Los UAV pueden transportar una variedad de sensores de teledetección, que pueden obtener información multidimensional de tierras de cultivo de alta precisión y realizar un monitoreo dinámico de múltiples tipos de información de tierras de cultivo. Dicha información incluye principalmente información de distribución espacial de cultivos (localización de tierras de cultivo, identificación de especies de cultivos, estimación de área y monitoreo dinámico de cambio, extracción de infraestructura de campo), información sobre el crecimiento del cultivo (parámetros fenotípicos de cultivos, indicadores nutricionales, rendimiento) y factores de estrés de crecimiento de cultivos (humedad de campo, plazas y enfermedades) dinámica.
Información espacial de tierras de cultivo
La información de ubicación espacial de las tierras de cultivo incluye coordenadas geográficas de campos y clasificaciones de cultivos obtenidas a través de la discriminación visual o el reconocimiento de la máquina. Los límites de campo pueden identificarse mediante coordenadas geográficas, y el área de siembra también se puede estimar. El método tradicional de digitalización de mapas topográficos como el mapa base para la planificación regional y la estimación del área tiene una mala puntualidad, y la diferencia entre la ubicación límite y la situación real es enorme y carece de intuición, lo que no es propicio para la implementación de la agricultura de precisión. La teledetección UAV puede obtener información integral de ubicación espacial de tierras de cultivo en tiempo real, que tiene las ventajas incomparables de los métodos tradicionales. Las imágenes aéreas de cámaras digitales de alta definición pueden realizar la identificación y determinación de la información espacial básica de las tierras agrícolas, y el desarrollo de la tecnología de configuración espacial mejora la precisión y la profundidad de la investigación sobre la información de ubicación de las tierras de cultivo, y mejora la resolución espacial al tiempo que introduce información de elevación, lo que realiza un monitoreo más fino de la información espacial de la cultura.
Información de crecimiento de cultivos
El crecimiento de los cultivos puede caracterizarse por información sobre parámetros fenotípicos, indicadores nutricionales y rendimiento. Los parámetros fenotípicos incluyen cubierta vegetal, índice de área de la hoja, biomasa, altura de la planta, etc. Estos parámetros están interrelacionados y caracterizan colectivamente el crecimiento de los cultivos. Estos parámetros están interrelacionados y caracterizan colectivamente el crecimiento de los cultivos y están directamente relacionados con el rendimiento final. Son dominantes en la investigación de monitoreo de información agrícola y se han llevado a cabo más estudios.
1) Parámetros fenotípicos de cultivo
El índice de área de la hoja (LAI) es la suma del área de la hoja verde unilateral por unidad de superficie, que puede caracterizar mejor la absorción y la utilización del cultivo de la energía de la luz, y está estrechamente relacionada con la acumulación de material del cultivo y el rendimiento final. El índice de área de la hoja es uno de los principales parámetros de crecimiento de cultivos actualmente monitoreados por la teledetección UAV. Calculación de índices de vegetación (índice de vegetación de relación, índice de vegetación normalizado, índice de vegetación de acondicionamiento del suelo, índice de vegetación de diferencia, etc.) con datos multiespectrales y establecimiento de modelos de regresión con datos de verdad terrestre es un método más maduro para invertir parámetros fenotípicos.
La biomasa sobre el suelo en la etapa de crecimiento tardía de los cultivos está estrechamente relacionada con el rendimiento y la calidad. En la actualidad, la estimación de biomasa por la sensación remota de UAV en la agricultura todavía utiliza principalmente datos multiespectrales, extrae parámetros espectrales y calcula el índice de vegetación para el modelado; La tecnología de configuración espacial tiene ciertas ventajas en la estimación de biomasa.
2) Indicadores nutricionales de cultivo
El monitoreo tradicional del estado nutricional del cultivo requiere un muestreo de campo y un análisis químico interior para diagnosticar el contenido de nutrientes o indicadores (clorofila, nitrógeno, etc.), mientras que la detección remota de UAV se basa en el hecho de que las diferentes sustancias tienen características específicas de absorción de reflectancia espectral para el diagnóstico. La clorofila se monitorea en función del hecho de que tiene dos regiones de absorción fuertes en la banda de luz visible, a saber, la parte roja de 640-663 nm y la parte azul-violeta de 430-460 nm, mientras que la absorción es débil a 550 nm. El color de la hoja y las características de la textura cambian cuando los cultivos son deficientes, y descubrir las características estadísticas del color y la textura correspondientes a diferentes deficiencias y propiedades relacionadas es la clave para el monitoreo de nutrientes. Similar al monitoreo de los parámetros de crecimiento, la selección de bandas características, índices de vegetación y modelos de predicción sigue siendo el contenido principal del estudio.
3) Rendimiento de cultivos
El aumento del rendimiento de los cultivos es el objetivo principal de las actividades agrícolas, y la estimación precisa del rendimiento es importante tanto para los departamentos de producción agrícola como para la toma de decisiones de gestión. Numerosos investigadores han tratado de establecer modelos de estimación de rendimiento con una mayor precisión de predicción a través del análisis multifactorial.
Humedad agrícola
La humedad de las tierras de cultivo a menudo se monitorea mediante métodos de infrarrojos térmicos. En áreas con alta cubierta vegetal, el cierre de los estomas de las hojas reduce la pérdida de agua debido a la transpiración, lo que reduce el flujo de calor latente en la superficie y aumenta el flujo de calor sensible en la superficie, lo que a su vez provoca un aumento en la temperatura del dosel, que se considera la temperatura de la cuna de la planta. Como reflejar el equilibrio de la energía del cultivo del índice de estrés hídrico, puede cuantificar la relación entre el contenido de agua del cultivo y la temperatura del dosel, por lo que la temperatura del dosel obtenida por el sensor infrarrojo térmico puede reflejar el estado de humedad de las tierras de cultivo; El suelo desnudo o la cubierta vegetal en áreas pequeñas, se puede usar para invertir indirectamente la humedad del suelo con la temperatura del subsuelo, que es el principio de que: el calor específico del agua es grande, la temperatura del calor es lenta, por lo que la distribución espacial de la temperatura de la subsuperficie durante el día puede reflejarse indirectamente en la distribución del humedad del suelo. Por lo tanto, la distribución espacial de la temperatura del subsuelo diurno puede reflejar indirectamente la distribución de la humedad del suelo. En el monitoreo de la temperatura del dosel, el suelo desnudo es un factor de interferencia importante. Algunos investigadores han estudiado la relación entre la temperatura desnuda del suelo y la cubierta del suelo de cultivo, aclararon la brecha entre las mediciones de temperatura del dosel causadas por el suelo desnudo y el valor verdadero, y utilizaron los resultados corregidos en el monitoreo de la humedad de las tierras de cultivo para mejorar la precisión de los resultados de monitoreo. En la gestión real de la producción de tierras agrícolas, la fuga de humedad de campo también es el foco de atención, ha habido estudios que utilizan imágenes infrarrojas para monitorear la fuga de humedad del canal de riego, la precisión puede alcanzar el 93%.
Plagas y enfermedades
El uso del monitoreo de la reflectancia espectral del infrarrojo cercano de las plagas y las enfermedades de las plantas, según: hojas en la región infrarroja cercana de la reflexión por el tejido de la esponja y el control del tejido de la cerca, las plantas sanas, estos dos espacios de tejido llenos de humedad y expansión, es un buen reflector de diversas radiaciones; Cuando la planta está dañada, la hoja está dañada, el tejido se marchita, el agua se reduce, el reflejo infrarrojo se reduce hasta que se pierde.
El monitoreo de la temperatura infrarroja térmica también es un indicador importante de las plagas y enfermedades de los cultivos. Plantas en condiciones saludables, principalmente a través del control de la apertura del estomático de la hoja y el cierre de la regulación de la transpiración, para mantener la estabilidad de su propia temperatura; En el caso de la enfermedad, se producirán cambios patológicos, las interacciones del patógeno -huésped en el patógeno en la planta, especialmente en los aspectos relacionados con la transpiración del impacto, determinarán la parte infestada del aumento y la caída de la temperatura. En general, la detección de la planta conduce a una desregulación de la apertura estomática y, por lo tanto, la transpiración es mayor en el área enferma que en el área saludable. La transpiración vigorosa conduce a una disminución en la temperatura del área infectada y una mayor diferencia de temperatura en la superficie de la hoja que en la hoja normal hasta que aparecen manchas necróticas en la superficie de la hoja. Las células en el área necrótica están completamente muertas, la transpiración en esa parte se pierde por completo y la temperatura comienza a aumentar, pero debido a que el resto de la hoja comienza a infectarse, la diferencia de temperatura en la superficie de la hoja siempre es más alta que la de una planta sana.
Otra información
En el campo del monitoreo de la información de las tierras agrícolas, los datos de detección remota de UAV tienen una gama más amplia de aplicaciones. Por ejemplo, se puede utilizar para extraer el área caída del maíz utilizando múltiples características de textura, refleja el nivel de madurez de las hojas durante la etapa de madurez del algodón utilizando el índice NDVI y generar mapas de receta de aplicación de ácido abscisic que puede guiar efectivamente la pulverización de ácido abscísico en el algodón para evitar la aplicación excesiva de pesticidas, y así sucesivamente. Según las necesidades del monitoreo y la gestión de las tierras agrícolas, es una tendencia inevitable para el desarrollo futuro de la agricultura informatatizada y digitalizada para explorar continuamente la información de los datos de detección remota de UAV y expandir sus campos de aplicación.
Tiempo de publicación: Dic 24-2024