Сельское хозяйство

Использование БВС Supercam в с/х производстве позволяет:

1. Создать планово-картографическую основу.
2. Осуществлять мониторинг состояния растений по вегетации.
3.  Обеспечить контроль выполнения технологических операций, в том числе в целях пресечения неправомерной деятельности.

Создание планово-картографической основы и мониторинг выполнения ряда технологических операций.

Применяется БВС с фотоаппаратом и точным геодезическим приемником, с помощью которого производится облет с/х угодий и аэрофотосъемка (далее АФС).
В результате съемки получаются:

• ортофотоплан с точной геодезической привязкой (далее – ОФП);
• цифровая модель местности (далее ЦММ).

На основе ОФП оконтуриваются поля и различные объекты, такие как неудобица (околки, лесополосы, овраги, ручьи, дороги, столбы ЛЭП, барсучьи норы и т.д.), автоматически считаются площади, периметр объектов, расстояния между любыми точками на ОФП.
На основе ЦММ формируется рельеф, карта уклонов, направления экспозиции склонов, направление стока воды.
Все полученные в результате АФС данные с/х предприятие может использовать следующим образом:

1. Наглядно по ОФП просмотреть все поля, определить, где возможно дополнительно разработать землю, увеличивая посевную площадь, где, наоборот, нужно уменьшить, где распахать и перекрыть стихийные дороги и т.д. То есть осуществить планировку полей.
2. Если полеты осуществлялись в период проведения технологических операций, то можно контролировать факт проведения тех. операций, осуществленных до полета (к примеру, площадь боронования, площадь сева (по всходам), участки просевов, неравномерного высева, загущения, участки, где сев не осуществлялся. Определять фактическую площадь к уборке, вспашки зяби. То есть можно контролировать практически все операции предшествующие моменту проведения АФС.
3. Можно использовать полученные контуры полей для загрузки в навигаторы с/х техники для обеспечения работ в ночное время, объезда препятствий, выдерживания границ полей с точностью 20-50 см, а также при применении систем параллельного вождения.
4. Привязной дрон может ретранслировать RTK поправки на большую площадь в период осуществления на ней работ, при этом отпадает необходимость строительства вышек-ретрансляторов. Одновременно возможно осуществление on-line видеосъёмки в целях контроля за работой механизаторов и минимизации воровства ресурсов.
5. Так как формируются фактические площади полей и расстояния между объектами, то становиться объективным планирование всех ресурсов (ГСМ, удобрений, СЗР, сроков проведения технологических операций и т.д.). Также появляется возможность объективного контроля фактического расходования ресурсов и актуализации норм их списания.
6. Кроме сказанного, ОФП можно использовать для постановки земельных участков на кадастр.
7. Рельеф оказывает значительно влияние на урожайность с/х культур. На основе данных по рельефу с/х предприятия могут проводить противоэрозийные и влагосберегающие работы, от простого изменения направлений проведения технологических операций, до щелевания и укрепления склонов. Также данные по рельефу имеют большое значение при расчете норм внесения удобрений и СЗР, а также при анализе зон слабого развития растений.

Мониторинг развития растений по вегетации и выполнения ряда технологических операций.

Применяется БПЛА с мультиспектральной (гиперспектральной) камерой, с помощью которого производится облет с/х угодий и спектральная съемка.
Мультиспектральные (гиперспектральные) камеры для мониторинга состояния растительности используют преимущественно диапазон 400 до 1100 нм. При мультиспектральной съемке изображение получается в дискретных каналах, которые могут быть как широко, так и узкополосными, при этом, «спектр» объекта не воспроизводится. При съемке гиперспектральной камерой, изображение формируется в узких спектральных полосах, одновременно по всему диапазону, фиксируемому камерой, таким образом, формируется спектральная характеристика объекта во всем диапазоне. В результате съемки получаются:

• Ортотрансформированные изображения по соответствующему спектральному каналу с точной геодезической привязкой (далее - ОТИ).
• На основе ОТИ создаются индексные карты - изображения значений яркости каждого пиксела которого вычисляется путем применения арифметических операций над значениями яркости этого пиксела из разных спектральных каналов в соответствии с координатами.

Индексные карты строятся для различных вегетационных индексов, которые описывают состояние растительности. Они позволяют выделять внутри поля зоны с различным состоянием растений.
Общие индексы, такие как NDVI, отражают относительное состояние растений по шкале от здорового до стрессового, но не дают ответа, что явилось причиной стресса.
Другие индексы (SIPI, MCARI/MTVI2, TGI, АRI и др.) показывают уже влияние группы стресс-факторов и могут использоваться для определения причин стресса растений. Также функция данных индексов формировать пространственные зоны, по которым:

• производится внесение гербицидов для получения оптимального эффекта;
• производится расчет необходимых норм и осуществляется внесение удобрений для увеличения урожайности и качества с/х культур;
• контролируются проведение технологических операций: подготовки почвы, обработки гербицидами и др.;
• оценивается качество всходов озимых культур после схода снега, определяются области пересева;
• оценивается степень созревания с/х культур и формируется очередность уборки;
• осуществляется прогнозирование урожайности;
• и т.д.

Значения вегетационных индексов, определяемые для осуществления, к примеру, азотных подкормок, показывают только относительное содержание азота, т.е. на каждом участке поля относительно других участков. По вегетационному индексу без наземного обследования невозможно определить требуемую норму внесения азотных удобрений. Но если значению яркости пикселя на индексной карте сопоставить требуемую норму внесения, определенную в результате наземного исследования, то в результате применения математических алгоритмов расчета получится точная карта необходимых норм внесения азотной подкормки по зонам внутри поля. Такой подход обеспечивает получение карт для дифференцированного внесения удобрений, гербицидов и т.д., при значительном сокращении временных и финансовых затрат на агрохимическое обследование и повышении их точности.

Эффективность управления с/х предприятием может быть дополнительно повышена при использовании БВС и данных космического мониторинга среднего разрешения, которые являются бесплатными (данные Landsat 8, Sentinel). Указанные данные, получаемые с периодичностью 1 раз в 1-2 недели позволяют мониторить изменения вегетации растений, и сократить количество сессий полетов БВС до 3-5 за сезон. Кроме того, полезно использовать архивные спектральные космоснимки для понимания сути проблем.

С учетом того, что и фотокамера и мультиспектральная камера могут быть установлены на БВС одновременно, то все вышеописанное применимо к каждому полету. Таким образом, все данные можно получать и сравнивать в требуемой динамике.