Геоинформационные системы (гис) и систематическое использование беспилотного летательного аппарата на землях с.-х. назначенияРефераты >> Технология >> Геоинформационные системы (гис) и систематическое использование беспилотного летательного аппарата на землях с.-х. назначения
Когда семя прорастает в начале вегетации оно нуждается во внесении азотных удобрений. На вопрос "когда" вносить удобрения - отвечает агроном. На вопрос "где" вносить в последние годы отвечает услуга под названием "космическая съемка". Остановимся более детально на этой услуге - безусловно она имеет свои плюсы, такие как охватність территории. Т.е. фирмам посредникам удобно поставить услугу по возможности на большую территорию. Также она относительно не стоимостная, так как используются космические снимки с довольно низкой пространственной способностью. К минусам следует отнести тот факт, который в Росии есть отсутствующий свой собственный искусственный спутник, из которого можно было бы получить такого рода информацию, т.е. вся эта информация из космической съемки попадается к России в определенное определенное время, но определяется он из-за границы, и не совсем те сроки, когда нужны аграриям. Предлагается использование БЛА для оценки состояния с.-г.растительности на локальном уровне (на равные хозяйства).
Принципиально схема использования ДПЛА за мониторингом состояния с.-г. растительности выглядит следующим чином: проведение аэрофотосъемкки над полем (рядом полей). Получение груды аерофото с файлом географической привязки. Создание в соответствующем программном обеспечении ортофотоплану поля (полей). Оценка состояния сельскохозяйственной растительности. Получение управленческого решения на базе оценки с ортофотоплану. Создание технологической карты внесения азотных (минеральных) задабривал в соответствующих местах на поле (полях).
Остановимся на этих этапах более детально. Проведение аэрофотосъемкки (АФЗ) нуждается в соблюдении особых условий для того чтобы результат был достойный того. При проведении АФЗ надо избирать наиболее солнечную погоду, для того чтобы получить наиболее контрастные снимки, в случае не возможности соблюдения этого условия, специалисты советуют проводить спектральный анализ снимку во избежание искажений, которые может дать облачность. Также надо учитывать перекрытие снимков между собой, для того чтобы снизить к минимуму искажения объективу камеры, которая делает съемку. Таким образом получаются серии снимков, маршруты которых представляют из себя полосу определенной ширины и длины, где ширина определяется высотой, а длина его продолжительностью полета безпілотника. Полученные снимки специальным чином превращаются в единый снимок поля (или полей), который наглядно показывает состояние с.-г. растительности и имеет низкие искажения как по длине так и по площади поля (полей), еще очень важно при ведении точного хозяйства. Полученный ортофотоплан анализируется с целью выявления ареалов (мест) это с.-г. растительность отстает от запланированного роста и в будущем недополучения урожая. Вследствие анализа ортофотоплану принимается управленческое решение относительно внесения соответствующих удобрений на определенных местах на поле, со значительным экономическим эффектом. Наиболее важным в этом процессе фактом является то, что съемку можно и надо проводить в течение всего вегетационного периода, который предоставит возможность контролировать процесс роста и созревание растений.
3. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Проведен патентный поиск относительно фактов, состояния и объема использования беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве. Установлено, что специализированных разработок в данном направлении на протяжении последних 10 лет не проводилось.
Апробирование методик системы аеромоніторингу проводилась на землях сельскохозяйственного назначения. Было установлено и уточнено возможность использования аэрофотосъемкки (АФЗ) для установления контуров осолонцювання, гидрантов, каналов орошения и сетей крапельного орошения. Разработанные технические и методические подходы дали возможность создавать четкие и контрастные снимки грунта.
Большую часть испытаний комплекс БЛА проходил на полигоне с целью проверки возможностей аэрофотосъемкки сельскохозяйственных растений. На полигоне было взорвано по специальной технологии свыше 200 видов культур в виде модельных опытов. На протяжении всего вегетационного проводилась аэрофотосъемкка (АФЗ) поэтапно, и разрешила швидкісно и оперативно, а главное репрезентативно установить степень созревания сельскохозяйственных культур и оценить их урожайность.
За срок съемки всех 3 этапов комплекс ДПЛА не испытал ни одной поломки или аварии.
При выполнении съемки внедрялась разработанная методика оценки урожайности сельскохозяйственных культур (на примере яровых зерновых) с точки зрения возможности применения для всех сельскохозяйственных культур. Разработанная методика имеет следующие этапы:
1) уточнение границ и границ территории съемки (проводится с помощью сети Интернет или топографических карт масштабом 1:100 000 или ниже).
2) Подготовка комплекса ДПЛА и выезд на место снятия.
3) Непосредственная съемка территории, в зависимости от погодных и временных условий (установлено что, наилучшее время снятия есть: 8.30-15.00 г., при солнечной погоде без ветра).
4) Обработка фотоматериала после съемки (сшивка, анализ снимков) и оформление аналитической записки. При этом срок съемки занимает до 30 минут за один полет носителя, срок обработки - до нескольких часов.
Согласно задаче было проверено несколько десятков компьютерных программ на возможность применения их у первичной обработки (сшивки между собой) полученных аерофотознимків. После апробирования был избран программный комплекс Panorama Factory 5.1
Программное обеспечение разрешает сшивать первичные аерофото в панораму, которой потом присваивают географические координаты. Программный пакет разрешает сделать панораму, используя соответствующий мастер (за 9 последовательных шагов), это приводит к сокращению времени обработки снимков.
Все (аерофото) АЗ, которые было получено с помощью ДПЛА было обработано Panorama Factory. После обработки каждый снимок анализировался с целью выявления степени созревания яровых сортов пшеницы, полученные данные было сравнительно с данными визуального анализа тех модельных опытов, на территории которых была проведена аэрофотосъемкка (АФЗ).
АФЗ первого этапа наиболее важная с точки зрения оперативного вмешательства с целью досіву культуры в случае низкой похожести растений. Первичный анализ снимку разрешает установить сорта пшеницы, которые более приспособлены к данным климатическим условиям.
Выявление состояния орошаемых грунтов после орошения в видимой части спектру, остатков систем крапельного орошения, выявление контуров орошаемых грунтов было поставлено за цель при проведении АФЗ. Выявлена принципиальная возможность проведения подобных АФЗ.
Был проведен ряд полевых исследований на сельскохозяйственных исследовательских полигонах/участках. Полевые исследования включали в себя одновременное проведение туров съемки сельскохозяйственных растений и земель и отбор образцов грунта, замеры листовой массы растений для выявления спектральных характеристик грунтовых виділів и состояния сельскохозяйственных культур .