Практическая работа 6 технологии беспроводной связи и интернет вещей в сельском хозяйстве Технологии беспроводной связи в мониторинге состояния сельскохозяйственных угодий
В сельском хозяйстве с его пространственной рассредоточненностью для принятия управленческих решений требуется иметь получать информацию об объектах, расположенных на большой площади. Современные тенденции цифровизации и новейшие технические разработки в области беспроводной связи делают сельское хозяйство одной из перспективных сфер для применения коптеров и беспилотных летательных аппаратов (БПЛА).
Новая информационная технология – технология дистанционного зондирования – стала доступна с начала 21 века. Дистанционное зондирование земли – это получение информации о поверхности Земли (в том числе о растительном покрове) без осуществления непосредственного физического контакта с ней.
В растениеводстве ДЗЗ позволяет провести мониторинг и анализ состояния почвы и посевов, определить причины и факторы состояния и развития сельскохозяйственных культур, состояния почвы, дает возможность принимать качественные управленческие решения. Принцип действия основан на съемке электромагнитного излучения, фиксации его всевозможными датчиками и сенсорами.
Дистанционное зондирование может осуществляться:
со спутника;
с БПЛА.
Для дистанционного зондирования земли используется несколько видов спутников. Они отличаются по пиксельному разрешению (Сколько метров приходится на 1 пиксель, чем меньше приходится метров, тем более точные снимки будут получены). Также они различаются по периодичности съемки и количеству снимков за сезон. Мы видим, что из приведенных спутников соотношение периодичности съемки и пиксельное разрешение лучше всего у немецкого спутника RapidEye. Сравнительные характеристики спутников, применяемых для дистанционного зондирования земли.
Таблица 1 – Сравнительная характеристика спутников, применяемых для дистанционного зондирования земли
Характеристики спутника |
Спутники |
|||
Sentinel-2 |
Landsat-8 |
RapidEye |
Терра (зонд Моdis |
|
Пиксельное разрешение, м/пикс. |
10…20 |
20…30 |
6,5 |
250…1000 |
Периодичность съемки, дни |
5 |
8 |
1 |
1 |
Количество фото за сезон, ед. |
54 |
36 |
365 |
365 |
«Минусами» данной технологии является:
низкое пиксельное разрешение. Например, если нужно рассмотреть и изучить техническую колею, это невозможно сделать более детально. Услуги сторонних организаций за этот вид работ стоят от 30 до 60 руб./га;
зависимость от облачности (во многих регионах в сезон выпадает большое количество осадков и получить снимки невозможно);
зависимость от интенсивности интернет-покрытия.
«Плюсами» технологии спутникового зондирования является:
большая плотность покрытия;
регулярность и частота продета спутника (1–2 дня);
высокая ретроспективность (история полей за 4 года);
возможность найти бесплатные данные.
Среди преимуществ применения БПЛА по сравнению со спутниками в дистанционном зондировании земли можно отметить следующие:
высокая мобильность;
оперативность проведения съемки;
возможность съемки в условиях облачности;
высокая разрешающая способность (от 4 мм);
точное позиционирование на месте;
фото- и видеофиксация;
онлайн-трансляция индексов вегетации;
определение реальной площади поля, его рельеф;
онлайн-наблюдение за соблюдением технологических операций.
Отрицательными моментами можно назвать:
наличие зон с запрещением полета;
меньшая площадь покрытия;
нет истории полей по сравнению со спутниковыми снимками. Как у донного, так и у другого способа есть как преимущества, так и недостатки. И наиболее рациональным является путь комбинированного применения спутниковой и БПЛА- технологии.
Современные БПЛА с каждым годом оснащаются мультиспектральными камерами все более высокого разрешения. Также в некоторые БПЛА, как, например, P4 Мультиспектрал фирмы DJI, интегрирован датчик солнечной активности.
На БПЛА также монтируется мультиспектральная камера. Камера за счет 4 четырех видимых диапазонов: красный край, зеленый, синий и красный позволяет довольно точно получать необходимые данные.
Высота полета БПЛА напрямую зависит от скорости выполнения работ. Например, если высота – 150 м, то съемка 100 га производится в течение 30 мин, если высота полета увеличивается, то время анализа посевов снижается (рисунок 50).
Phantom 4 Multispectral
