Los UAV pueden transportar una variedad de sensores de detección remota, que pueden obtener información multidimensional y de alta precisión sobre tierras agrícolas y realizar un monitoreo dinámico de múltiples tipos de información sobre tierras agrícolas. Dicha información incluye principalmente información sobre la distribución espacial de los cultivos (localización de tierras agrícolas, identificación de especies de cultivos, estimación de área y monitoreo dinámico del cambio, extracción de infraestructura de campo), información sobre el crecimiento de los cultivos (parámetros fenotípicos de los cultivos, indicadores nutricionales, rendimiento) y factores de estrés del crecimiento de los cultivos (humedad del campo). , plagas y enfermedades) dinámica.
Información espacial de tierras de cultivo
La información de ubicación espacial de tierras de cultivo incluye coordenadas geográficas de campos y clasificaciones de cultivos obtenidas mediante discriminación visual o reconocimiento automático. Los límites del campo se pueden identificar mediante coordenadas geográficas y también se puede estimar el área de plantación. El método tradicional de digitalizar mapas topográficos como mapa base para la planificación regional y la estimación de áreas tiene poca puntualidad, y la diferencia entre la ubicación de los límites y la situación real es enorme y carece de intuición, lo que no favorece la implementación de la agricultura de precisión. La teledetección con vehículos aéreos no tripulados puede obtener información completa sobre la ubicación espacial de las tierras de cultivo en tiempo real, lo 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 información espacial básica de tierras de cultivo, y el desarrollo de tecnología de configuración espacial mejora la precisión y profundidad de la investigación sobre la información de ubicación de tierras de cultivo y mejora la resolución espacial al introducir información de elevación. , que realiza un seguimiento más preciso de la información espacial de las tierras de cultivo.
Información sobre el crecimiento de los cultivos
El crecimiento de los cultivos se puede caracterizar mediante información sobre parámetros fenotípicos, indicadores nutricionales y rendimiento. Los parámetros fenotípicos incluyen cobertura vegetal, índice de área foliar, 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 del cultivo
El índice de área foliar (LAI) es la suma del área de la hoja verde de un lado por unidad de superficie, que puede caracterizar mejor la absorción y utilización de la energía luminosa del cultivo y está estrechamente relacionado con la acumulación de material y el rendimiento final del cultivo. El índice de área foliar es uno de los principales parámetros de crecimiento de los cultivos actualmente monitoreados por teledetección UAV. Calcular índices de vegetación (índice de vegetación de proporción, índice de vegetación normalizado, índice de vegetación de acondicionamiento del suelo, índice de vegetación de diferencia, etc.) con datos multiespectrales y establecer modelos de regresión con datos reales sobre el terreno es un método más maduro para invertir parámetros fenotípicos.
La biomasa aérea en la última etapa de crecimiento de los cultivos está estrechamente relacionada tanto con el rendimiento como con la calidad. En la actualidad, la estimación de biomasa mediante teledetección de vehículos aéreos no tripulados en la agricultura todavía utiliza principalmente datos multiespectrales, extrae parámetros espectrales y calcula el índice de vegetación para la modelización; La tecnología de configuración espacial tiene ciertas ventajas en la estimación de biomasa.
2) Indicadores nutricionales de cultivos
El monitoreo tradicional del estado nutricional de los cultivos requiere muestreo de campo y análisis químicos en interiores para diagnosticar el contenido de nutrientes o indicadores (clorofila, nitrógeno, etc.), mientras que la teledetección UAV se basa en el hecho de que diferentes sustancias tienen características espectrales específicas de reflectancia-absorción para diagnóstico. La clorofila se controla basándose en el hecho de que tiene dos regiones de fuerte absorción 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. Las características de color y textura de las hojas cambian cuando los cultivos son deficientes, y descubrir las características estadísticas de color y textura correspondientes a diferentes deficiencias y propiedades relacionadas es la clave para el monitoreo de nutrientes. Al igual que el seguimiento 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 los cultivos
Aumentar el rendimiento de los cultivos es el objetivo principal de las actividades agrícolas, y una estimación precisa del rendimiento es importante tanto para los departamentos de producción agrícola como para la toma de decisiones de gestión. Numerosos investigadores han intentado establecer modelos de estimación de rendimiento con mayor precisión de predicción mediante análisis multifactorial.
Humedad Agrícola
La humedad de las tierras de cultivo a menudo se controla mediante métodos de infrarrojos térmicos. En áreas con alta cobertura 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 es Se considera la temperatura del dosel de la planta. Así como el índice de estrés hídrico refleja el balance energético del cultivo y puede cuantificar la relación entre el contenido de agua del cultivo y la temperatura del dosel, la temperatura del dosel obtenida por el sensor infrarrojo térmico puede reflejar el estado de humedad de la tierra de cultivo; El suelo desnudo o la cubierta vegetal en áreas pequeñas se pueden utilizar 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 cambia lentamente, por lo que La distribución espacial de la temperatura del subsuelo durante el día puede reflejarse indirectamente en la distribución de la humedad del suelo. Por lo tanto, la distribución espacial de la temperatura del subsuelo durante el día puede reflejar indirectamente la distribución de la humedad del suelo. En el seguimiento de la temperatura del dosel, el suelo desnudo es un factor de interferencia importante. Algunos investigadores han estudiado la relación entre la temperatura del suelo desnudo y la cobertura del suelo de cultivo, han aclarado la brecha entre las mediciones de la temperatura del dosel causada por el suelo desnudo y el valor real, y han utilizado los resultados corregidos en el monitoreo de la humedad de las tierras agrícolas para mejorar la precisión del monitoreo. resultados. En la gestión actual de la producción de tierras agrícolas, las fugas de humedad en el campo también son el foco de atención; se han realizado estudios que utilizan imágenes infrarrojas para monitorear las fugas de humedad en los canales de riego; la precisión puede alcanzar el 93%.
Plagas y enfermedades
El uso del monitoreo de reflectancia espectral en el infrarrojo cercano de plagas y enfermedades de las plantas, basado en: hojas en la región del infrarrojo cercano del reflejo por el tejido de la esponja y el control del tejido de la cerca, plantas sanas, estos dos espacios de tejido llenos de humedad y expansión. , es un buen reflector de diversas radiaciones; cuando la planta se daña, la hoja se daña, el tejido se marchita, el agua se reduce, la reflexión infrarroja se reduce hasta perderse.
El monitoreo de la temperatura por infrarrojos térmicos también es un indicador importante de plagas y enfermedades de los cultivos. Plantas en condiciones saludables, principalmente mediante el control de la apertura de los estomas foliares y el cierre de la regulación de la transpiración, para mantener la estabilidad de su propia temperatura; en el caso de una enfermedad, se producirán cambios patológicos, las interacciones entre el patógeno y el huésped en el patógeno en la planta, especialmente en los aspectos del impacto relacionados con la transpiración, determinarán el aumento y la caída de la temperatura en la parte infestada. En general, la detección de las plantas conduce a una desregulación de la apertura de los estomas y, por lo tanto, la transpiración es mayor en el área enferma que en el área sana. La transpiración vigorosa provoca una disminución de 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 de la zona necrótica están completamente muertas, la transpiración en esa parte se pierde por completo y la temperatura comienza a subir, pero debido a que el resto de la hoja comienza a infectarse, la diferencia de temperatura en la superficie de la hoja siempre es mayor que la de una planta sana.
Otra información
En el campo del monitoreo de información de tierras agrícolas, los datos de teledetección de vehículos aéreos no tripulados tienen una gama más amplia de aplicaciones. Por ejemplo, se puede utilizar para extraer el área caída de maíz utilizando múltiples características de textura, reflejar el nivel de madurez de las hojas durante la etapa de madurez del algodón utilizando el índice NDVI y generar mapas de prescripción de aplicación de ácido abscísico que pueden guiar eficazmente la pulverización de ácido abscísico. en el algodón para evitar la aplicación excesiva de pesticidas, etc. De acuerdo con las necesidades del monitoreo y la gestión de las tierras agrícolas, es una tendencia inevitable para el desarrollo futuro de la agricultura informatizada y digitalizada explorar continuamente la información de los datos de teledetección de los UAV y ampliar sus campos de aplicación.
Hora de publicación: 24 de diciembre de 2024