações Espaciais sobre Terras Agrícolas
As informações de localização espacial de terras agrícolas incluem coordenadas geográficas de campos e classificações de culturas obtidas através de discriminação visual ou reconhecimento de máquina. Os limites do campo podem ser identificados por coordenadas geográficas e a área de plantio também pode ser estimada. O método tradicional de digitalização de mapas topográficos como mapa base para o planeamento regional e estimativa de área tem pouca actualidade, e a diferença entre a localização dos limites e a situação real é enorme e carece de intuição, o que não conduz à implementação da agricultura de precisão. O sensoriamento remoto de UAV pode obter informações abrangentes de localização espacial de terras agrícolas em tempo real, o que apresenta as vantagens incomparáveis dos métodos tradicionais. Imagens aéreas de câmeras digitais de alta definição podem realizar a identificação e determinação de informações espaciais básicas de terras agrícolas, e o desenvolvimento da tecnologia de configuração espacial melhora a precisão e a profundidade da pesquisa sobre informações de localização de terras agrícolas e melhora a resolução espacial ao mesmo tempo que introduz informações de elevação , que realiza um monitoramento mais preciso das informações espaciais das terras agrícolas.
Informações sobre crescimento da colheita
O crescimento da cultura pode ser caracterizado por informações sobre parâmetros fenotípicos, indicadores nutricionais e rendimento. Os parâmetros fenotípicos incluem cobertura vegetal, índice de área foliar, biomassa, altura das plantas, etc. Esses parâmetros estão inter-relacionados e caracterizam coletivamente o crescimento das culturas. Esses parâmetros estão inter-relacionados e caracterizam coletivamente o crescimento das culturas e estão diretamente relacionados ao rendimento final. Eles são dominantes na investigação de monitorização de informações agrícolas e mais estudos têm sido realizados.
1) Parâmetros fenotípicos da colheita
O índice de área foliar (IAF) é a soma da área foliar verde unilateral por unidade de área de superfície, que pode caracterizar melhor a absorção e utilização da energia luminosa pela cultura, e está intimamente relacionado ao acúmulo de material e ao rendimento final da cultura. O índice de área foliar é um dos principais parâmetros de crescimento das culturas atualmente monitorados por sensoriamento remoto de UAV. Calcular índices de vegetação (índice de vegetação racional, índice de vegetação normalizado, índice de vegetação de condicionamento do solo, índice de vegetação diferencial, etc.) com dados multiespectrais e estabelecer modelos de regressão com dados reais é um método mais maduro para inverter parâmetros fenotípicos.
A biomassa acima do solo na fase final de crescimento das culturas está intimamente relacionada tanto com o rendimento como com a qualidade. Atualmente, a estimativa de biomassa por sensoriamento remoto de UAV na agricultura ainda utiliza principalmente dados multiespectrais, extrai parâmetros espectrais e calcula o índice de vegetação para modelagem; a tecnologia de configuração espacial tem certas vantagens na estimativa de biomassa.
2) Indicadores Nutricionais da Cultura
O monitoramento tradicional do estado nutricional das culturas requer amostragem de campo e análise química interna para diagnosticar o conteúdo de nutrientes ou indicadores (clorofila, nitrogênio, etc.), enquanto o sensoriamento remoto de UAV se baseia no fato de que diferentes substâncias possuem características específicas de absorção de refletância espectral para diagnóstico. A clorofila é monitorizada com base no facto de possuir duas regiões de forte absorção na banda da luz visível, nomeadamente a parte vermelha de 640-663 nm e a parte azul-violeta de 430-460 nm, enquanto a absorção é fraca a 550 nm. As características de cor e textura das folhas mudam quando as culturas são deficientes, e descobrir as características estatísticas de cor e textura correspondentes a diferentes deficiências e propriedades relacionadas é a chave para o monitoramento de nutrientes. Semelhante ao monitoramento dos parâmetros de crescimento, a seleção de bandas características, índices de vegetação e modelos de previsão ainda é o conteúdo principal do estudo.
3) Rendimento da colheita
O aumento do rendimento das culturas é o principal objectivo das actividades agrícolas, e a estimativa precisa do rendimento é importante tanto para a produção agrícola como para os departamentos de tomada de decisões de gestão. Inúmeros pesquisadores têm tentado estabelecer modelos de estimativa de produtividade com maior precisão de previsão por meio de análise multifatorial.
Umidade Agrícola
A umidade das terras agrícolas é frequentemente monitorada por métodos infravermelhos térmicos. Em áreas com alta cobertura vegetal, o fechamento dos estômatos foliares reduz a perda de água por transpiração, o que reduz o fluxo de calor latente na superfície e aumenta o fluxo de calor sensível na superfície, o que por sua vez provoca um aumento na temperatura da copa, que é considerada a temperatura da copa da planta. Como o índice de estresse hídrico que reflete o balanço energético da cultura pode quantificar a relação entre o conteúdo de água da cultura e a temperatura da copa, a temperatura da copa obtida pelo sensor infravermelho térmico pode refletir o estado de umidade das terras agrícolas; solo nu ou cobertura vegetal em pequenas áreas, pode ser usado para inverter indiretamente a umidade do solo com a temperatura do subsolo, que é o princípio de que: o calor específico da água é grande, a temperatura do calor é lenta para mudar, então a distribuição espacial da temperatura do subsolo durante o dia pode refletir indiretamente na distribuição da umidade do solo. Portanto, a distribuição espacial da temperatura subterrânea diurna pode refletir indiretamente a distribuição da umidade do solo. No monitoramento da temperatura da copa, o solo descoberto é um importante fator de interferência. Alguns pesquisadores estudaram a relação entre a temperatura do solo descoberto e a cobertura do solo cultivado, esclareceram a lacuna entre as medições da temperatura da copa causadas pelo solo descoberto e o valor real e usaram os resultados corrigidos no monitoramento da umidade das terras agrícolas para melhorar a precisão do monitoramento. resultados. Na gestão real da produção de terras agrícolas, o vazamento de umidade no campo também é o foco de atenção, tem havido estudos usando imagens infravermelhas para monitorar o vazamento de umidade no canal de irrigação, a precisão pode chegar a 93%.
Pragas e Doenças
O uso de monitoramento de refletância espectral no infravermelho próximo de pragas e doenças de plantas, com base em: folhas na região do infravermelho próximo da reflexão pelo tecido esponjoso e pelo controle do tecido da cerca, plantas saudáveis, essas duas lacunas de tecido preenchidas com umidade e expansão , é um bom refletor de diversas radiações; quando a planta é danificada, a folha é danificada, o tecido murcha, a água é reduzida, o reflexo infravermelho é reduzido até ser perdido.
O monitoramento térmico da temperatura por infravermelho também é um importante indicador de pragas e doenças nas culturas. Plantas em condições saudáveis, principalmente através do controle da abertura estomática das folhas e do fechamento da regulação da transpiração, para manter a estabilidade da própria temperatura; no caso de doença, ocorrerão alterações patológicas, as interações patógeno-hospedeiro no patógeno na planta, especialmente nos aspectos relacionados à transpiração do impacto determinarão a parte infestada do aumento e queda da temperatura. Em geral, a detecção de plantas leva a uma desregulação da abertura estomática e, portanto, a transpiração é maior na área doente do que na área saudável. A transpiração vigorosa leva a uma diminuição da temperatura da área infectada e a uma maior diferença de temperatura na superfície da folha do que na folha normal, até aparecerem manchas necróticas na superfície da folha. As células da área necrótica estão completamente mortas, a transpiração nessa parte é completamente perdida e a temperatura começa a subir, mas como o resto da folha começa a ser infectado, a diferença de temperatura na superfície da folha é sempre maior do que a de uma planta saudável.
Outras informações
No campo do monitoramento de informações de terras agrícolas, os dados de sensoriamento remoto de UAV têm uma gama mais ampla de aplicações. Por exemplo, pode ser usado para extrair a área caída do milho usando múltiplas características de textura, refletir o nível de maturidade das folhas durante o estágio de maturidade do algodão usando o índice NDVI e gerar mapas de prescrição de aplicação de ácido abscísico que podem orientar efetivamente a pulverização de ácido abscísico no algodão para evitar a aplicação excessiva de pesticidas, e assim por diante. De acordo com as necessidades de monitoramento e gestão de terras agrícolas, é uma tendência inevitável para o desenvolvimento futuro da agricultura informatizada e digitalizada explorar continuamente as informações dos dados de sensoriamento remoto de UAV e expandir seus campos de aplicação.
Horário da postagem: 24 de dezembro de 2024