Современное состояние исследований в области применения гиперспектральной съемки с БПЛА в сельском хозяйстве

С развитием технологий беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и спектральной визуализации, гиперспектральные системы съемки на базе БПЛА становятся передовым инструментом дистанционного зондирования. Сочетая маневренность БПЛА и высокую разрешающую способность гиперспектральной съемки, эти системы позволяют получать высокоточные спектральные данные об объектах с воздуха. Это не только повышает эффективность и точность сбора данных, но и расширяет возможности применения спектральной информации.

В современном сельском хозяйстве, стремящемся к высокой точности операций, гиперспектральная съемка с БПЛА обеспечивает мониторинг в реальном времени состояния роста, питания, наличия вредителей и болезней сельскохозяйственных культур. Это дает научную основу для точного распределения удобрений и орошения, что способствует повышению урожайности и качества продукции, а также снижению производственных затрат и минимизации воздействия на окружающую среду.

Анализ гиперспектральных данных позволяет разрабатывать модели классификации культур, прогнозировать урожайность и оказывать поддержку в принятии решений в сельскохозяйственном производстве. Кроме того, эта технология позволяет оценивать устойчивость культур к различным стрессовым факторам, повышая эффективность селекции и разработки новых сортов.

Применение технологии гиперспектральной съемки с БПЛА при выращивании риса

• Мониторинг содержания азота: используя технологию гиперспектрального дистанционного зондирования с дронов, можно в режиме реального времени отслеживать содержание азота в рисt. Сравнивая гиперспектральные изображения риса при различных вариантах обработки азотными удобрениями, можно создать модель инверсии содержания азота, которая обеспечит научную основу для диагностики питания риса.
• Например, исследовательская группа Сельскохозяйственного университета Шэньяна использовала дрон, оснащенный бортовой системой гиперспектральной визуализации, для измерения гиперспектрального отражения и общего содержания азота в рисе на стадиях позеленения, кущения, трубкования и колошения. Алгоритмы были использованы для извлечения характерных полос и для создания инверсионной модели для содержания азота в рисе.
• Мониторинг вредителей и болезней: технология гиперспектральной визуализации может фиксировать тонкие изменения на разных стадиях роста сельскохозяйственных культур, включая возникновение и развитие вредителей и болезней. Анализируя гиперспектральные данные, можно своевременно обнаружить признаки вредителей и болезней, что является важным фактором для принятия своевременных мер профилактики и контроля.
• Оценка состояния роста: технология гиперспектральной съемки с БПЛА также может быть использована для оценки состояния роста риса, включая мониторинг таких показателей, как биомасса и индекс листовой поверхности. Эти данные имеют большое значение для разработки научных мер управления полями.
• Точное управление внесением удобрений: объединяя технологию гиперспектрального дистанционного зондирования с БПЛА и интеллектуальные системы принятия решений, можно создать "карту рецептов" внесения удобрений для различных полей, чтобы направлять фермеров для осуществления точного внесения удобрений. Это может не только повысить коэффициент использования удобрений, но и снизить загрязнение окружающей среды, вызванное чрезмерным внесением удобрений.

Оборудование для гиперспектральной съемки с БПЛА

• Color spectrum FS-60C+FS62C;

• Color spectrum FS-60C collection puzzle;

• Color spectrum FS-62C collection puzzle;

• Color spectrum FS-60C NDVI index;

• Color spectrum FS-62C plant stress.

Будущие перспективы

В перспективе, по мере развития и совершенствования гиперспектральных систем на базе БПЛА, их применение в рисоводстве значительно расширится и углубится. Ожидается появление еще большего числа новаторских исследований и практических применений, активно способствующих цифровой и интеллектуальной трансформации в области выращивания риса.

Учитывая повышенное внимание к сельскому хозяйству, лесному хозяйству, водным ресурсам и смежным отраслям, государственная политика направлена на стимулирование исследований, разработок и внедрение гиперспектральной съемки с применением БПЛА. Данная поддержка создает прочную основу и широкие перспективы для дальнейшего развития этой технологии.

Таким образом, возможности применения гиперспектральной съемки с БПЛА обусловлены целым комплексом факторов, включающим технологические достижения, потребности отраслей и государственную поддержку. Именно это сочетание и стимулирует быстрое развитие и широкое распространение этой технологии.