Việc sử dụng phương tiện bay không người lái (UAV), còn được gọi là máy bay không người lái và phân tích được kết nối
có tiềm năng lớn để hỗ trợ và giải quyết một số vấn đề cấp bách nhất mà
nông nghiệp về quyền truy cập vào dữ liệu chất lượng thời gian thực có thể hành động.
Nó có thể được sử dụng ở các giai đoạn khác nhau trong suốt chu kỳ trồng trọt:
- Phân tích đất và thực địa – Sau khi có được bản đồ 3D chính xác cho đất, việc trồng trọt có thể được lên kế hoạch và tình trạng dinh dưỡng có thể được phân tích cho các hoạt động tiếp theo:
- Trồng trọt – UAS bắn hạt giống bằng chất dinh dưỡng trong đất với tỷ lệ hấp thụ trung bình là 75%, do đó giảm chi phí trồng trọt.
- Giám sát cây trồng – Hoạt hình chuỗi thời gian có thể hiển thị sự phát triển chính xác của cây trồng và tiết lộ sự thiếu hiệu quả trong sản xuất, cho phép quản lý cây trồng tốt hơn.
- Thủy lợi – Máy bay không người lái có cảm biến siêu phổ, đa phổ hoặc nhiệt có thể xác định phần nào của cánh đồng bị khô hoặc cần cải thiện.
- Đánh giá sức khỏe – Bằng cách quét cây trồng bằng cả ánh sáng khả kiến và cận hồng ngoại, các thiết bị mang theo máy bay không người lái có thể xác định loại cây nào phản xạ lượng ánh sáng xanh lục và ánh sáng NIR khác nhau. Thông tin này có thể tạo ra các hình ảnh đa phổ theo dõi những thay đổi ở thực vật và cho biết sức khỏe của chúng.
Hình ảnh đa phổ của các cánh đồng, thường được nông dân sử dụng thông qua các dịch vụ internet như Sen2-Agri (http://www.esa-sen2agri.org/), Onesoil (https://onesoil.ai/en/), v.v. Các trang web này sử dụng hình ảnh từ không gian (ví dụ: từ vệ tinh Sentinel)
Vấn đề chính với hình ảnh vệ tinh là độ phân giải không gian và thời gian thấp. Các vệ tinh Sentinel miễn phí cung cấp độ chính xác ở mức 10 mét trên mỗi pixel, không đủ để đạt được độ chính xác. Điều này được thêm vào bởi thực tế là chu kỳ xử lý dữ liệu quanh Trái đất là 10 ngày, do đó độ trễ thời gian dữ liệu trung bình là 3-5 ngày, vào mùa hè có thể không đủ nhanh để đưa ra quyết định. Các vệ tinh trả phí cho độ phân giải lên tới 2 mét trên mỗi pixel, nhưng chúng được trả tiền. Và tất cả các vệ tinh đều gặp sự cố về mây, ở một số khu vực, độ che phủ của mây có thể đạt tới 50% thời gian. Đồng thời, các khu vực bị mây bao phủ trong ảnh không gian là “giả” – chúng bị “vẽ” lên bởi hình ảnh từ các ảnh lân cận, điều này làm giảm độ tin cậy của chúng. Do đó, thông tin mà nông dân nhận được từ ảnh vệ tinh cho độ chính xác trong việc xác định mức độ của các nguyên tố đa lượng (đạm, phốt pho, kali, mùn) trong đất không quá 75%, thậm chí có độ trễ đáng chú ý và vị trí không chính xác.
Khi chụp từ UAV, người nông dân có thể nhận được độ phân giải lên tới 3-5 cm, tức là tốt hơn 100 lần. Theo đó, độ chính xác của việc xác định mức độ các chất dinh dưỡng đa lượng có thể đạt tới 90-95%. Mặt khác, số ruộng trong các trang trại nông nghiệp có thể được tính bằng chục mảnh, cách nhau vừa đủ, một mảnh ruộng chiếm hàng chục, hàng trăm ha hoặc mẫu. Do đó, trong quá trình thực địa, rất khó để một người nông dân có thể độc lập bay quanh tất cả các cánh đồng hoàn toàn bằng UAV, việc này có thể mất vài ngày. Phí phi hành đoàn – Tỷ lệ lập bản đồ trung bình hàng ngày từ $800 đến $1200.
Hứa hẹn nhất hiện nay là sự kết hợp giữa hình ảnh từ vệ tinh và hình ảnh từ UAV. Các nhà sinh vật học tin rằng quan sát đa lớp – sự kết hợp giữa dữ liệu quan sát mặt đất, hình ảnh vệ tinh và ảnh chụp từ máy bay không người lái – mang lại kết quả tốt nhất trong công việc. Với việc sử dụng các công nghệ máy học, AI, xử lý đồng thời hình ảnh từ vệ tinh và UAV, có thể đạt độ chính xác cao 90-95% trên toàn bộ khu vực mà không tốn nhiều chi phí.
Một vấn đề khác của việc sử dụng máy bay không người lái của riêng bạn. Quadcopters thông thường có phạm vi rất ngắn – 50-100 ha mỗi chuyến bay và do đó được sử dụng trên các cánh đồng. UAV cánh cố định yêu cầu người nông dân phải có trình độ phi công, không thể tự động cất cánh và hạ cánh, gây chấn thương và cung cấp hình ảnh có chất lượng và độ phân giải thấp.
Giải pháp là sử dụng một loại máy bay không người lái mới – máy bay trực thăng Optiplane. Chúng kết hợp những ưu điểm của máy bay trực thăng và cánh cố định nhưng không có nhược điểm. Không giống như máy bay trực thăng, máy bay cánh quạt có thể bao phủ một diện tích lớn hơn tới 10 lần trong một chuyến bay – hơn 1000 ha. Không giống như UAV cánh cố định, máy bay cánh quạt không yêu cầu người nông dân phải có khả năng vận hành UAV – toàn bộ chuyến bay từ khi cất cánh đến khi hạ cánh là hoàn toàn tự động. Sau khi cài đặt, anh ấy sẽ tự động thấy các đề xuất để chỉnh sửa nghiên cứu thực địa trong điện thoại hoặc trên máy tính bảng của mình – bản đồ NDVI, NDWI, AF1, ARI1, thông tin đặc biệt.