Wykorzystanie dronów w rolnictwie do zwalczania gatunków inwazyjnych
Bezzałogowe statki powietrzne od kilku lat wykorzystywane są na szeroką skalę w rolnictwie. Kompaktowe drony idealnie wpisują się w strategię rolnictwa precyzyjnego.
Wykorzystanie dronów w rolnictwie najczęściej kojarzy się z dużymi dronami do siewu i oprysku, ale to konstrukcje wyposażone w wysokiej klasy sensory multispektralne pozwalają w pełni wykorzystać potencjał bezzałogowych statków powietrznych na rzecz wsparcia rolnictwa.
Drony mogą być wykorzystane między innymi do skutecznej walki i zwalczania roślin inwazyjnych.
W jaki sposób wykorzystać bezzałogowy statek powietrzny z kamerą multispektralną do walki ze szkodliwymi roślinami rujnującymi uprawy?
Zwalczanie gatunków inwazyjnych z wykorzystaniem drona
Do zwalczania gatunków inwazyjnych można wykorzystać drona typu latające skrzydło. Na potrzeby materiału wykorzystaliśmy konstrukcje do mapowania eBee X od AgEagle wyposażoną w kamerę multispektralną Duet M oraz dedykowane oprogramowanie PIX4D Magic Tool, które pozwoliło na sprawną analizę zebranych przez drona i sensor payload informacji.
Dron w walce z ostem piżmowym
Przykładowym sposobem wykorzystania drona do zwalczania gatunków inwazyjnych może być walka z ostem piżmowym – inwazyjną rośliną szeroko występującą w Ameryce Północnej, Azji, Europie oraz Afryce Północnej. Jest to szybko rosnąca roślina, która stanowi realne zagrożenie dla ekosystemu, zwierząt gospodarskich oraz wydajności upraw.
Jak skutecznie pozbyć się tego nieprzyjaciela z pól uprawnych? W całym procesie pomoże nam dron typu latające skrzydło eBee X od AgEagle, a także dedykowany sensor multispektralny o wysokiej rozdzielczości Duet M.
Lot nad terenem uprawnym – czas trwania 60 minut
Walkę z gatunkami inwazyjnymi rozpoczynamy od zaplanowania i przeprowadzenia dokładnego oblotu nad polem uprawnym. Kamera Duet M wyposażona w sensor RGB oraz multispektralny dokonuje dokładnego obrazowania terenu.
Zebranie danych dla 100-akrowego terenu (40 hektarów) zajmuje około 60 minut. Wszystko odbywa się w trybie automatycznym, zgodnie z planem lotu, który wcześniej został skonfigurowany w eMotion, oprogramowaniu do zarządzania dronem eBee.
Lot został wykonany na wysokości 55 metrów. Jest to optymalna wysokość do zachowania wysokiej szczegółowości przy jednoczesnym krótkim czasie trwania lotu.
Procesowanie danych zebranych przez drona – 360 minut
Dane zebrane z wykorzystaniem drona należy odpowiednio przeanalizować. Pomaga w tym specjalistyczne oprogramowanie – w naszym przykładzie jest to PIX4D Fields.
Z wykorzystaniem oprogramowania tworzone są wielospektralne oraz ortomozaikowe mapy 2D mapowanego terenu, które oferują szczegółową reprezentację badanych terenów.
W naszym przykładzie najcenniejsza okazała się ortomozaika, która pozwoliła łatwo zlokalizować skupiska ostu piżmowego. Proces ten trwał 120 minut.
Następnie wykorzystany został moduł PIX4D Fields Magic Tool. Narzędzie to pozwoliło na podział ortomozaiki badanego terenu na siatki.
W kolejnym kroku można było ręcznie zidentyfikować komórki zawierające oset piżmowy. Te otoczone na niebiesko wskazują na obecność inwazyjnej rośliny, podczas gdy te otoczone na żółto oznaczają obszary nienaruszone.
Zasilane algorytmem uczenia maszynowego, narzędzie PIX4D Magic Tool na podstawie oznaczonych komórek nauczyło się automatycznego wykrywania obszarów z obecnością roślin inwazyjnych na reszcie zebranych danych, przyspieszając identyfikację problematycznych obszarów.
Następnie dane przekazane przez program zostały wyrywkowo zweryfikowane przez operatora. Na koniec procesu wyznaczono granice dla terenu oraz oznakowano przeszkody takie jak drzewa, aby uniknąć zderzenia z nimi oraz oprysku zdrowych obszarów.
Import danych do drona opryskowego – 10 minut
Pozyskane i przetworzone dane należy wyeksportować do drona opryskowego. W naszym przykładzie oparto się na dronie DJI Agras od DJI Agriculture. Plik z PIX4D Fields jest w pełni kompatybilny z oprogramowaniem do planowania misji dronów DJI Agras, więc cały proces trwał zaledwie kilka minut.
Precyzyjny oprysk – 150 minut
Ostatnim krokiem w całym procesie było wykorzystanie drona opryskowego DJI Agras z odpowiednim środkiem ochrony roślin, który zrealizował plan leczenia pola uprawnego zgodnie z uzyskanymi danymi. Dron opryskowy automatycznie zaaplikował herbicydy na precyzyjnie zidentyfikowane obszary.
Oprysk 100 akrów zajmuje zwykle około 2,5 godziny, osiągając średnią prędkość około 40 akrów na godzinę, zwłaszcza na dość płaskiej topografii.
Podsumowanie procesu
Cały proces analizy, przetworzenia danych oraz oprysku zajął łącznie niespełna 10 godzin, a operacja mogła być wykonana w ciągu jednego dnia.
Dzięki wykorzystaniu całego ekosystemu – odpowiednich dronów, modułów payload oraz oprogramowania do analizy danych, drony w rolnictwie stanowią ogromne wsparcie dla rolników.
Wykorzystanie dronów w rolnictwie do zwalczania gatunków inwazyjnych może przynieść wiele korzyści, takich jak zwiększenie efektywności, zmniejszenie kosztów i minimalizacja negatywnego wpływu na środowisko poprzez ograniczenie użycia chemikaliów. Jednak konieczne jest również uwzględnienie aspektów regulacyjnych oraz szkoleń dla operatorów dronów, aby zapewnić bezpieczne i skuteczne wykorzystanie tych technologii.
