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無人機(jī)怎么提供農(nóng)業(yè)“地面真相”?

2019-03-28 15:45 性質(zhì)：轉(zhuǎn)載 作者：George Leopold 來源：EET電子工程專輯
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  早期采用無人機(jī)的使用者似乎共同認(rèn)為農(nóng)業(yè)無人機(jī)是大型耕作時(shí)的一個(gè)良好工具。但無人機(jī)內(nèi)置傳感器產(chǎn)生的大量實(shí)地現(xiàn)況數(shù)據(jù)，若未當(dāng)天使用，則很...

  早期采用無人機(jī)的使用者似乎共同認(rèn)為農(nóng)業(yè)無人機(jī)是大型耕作時(shí)的一個(gè)良好工具。但無人機(jī)內(nèi)置傳感器產(chǎn)生的大量實(shí)地現(xiàn)況數(shù)據(jù)，若未當(dāng)天使用，則很容易被“淹沒”在內(nèi)存儲(chǔ)存空間中，衍生難以管理的問題。

  聽到早期采用無人機(jī)(drone)的人提到，配備多光譜傳感器的低空飛行平臺(tái)可以取得任何高分辨率的實(shí)地現(xiàn)況資料(field data)，包含灌溉系統(tǒng)性能與土壤地圖，這些地圖告訴種植者在何處與何時(shí)施用肥料。

  這些早期采用者似乎共同認(rèn)為農(nóng)業(yè)無人機(jī)是大型耕作時(shí)的一個(gè)良好工具，包含需要密切注意數(shù)千英畝灌溉土地的大型耕作者，或是“高價(jià)值”作物的農(nóng)民，像是葡萄園和果園管理人員。農(nóng)業(yè)無人機(jī)傳感器和資料分析專家MicaSense 業(yè)務(wù)開發(fā)經(jīng)理Drew Baustian說：“我們看到那塊市場(chǎng)有更多發(fā)展?jié)摿Α！?/span>

  大型耕作者可以從商業(yè)飛行員或隨時(shí)可取得的商業(yè)衛(wèi)星影像中獲取土地相關(guān)的感測(cè)數(shù)據(jù)。后者提供了大范圍的信息，但細(xì)微度不夠，而且載人飛機(jī)必須事先預(yù)約。支持采用無人機(jī)的人指出，當(dāng)農(nóng)民需要實(shí)地?cái)?shù)據(jù)時(shí)可以采用低空飛行，而不是與所有其他耕種者一起排隊(duì)等候在暴雨后進(jìn)行實(shí)地調(diào)查。

  與飛機(jī)或是衛(wèi)星不同，無人機(jī)搭載熱與多光譜傳感器，可以在云層下面拍攝。

(圖片來源：MicaSense)

  位于西雅圖的MicaSense推出一個(gè)無人機(jī)專用的多光譜影像傳感器，連同一個(gè)基本熱傳感器在五個(gè)光譜波段運(yùn)作。Baustian聲稱，其分辨率足夠提供種植者葉片和植物數(shù)據(jù)，用作表型觀測(cè)(phenotyping)。

  趕上無人機(jī)的潮流

  位于加州中央圣華金河谷(Central San Joaquin Valley)的Justin Metz的家族擁有12,000英畝的土地，他們很早就趕上農(nóng)業(yè)無人機(jī)的風(fēng)潮。雖然一些抱持懷疑態(tài)度的人看不到投資此技術(shù)的快速回報(bào)，但Metz說，他在無人機(jī)上的操作上已慢慢熟能生巧，透過經(jīng)驗(yàn)學(xué)習(xí)，了解如何讓無人機(jī)在加州這個(gè)充滿大型農(nóng)場(chǎng)的地方成為有用的種植工具，栽種種類包含西紅柿、蔬菜與棉花等。

  一但農(nóng)民想到如何運(yùn)用這些土壤和水分地圖，將能獲取大量有用的資料。像John Deere這樣的大型農(nóng)業(yè)設(shè)備制造商，讓使用者能輕易地收集和無線傳輸這些無人機(jī)或地面?zhèn)鞲衅魉〉玫膶?shí)地現(xiàn)況資料。

  和Baustian一樣，Metz提到無人機(jī)所擁有的靈活性?！半S時(shí)在你想要的地方即可發(fā)動(dòng)無人機(jī)，而不用與機(jī)師安排航班。”

  Metz提到，使用無人機(jī)進(jìn)行土壤地圖分析，藉以了解不同作物的養(yǎng)份含量，并在何時(shí)施用肥料或農(nóng)藥時(shí)做出更好的判斷。Metz說，土壤制圖(soil mapping)還可以辨識(shí)黏土和沙質(zhì)土壤，讓種植者可以優(yōu)化灌溉網(wǎng)絡(luò)，確保有“足夠的水，而非過量的水”，特別是在不透水的黏土中。

  熱傳感器還可確認(rèn)作物水分和哪些土地的干燥速度最快，這些數(shù)據(jù)有助于規(guī)劃采收進(jìn)度，并且有助于確認(rèn)所需的機(jī)器、采收特定作物的相對(duì)難度，甚至是機(jī)器操作員根據(jù)過往經(jīng)驗(yàn)在某一特定土地所需的采收量。

  關(guān)于數(shù)據(jù)管理？

  Metz透過無人機(jī)的App將大部分的實(shí)地?cái)?shù)據(jù)傳輸?shù)絁ohn Deere運(yùn)營(yíng)中心。無人機(jī)本身會(huì)產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)，因此數(shù)據(jù)管理變得至關(guān)重要。Ag無人機(jī)使用者需要在收集到實(shí)地?cái)?shù)據(jù)后立即取用，最好是當(dāng)天，否則這些資料很快就會(huì)被一長(zhǎng)串未命名檔案淹沒。盡管影像經(jīng)過地理標(biāo)記，但這些檔案必須從內(nèi)存中被拼湊出來。

  早期采用農(nóng)業(yè)無人機(jī)者喜愛它的便利性，但難以管理傳感器所產(chǎn)生的實(shí)地現(xiàn)況數(shù)據(jù)。他們建議利用“低和慢”的方法，從小范圍開始。(數(shù)據(jù)源：Association of Unmanned Vehicles Systems)

  至于投資報(bào)酬率(ROI)，Metz建議操作農(nóng)業(yè)無人機(jī)應(yīng)先小規(guī)模地從單一區(qū)域開始，然后擴(kuò)大到實(shí)地?cái)?shù)據(jù)的收集。他建議：“一開始先量力而為?！?/span>

  他繼續(xù)說到，“去找低垂的水果”來加快投資回收。建議的方案是在Ag無人機(jī)上設(shè)置熱傳感器，以盡可能地減少水份流失。如此一來，節(jié)省下來的費(fèi)用也許就足以打平無人機(jī)、傳感器和數(shù)據(jù)管理的投資費(fèi)用。

  最后，Metz提到可采用衛(wèi)星影像作為大區(qū)域監(jiān)測(cè)，無人機(jī)則采用低空與緩慢的方式進(jìn)行較為精細(xì)的監(jiān)測(cè)。

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