Дроны И Спутники В Агротехе: Возможна Ли Дружба?

Мировой рынок сельскохозяйственных дронов растет на 22% каждый год, что ожидаемо, учитывая, что только в США фермеры видят примерную рентабельность дронов от $2 до $12 на акр. В то же время существует 5,5-миллиардный рынок спутниковых технологий, обеспечивающих сельскохозяйственные предприятия историческими данными и прогнозами вегетационных индексов для их полей.

Спутники и дроны служат одной и той же цели — помогать фермерам, но отличаются тем, что они предлагают агробизнесу. Следовательно, многие компании рассматривают возможность использования преимуществ обоих для достижения более высокой урожайности на ежегодной основе.

В этой статье EOS Data Analytics, глобальный поставщик аналитики спутниковых изображений на основе искусственного интеллекта, поделится тремя историями своих клиентов и партнеров, которые имеют опыт использования дронов и спутников для анализа их полей.

Пример 1: Переход С Дронов На Спутники

Один из наших клиентов в США, местный лидер в области производства газонов, начал использовать дроны в 2016 году, имея около 10 000 акров земли, за которыми нужно было следить. Он хотел оценить состояние зеленого покрова и показатель NDVI (Нормализованный Разностный Вегетационный Индекс) своих земель.

Спустя несколько лет были добавлены еще две локации в разных штатах. Использование дронов становилось все более трудоемким, поскольку компании нужно было перевозить их и операторов из одного места в другое. В итоге они могли позволить себе всего три отчета дронов за вегетационный период.

После того как компания перешла на спутниковую съемку и дистанционное зондирование, она получила возможность составлять отчеты каждый месяц, и теперь нужно лишь 1,5 часа, чтобы проанализировать состояние одной фермы, и три дня, чтобы получить отчет обо всей своей деятельности.

В случае с дронами для получения такого же результата компании потребовались бы два штатных инженера, управляющих дронами и непрерывно обрабатывающих изображения.

Пример 2: Когда И Спутники, И Дроны Полезны Для Анализа Состояния Участка

Aero665, аргентинская компания по обслуживанию дронов, рассказала, как она использует EOSDA Crop Monitoring, спутниковую онлайн-платформу точного земледелия для мониторинга полей, вместе со своими дронами для сбора дополнительных данных об участках.

Чтобы проиллюстрировать свою работу, компания Aero665 представила анализ участка площадью около 18 гектаров в поле, расположенном в городе Лас-Флорес, провинция Буэнос-Айрес, Аргентина. Участок был засеян пшеницей 7 июля 2022 года. После нескольких месяцев засушливой погоды посевы пострадали от проливного дождя (160 миллиметров осадков), продолжавшегося два дня.

Команда решила выяснить состояние здоровья растений после таких осадков.

С помощью EOSDA Crop Monitoring пользователи могут узнать индексы вегетации на основе уровня хлорофилла и присутствия азота в культуре. Начнем с краткого обзора участка через платформу.

Чтобы увидеть текущую динамику развития посевов, проанализируем вегетационные индексы участка.

Выше представлены скриншоты индексов NDVI и MSAVI (Модифицированный Почвенный Вегетационный Индекс) для участка.

Индекс NDVI наиболее полезен в период самого интенсивного роста культур, то есть в середине сезона. Снимки были сделаны в начале сезона выращивания сельскохозяйственных культур, когда почва могла оставаться голой или в растениях было низкое содержание хлорофилла. Поэтому индекс MSAVI также полезен здесь, поскольку он сглаживает воздействие почвы и дает более точные результаты, чем базовый NDVI.

Чтобы более четко увидеть неоднородность участка, его необходимо зонировать по средним значениям NDVI.

С помощью этих данных становится видно, что большая часть площади участка имеет недостаточную растительность. Можно заподозрить наводнение, если сопоставить это изображение с картой высот.

Однако это не доказывает, что затопленные участки являются самыми низкими на участке.

Для получения дополнительной информации необходимо собрать данные с земли. Фотографии с высоким разрешением, сделанные дронами, могут помочь фермерам увидеть, какая часть их участков затоплена или покрыта сорняками. Такие изображения также позволяют пользователям идентифицировать поражения и болезни, подсчитывать растения и многое другое.

Компания Aero665 использовала один из своих дронов для съемки этого участка 1 августа. Полет занял около 20 минут, что немного, но обработка данных для получения изображений, представленных ниже, обычно занимает гораздо больше времени.

На этом фото видно, что причиной появления на спутниковом изображении участков с низкой растительностью является затопление: растения просто не видны спутнику, так как они находятся под водой.

Кроме того, дрон сделал около 600 фотографий участка в высоком разрешении. Они могут помочь оценить количество времени, необходимого чтобы вода сошла, а также состояние различных частей сельскохозяйственных культур, затронутых водой.

По прошествии нескольких дней можно получить новое изображение из EOSDA Crop Monitoring.

Теперь, когда вода в основном ушла, состояние участка намного лучше, и становится видно, как затопление влияет на вегетацию культуры.

Пример 3: Использование Спутников Для… Дронов

Мы также поговорили с партнером нашего клиента, компанией, предоставляющей услуги дронов в Чили, чтобы узнать о ее технических проблемах.

Компания использует дроны DJI Phantom 4 для создания изображений участков, а затем выполняет анализ, аналогичный тому, который предлагает EOSDA Crop Monitoring.

В отличие от более простых дронов, DJI Phantom 4 использует новые подходы для повышения точности позиционирования. Для этого он собирает данные со спутников, и в настоящее время доступны две технологии, использующие этот метод: RTK (кинематика в реальном времени) и PPK (кинематика постобработки).

Оба подхода имеют определенные преимущества и недостатки по отношению к точности собранных данных. Выбор того, который соответствует требованиям клиента, является первоочередной задачей при предоставлении услуг дронов конечным пользователям.

Кроме того, дроны оснащены многоспектральной камерой. Она позволяет рассчитывать для участка индексы NDVI, SAVI, TSAVI, NSII и LAI, что делает аналитический потенциал технологии практически идентичным возможностям спутников.

Однако для консолидации данных, собранных с дронов, и извлечения из них полезной информации компания обращается к сторонним программным решениям, таким как DroneDeploy, Pix4Dmapper, RedToolBox, Autodesk Civil 3D и другим. Это требует не только опыта и времени, но и достаточных вычислительных мощностей.

В случае с этой компанией дроны способны делать снимки в любую погоду и с гораздо более высоким разрешением, чем могут существующие спутники, но такое технологическое превосходство достигается за счет более высоких затрат усилий, необходимых для запуска дрона, выполнения съемки и анализа собранных данных.

Дроны Или Спутники: Действительно Ли Нужно Выбирать?

Дроны делают снимки участков с высоким разрешением гораздо быстрее, чем группа скаутов.

Но выбирая использование дронов, сельскохозяйственные предприятия также вынуждены будут найти специалиста, который будет их обслуживать и извлекать полезную информацию из полученных снимков. Например, в случае с местными фермерами в Аргентине это может оказаться серьезным препятствием.

Фермеры часто принимают решения, руководствуясь сердцем, а не статистикой. Поэтому, когда они видят, что мы предлагаем на выставках, они обращаются к нам не из необходимости, а из любопытства. Фермеры по-прежнему думают, что за дронами будущее, а не настоящее.

Рикардо Каркова

Основатель Aero665

Такие инструменты, как EOSDA Crop Monitoring, не требуют технических знаний для использования и более доступны для освоения новыми пользователями.

Опять же, хотя и разные по своей природе и задачам, которые они решают, спутниковые инструменты и снимки с дронов не следует сравнивать друг с другом как конкурирующие решения.

EOSDA Crop Monitoring с помощью взгляда из космоса обеспечивает быстрый обзор любых участков и исторических данных о них. И как только платформа укажет на проблему в одной из областей, пользователь сможет назначить задачи людям на земле, чтобы исследовать ее более тщательно с помощью дронов.

Именно так передовые сельскохозяйственные предприятия делают выбор в пользу преимуществ обоих миров.