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无人机监测如何永久改变农业

2019-11-15 10:11 性质:翻译 作者:雨歌 来源:无人机网
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为了在日益严峻的环境中保持盈利,农民必须最大限度地利用自己的土地和其他资源。无人机捕获的惊人的详细图像可以帮助实现这一目标。为了最大程度地生成地图,Ag...

为了在日益严峻的环境中保持盈利,农民必须最大限度地利用自己的土地和其他资源。无人机捕获的惊人的详细图像可以帮助农民实现这一目标。数据可以帮助规划农场道路和等高线,农田的位置和形状;使农业生产适应地形、水资源的位置和可用性,灌溉系统的设计和布置,选址农用建筑和其他基础设施。简而言之,它可以提供完整的农业土地利用计划



Agri-Sense International使用立体摄影测量技术从地面上同一点的空中拍摄照片。

总部位于南非夸祖鲁-纳塔尔省希尔顿市的Agri-Sense International公司成立已有6年,已使用无人机对13个国家/地区的50万公顷土地进行了数字地图绘制。

这包括无人机进行的世界上最大的地形调查:在中美洲伯利兹的28天中,有106架飞机飞行了106 000公顷。

在加纳最近的一次调查中,该公司使用两架无人机绘制了36 000公顷的地图,这一过程需要80个小时的飞行时间。

进行如此大规模的调查足够令人印象深刻,但是公司处理数据也许更重要。

董事总经理拉塞尔·朗格斯特(Russell Longhurst)说,农业感知具有两个核心功能:

使用无人飞行器收集

为客户生成详细的数字地形模型所需的数据,特别是用于农业土地的进一步开发;使用近红外(NIR)摄像头技术监控作物健康和生产力,然后生成归一化差异植被指数(NDVI)。

Longhurst解释说:“可商购的卫星图像有其用途,但通常不如在地面上方几百米处飞行的无人机所收集的图像那样精确和详细。”

公司目前拥有两架Sky-Watch Cumulus C1固定翼无人机和五架多旋翼DJI Phantom 4 Pro无人机,用于其土地测量和作物监测业务。

Longhurst说:“ Sky-Watch Cumulus可以使我们模糊不清捕获的图像,并且还可以配备更好的传感器。”

无人机捕获的图像将转换为3D数字地图。这些使Agri-Sense的客户能够精确计算出各种农业设计需求。

例如,数据可以帮助规划农场道路和等高线;农田的位置和形状;使农业生产适应地形;水资源的位置和可用性;灌溉系统的设计和布置;选址农用建筑和其他基础设施。

简而言之,它可以提供完整的农业土地利用计划。

此外,如前所述,安装在无人机上的近红外摄像机可以生成监测作物健康所必需的数据,从而使农民能够在问题蔓延到整个农场之前对其进行处理。

具有NIR功能的无人机的优势之一是它可以覆盖整个农田,包括农民和农场工人无法从地面看到的区域。这样,可以精确地记录潜在问题的位置。

Agri-Sense的地理信息系统和摄影测量专家Mike Cohen表示,为进行勘测工作准备无人机的过程非常复杂且耗时。(简而言之,摄影测量学是根据照片进行测量的科学。)

为了最大限度地提高要生成图像的质量,Agri-Sense团队必须首先对地面控制点(GCP)进行数字标记,根据区域大小,地面控制点的数量可以达到数百个。

利用GPS全球定位系统技术,该团队还可以在该区域周围指定虚拟边界或“地理范围”,以确保无人机仅在这些限制范围内飞行。无人机上的摄像机能够在高达360m的高度上拍摄1cm至10cm像素分辨率的图像。

“为了使3D数字地图更加准确,我们使用了立体摄影测量技术,可以从地面上单个点的不同角度拍摄14张图像,” Cohen说。

“在1万公顷的面积中,我们将拍摄大约8000张图像,而我们的软件将需要三到五天的处理时间来缝合在一起,以生成详细的数字地形图。”

与农业综合企业的大多数方面一样,规模经济在无人机进行土地或农作物调查的成本中起着重要作用。简而言之,被调查的区域越大,对客户来说更具有成本效益。

Longhurst说,在某些情况下,农民购买自己的无人机进行作物健康调查在经济上更可行,然后使用第三方公司(例如Agri-Sense)来处理和分析数据。

Agri-Sense全套服务的每公顷成本包括将团队和设备移入和移出调查区域,现场飞行时间以及地面控制,这对于生成准确的数据至关重要。

一旦建立了GCP有边界的待测区域,Agri-Sense就会启动其无人机,沿航线自动驾驶测绘

为每架无人机供电的电池可以使无人机保持高空飞行两个小时。当其电量不足时,无人机会自动返回地面控制基座,在该基座上装有新充电的电池。然后,无人机将采用最直接的路线到达停飞点,并继续进行调查。

Longhurst指出,Agri-Sense已成为从5000公顷到30 000公顷范围内的调查领域的特别专家。

使用数据

如果客户无法随时随地轻松访问数据,则由Agri-Sense之类的公司收集和处理的数据几乎没有用。

为此,该公司开发了Agri-Sense地图。客户可以通过计算机、平板电脑和手机通过密码控制对数字平台进行访问。他们还可以选择授予承包商(例如灌溉公司)对Agri-Sense Maps信息的部分或全部访问权限。

如果某个地区有许多小农土地所有者,他们可以组成一个合作社,可以“合并”这些地块,以创建一个更大的被调查土地区域。无人机绘制的地图可用于确定每个小农土地的精确位置,形状和范围,以及如何适应合作农场。

使用Agri-Sense的Data Sense系统捕获其他信息,例如土地所有者的姓名和照片,并将其附加到每个字段的数据中。然后,它会自动同步到Agri-Sense Maps,以方便访问和使用。

该图像和其他信息可以为合作社设计和布局最高效的农业基础设施,还可以确定单个小农户在合作社农场的整个区域内,土地所有权的利润百分比或租金收入。

农业无人机的现有功能,相机和产品都可圈可点。Longhurst说,鉴于不断为无人机开发新技术的范围和潜力,未来的设备将变得更好。这样的发展之一就是安装在无人机上的摄像机能够进行高光谱成像(HI),摄像机可以为地图提供更多细节;一旦需要,HI就能满足需求,捕获并产生大量高品质的图像。

多光谱成像可能会评估三种或四种颜色(例如红色,绿色,蓝色和近红外)的图像,而HI成像会将图像分解为数十种或数百种颜色。它的分辨率和色彩敏感度使观看者可以查明某人手臂上的瘀伤!

第二项发展是能够向农作物喷洒农药的无人机。

Longhurst说:更加精确的“将遥感和喷雾无人机结合在一起将完成精确的农业周期,使农民能够轻松地找到问题区域并将它们作为目标,以避免不必要地对作物进行全面喷雾。”

作者:劳埃德·菲利普斯(Lloyd Phillips)


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