Drone -lämpökuvaustekniikkaa käytetään laajalti nykyaikaisessa maataloudessa, etenkin sadon kosteuden tilan seurantaan. Tämä tekniikka auttaa viljelijöitä tunnistamaan sadon kosteusvaatimukset sieppaamalla lämpötilan jakautumisen sadon pinnalle, saavuttaen siten tarkan kastelun ja parantamalla vesivarojen hyödyntämistehokkuutta.
Tekninen periaate
1. Infrapuna -lämpökuvaus
Infrapuna -lämpökuvaustekniikka on tekniikka, joka tuottaa kuvia sieppaamalla esineiden lähettämät infrapunasäteilyn. Kaikki esineet säteilevät infrapunasäteilyä, ja sen voimakkuus on verrannollinen esineen lämpötilaan. Infrapuna -lämpökuvauksen avulla voidaan tuottaa kuvat, jotka heijastavat lämpötilan jakautumista viljelykasvien pinnalla. Nämä kuvat voivat osoittaa viljelykasvien kosteustilan, koska riittävästi vedellä varustetut viljelykasvit ovat yleensä viileämpiä, kun taas riittämättömät vedet ovat kuumempia.
2. viljelyveden stressiindeksi (CWSI)
Vetoveden stressiindeksi (CWSI) on tärkeä indikaattori viljelykasvien kosteustilan mittaamiseksi. CWSI: n laskentakaava on:
\[
Cwsi=\\ frac {t _ c - t _ w} {t _ d - t _ W}
\]
Missä, \\ (t _ c \\) on katoslämpötila, \\ (t _ w \\) on täysi haihtumisviitepinnan pintalämpötila, \\ (t _ d=t _ a + 5 \\), kun kasvon lämpötila on täysin suljettu, ja on täysin suljettu ja ja jauhaa, ja on täysin suljettu, ja ja ja {5}} \\). \\ (T _ a \\) on testin kuiva lampun lämpötila (eli kentän ilman lämpötila). Laskemalla CWSI, satovesivajeen aste voidaan määrittää.
Toteutusvaiheet
1. Aseta ylimääräiset laitteet
Aseta ylimääräiset laitteet kentälle, mukaan lukien kenttäilman lämpötila -anturit ja jauhettavat täydelliset haihtumisviitepinnat. Näitä laitteita käytetään ilman lämpötilan seuraamiseen kentällä ja tarjoamaan vertailupisteitä täydelliseen haihtumiseen infrapuna -lämpökuvaustietojen kalibroimiseksi.
2. Kerää infrapunakuvia drooneilla
Suuren alueen infrapunakuvat viljelysmaan viljelykasveista kerätään droonien kuljettaman infrapuna-lämpökuvausjärjestelmän kautta. Samanaikaisesti GPS -moduuli laukaistaan synkronisesti vastaavan kuvan sijaintitietojen saamiseksi.
3. Tietojenkäsittely ja analyysi
Maatietojenkäsittelyjärjestelmä vastaanottaa infrapunakuvia ja kuvan paikannustietoja, rekisteröi ja liittää kuvat ja suorittaa kuvan segmentoinnin silmukoiduissa kuvissa, jotta voidaan erottaa katos, tausta ja maadoitus riittävä haihtumisviitepinta. Katoksen lämpötilan ja maan alueellinen jakautuminen riittävä haihtumispinnan pintalämpötila saadaan katoksen kuvasta ja maasta riittävä haihtumispinnan kuva. Yhdistettynä kenttäilman lämpötila -anturin tarkkailemiin ilman lämpötilatietoihin, lehtien lämpötila, kun satovatsat on täysin suljettu, arvioidaan ja lopuksi satovesivajeindeksi (CWSI) lasketaan ja esitetään alueellisella jakautumiskartalla. Alueet, joilla viljelyveden alijäämäindeksin arvo on korkeampi kuin kriittinen arvo, korostetaan ja varoitetaan.
Sovellusetuja
1. Tarkkuuskastelu
Seuraamalla viljelykasvien kosteustilaa, viljelijät voivat saavuttaa tarkan kastelun, välttää liiallisesta väkivaltaa tai rakeistamista, säästäen siten vesivaroja ja parantamalla kastelutehokkuutta.
2. Paranna sadon satoa ja laatua
Satovesistressi -ongelmien oikea -aikainen havaitseminen ja käsittely voivat auttaa parantamaan sadon satoa ja laatua ja vähentämään riittämättömän veden aiheuttamia taloudellisia menetyksiä.
3. Reaaliaikainen seuranta ja varhainen varoitus
UAV-lämpökuvaustekniikka voi saavuttaa reaaliaikaisen seurannan. Viljelijät voivat tarkistaa viljelymaan tilan milloin tahansa matkapuhelimien tai tietokoneiden kautta ja ryhtyä ajoissa vesistressin käsittelemiseksi.
Haasteet ja tulevaisuudennäkymät
Vaikka UAV -lämpökuvaustekniikka on osoittanut suuren potentiaalin sadon kosteuden seurannassa, sillä on silti joitain haasteita. Esimerkiksi tietojenkäsittely- ja analysointiominaisuuksia on parannettava edelleen hyödyllisen tiedon purkamiseksi suurista määristä tietoa. Lisäksi ilmasto -olosuhteet ja maaston monimutkaisuus voivat vaikuttaa myös droonien lento- ja seurantavaikutuksiin.
Tulevaisuudessa keinotekoisen älykkyyden ja suuren tietotekniikan kehittämisen myötä UAV-lämpökuvaustekniikan tietojenkäsittely- ja analysointiominaisuudet paranevat edelleen, mikä tarjoaa viljelijöille tarkemman päätöksentekopinnan. Samanaikaisesti tekniikan popularisoinnin myötä enemmän pienviljelijöitä voi nauttia tämän tekniikan tuomasta mukavuudesta.
