UAV's kunnen een verscheidenheid aan teledetectiesensoren aan boord hebben, die multidimensionale, uiterst nauwkeurige landbouwgrondinformatie kunnen verkrijgen en dynamische monitoring van meerdere soorten landbouwgrondinformatie kunnen realiseren. Dergelijke informatie omvat voornamelijk informatie over de ruimtelijke verdeling van gewassen (lokalisatie van landbouwgrond, identificatie van gewassoorten, schatting van gebieden en dynamische monitoring van veranderingen, extractie van veldinfrastructuur), informatie over gewasgroei (fenotypische gewasparameters, voedingsindicatoren, opbrengst) en stressfactoren voor gewasgroei (veldvochtigheid). , plagen en ziekten) dynamiek.
Ruimtelijke informatie over landbouwgrond
Ruimtelijke locatie-informatie van landbouwgrond omvat geografische coördinaten van velden en gewasclassificaties verkregen door visuele discriminatie of machineherkenning. De veldgrenzen kunnen worden geïdentificeerd aan de hand van geografische coördinaten en het plantgebied kan ook worden geschat. De traditionele methode voor het digitaliseren van topografische kaarten als basiskaart voor regionale planning en gebiedsschatting is slecht actueel, en het verschil tussen de grenslocatie en de werkelijke situatie is enorm en mist intuïtie, wat niet bevorderlijk is voor de implementatie van precisielandbouw. UAV-teledetectie kan in realtime uitgebreide ruimtelijke locatie-informatie van landbouwgrond verkrijgen, wat de onvergelijkbare voordelen heeft van traditionele methoden. Luchtbeelden van digitale camera's met hoge resolutie kunnen de identificatie en bepaling van ruimtelijke basisinformatie van landbouwgrond realiseren, en de ontwikkeling van ruimtelijke configuratietechnologie verbetert de precisie en diepgang van het onderzoek naar informatie over de locatie van landbouwgrond, en verbetert de ruimtelijke resolutie terwijl hoogte-informatie wordt geïntroduceerd. , dat een fijnere monitoring van ruimtelijke informatie van landbouwgrond realiseert.
Informatie over gewasgroei
Gewasgroei kan worden gekarakteriseerd door informatie over fenotypische parameters, voedingsindicatoren en opbrengst. Fenotypische parameters omvatten vegetatiebedekking, bladoppervlakte-index, biomassa, planthoogte, enz. Deze parameters zijn met elkaar verbonden en karakteriseren gezamenlijk de gewasgroei. Deze parameters zijn met elkaar verbonden en karakteriseren gezamenlijk de gewasgroei en houden rechtstreeks verband met de uiteindelijke opbrengst. Ze zijn dominant in het onderzoek naar monitoring van bedrijfsinformatie en er zijn meer onderzoeken uitgevoerd.
1) Fenotypische parameters van gewassen
De Leaf Area Index (LAI) is de som van het eenzijdige groene bladoppervlak per oppervlakte-eenheid, wat de opname en het gebruik van lichtenergie door het gewas beter kan karakteriseren, en hangt nauw samen met de materiaalaccumulatie en de uiteindelijke opbrengst van het gewas. De bladoppervlakte-index is een van de belangrijkste gewasgroeiparameters die momenteel worden gemonitord door UAV-teledetectie. Het berekenen van vegetatie-indices (verhouding vegetatie-index, genormaliseerde vegetatie-index, bodemconditioneringsvegetatie-index, verschilvegetatie-index, enz.) met multispectrale gegevens en het opzetten van regressiemodellen met grondwaarheidsgegevens is een meer volwassen methode om fenotypische parameters om te keren.
Bovengrondse biomassa in de late groeifase van gewassen hangt nauw samen met zowel de opbrengst als de kwaliteit. Op dit moment maakt de schatting van biomassa door UAV-teledetectie in de landbouw nog steeds voornamelijk gebruik van multispectrale gegevens, extraheert spectrale parameters en berekent de vegetatie-index voor modellering; ruimtelijke configuratietechnologie heeft bepaalde voordelen bij het schatten van biomassa.
2) Voedingsindicatoren voor gewassen
Traditionele monitoring van de voedingsstatus van gewassen vereist veldbemonstering en chemische analyse binnenshuis om het gehalte aan voedingsstoffen of indicatoren (chlorofyl, stikstof, enz.) te diagnosticeren, terwijl UAV-teledetectie gebaseerd is op het feit dat verschillende stoffen specifieke spectrale reflectie-absorptie-eigenschappen hebben voor diagnose. Chlorofyl wordt gemonitord op basis van het feit dat het twee sterke absorptiegebieden heeft in de zichtbare lichtband, namelijk het rode deel van 640-663 nm en het blauwviolette deel van 430-460 nm, terwijl de absorptie zwak is bij 550 nm. De kenmerken van de bladkleur en -textuur veranderen wanneer gewassen tekortschieten, en het ontdekken van de statistische kenmerken van kleur en textuur die overeenkomen met verschillende tekortkomingen en gerelateerde eigenschappen is de sleutel tot het monitoren van nutriënten. Net als bij het monitoren van groeiparameters vormt de selectie van karakteristieke banden, vegetatie-indexen en voorspellingsmodellen nog steeds de belangrijkste inhoud van het onderzoek.
3) Gewasopbrengst
Het verhogen van de gewasopbrengst is het belangrijkste doel van landbouwactiviteiten, en een nauwkeurige schatting van de opbrengst is belangrijk voor zowel de landbouwproductie als de besluitvormingsafdelingen van het management. Talrijke onderzoekers hebben geprobeerd om door middel van multifactoranalyse modellen voor opbrengstschatting op te zetten met een hogere voorspellingsnauwkeurigheid.
Landbouwvocht
De vochtigheid van landbouwgronden wordt vaak gemonitord met behulp van thermische infraroodmethoden. In gebieden met een hoge vegetatiebedekking vermindert het sluiten van bladhuidmondjes het waterverlies als gevolg van transpiratie, waardoor de latente warmtestroom aan het oppervlak wordt verminderd en de voelbare warmtestroom aan het oppervlak toeneemt, wat op zijn beurt een stijging van de bladerdaktemperatuur veroorzaakt, wat beschouwd als de temperatuur van het bladerdak van de plant. Omdat het weerspiegelen van de energiebalans van het gewas van de waterstressindex de relatie tussen het watergehalte van het gewas en de temperatuur van het bladerdak kan kwantificeren, kan de temperatuur van het bladerdak verkregen door de thermische infraroodsensor de vochtstatus van de landbouwgrond weerspiegelen; kale grond of vegetatiebedekking in kleine gebieden, kan worden gebruikt om het bodemvocht indirect om te keren met de temperatuur van de ondergrond, wat het principe is dat: de soortelijke warmte van water groot is, de temperatuur van de warmte langzaam verandert, dus de ruimtelijke verdeling van de temperatuur van de ondergrond gedurende de dag kan indirect worden weerspiegeld in de verdeling van het bodemvocht. Daarom kan de ruimtelijke verdeling van de ondergrondse temperatuur overdag indirect de verdeling van bodemvocht weerspiegelen. Bij het monitoren van de bladerdaktemperatuur is kale grond een belangrijke interferentiefactor. Sommige onderzoekers hebben de relatie tussen de temperatuur van de kale bodem en de bodembedekking van gewassen bestudeerd, de kloof tussen de metingen van de bladertemperatuur veroorzaakt door kale grond en de werkelijke waarde verduidelijkt, en de gecorrigeerde resultaten bij de monitoring van het vochtgehalte van landbouwgrond gebruikt om de nauwkeurigheid van de monitoring te verbeteren. resultaten. Bij het daadwerkelijke beheer van de landbouwgrondproductie is ook de aandacht gericht op vochtlekkage in het veld. Er zijn onderzoeken gedaan waarbij infraroodcamera's zijn gebruikt om vochtlekkage in irrigatiekanalen te monitoren. De nauwkeurigheid kan oplopen tot 93%.
Ongedierte en ziekten
Het gebruik van nabij-infrarood spectrale reflectiemonitoring van plantenziekten en plagen, gebaseerd op: bladeren in het nabij-infraroodgebied van de reflectie door het sponsweefsel en het hekweefselcontrole, gezonde planten, deze twee weefselspleten gevuld met vocht en uitzetting , is een goede reflector van verschillende straling; wanneer de plant beschadigd is, wordt het blad beschadigd, het weefsel verwelkt, het water wordt verminderd, de infraroodreflectie wordt verminderd totdat deze verloren gaat.
Thermische infraroodmonitoring van de temperatuur is ook een belangrijke indicator voor plagen en ziekten bij gewassen. Planten in gezonde omstandigheden, voornamelijk door de controle van het openen en sluiten van de bladmondjes en het reguleren van de transpiratie, om de stabiliteit van hun eigen temperatuur te behouden; in het geval van ziekte zullen pathologische veranderingen optreden; de pathogeen-gastheer-interacties in de ziekteverwekker op de plant, vooral op de transpiratiegerelateerde aspecten van de impact, zullen het aangetaste deel van de temperatuurstijging en -daling bepalen. Over het algemeen leidt plantdetectie tot een deregulering van de stomatale opening, waardoor de transpiratie hoger is in het zieke gebied dan in het gezonde gebied. De krachtige transpiratie leidt tot een verlaging van de temperatuur van het besmette gebied en een groter temperatuurverschil op het bladoppervlak dan bij het normale blad totdat necrotische vlekken op het oppervlak van het blad verschijnen. De cellen in het necrotische gebied zijn volledig dood, de transpiratie in dat deel gaat volledig verloren en de temperatuur begint te stijgen, maar omdat de rest van het blad geïnfecteerd begint te raken, is het temperatuurverschil op het bladoppervlak altijd groter dan dat van een gezonde plant.
Overige informatie
Op het gebied van monitoring van landbouwgrondinformatie hebben UAV-teledetectiegegevens een breder scala aan toepassingen. Het kan bijvoorbeeld worden gebruikt om het gevallen gebied van maïs te extraheren met behulp van meerdere textuurkenmerken, het volwassenheidsniveau van bladeren tijdens de volwassenheidsfase van katoen weer te geven met behulp van de NDVI-index, en voorschriftkaarten voor abscisinezuur te genereren die het spuiten van abscisinezuur effectief kunnen begeleiden. op katoen om overmatige toepassing van pesticiden te voorkomen, enzovoort. Afhankelijk van de behoeften op het gebied van monitoring en beheer van landbouwgrond is het een onvermijdelijke trend voor de toekomstige ontwikkeling van de geïnformatiseerde en gedigitaliseerde landbouw om voortdurend de informatie van UAV-teledetectiegegevens te onderzoeken en de toepassingsgebieden ervan uit te breiden.
Posttijd: 24 december 2024