MENÜ

Drónok „támadása” II. - A „drónokkal” készített felvételek alkalmazási lehetőségei a mezőgazdaságban

Oldalszám: 61-62
Milics Gábor, Pörneczi Attila, Fülöp ’SilaS’ Szilárd 2015.10.07.

A pilóta nélküli légi járművek (UAV) lényegre törő ismertetése után a cikksorozatunk második részében a repülésre alkalmas eszközök által készített felvételek mezőgazdasági alkalmazásának lehetőségeit vizsgáljuk meg.

Elöljáróban érdemes azt hangsúlyozni, hogy a technológia – amely végső soron egy távérzékelési eljárás – már hosszú ideje alkalmazott és elfogadott adatgyűjtési eljárás a mezőgazdaság vizsgálatában. Az újdonságot két kiemelt fontosságú tényező jelenti. Az első és legfontosabb, hogy a pilóta nélküli repülő eszköz (UAV) – az extrém időjárási körülményeket kivéve – szinte bármikor képes adott terület felett felvételeket készíteni. Ezért a felmérések ideje nem olyan szigorúan kötött, mint például egy műholdkép esetében, amikor az időjárás függvényében akár hetek is eltelhetnek, mire használható felvételek készíthetők, arról nem is beszélve, hogy a felvételek készítésétől addig, míg azok rendelkezésre állnak szintén viszonylag hosszú idő telhet el. A második fontos újdonság, hogy – különösen forgószárnyas eszközök esetén – a repülési magasság megválasztása igazodhat az adott felvételezési feladathoz, azaz a terepi felbontás jelentős mértékben javulhat. Ezzel lehetővé válik, hogy korábban elképzelhetetlen információmennyiséget gyűjtsünk egy adott területről, és akár az egyes növények szintjéig növeljük a felvételezések terepi felbontását. Természetesen a feldolgozások minőségétől függően a felhasználás igen sokrétű lehet. A továbbiakban azokat a felhasználási területeket tekintjük át, ahol a „drónoknak” létjogosultságuk lehet a mezőgazdasági alkalmazások terén.

 

Háromdimenziós (3D) terepfelmérés

A háromdimenziós képfeldolgozás majdnem mindegyik szolgáltatónál megjelenik. A mezőgazdasági alkalmazások során elsősorban a mikrodomborzati felméréseknél lehet indokolt ilyen térképek készítése, hiszen ennek alapján tervezhetők a belvíz elvezetését megvalósító árkok. A mikrodomborzati térképek nagy pontosságú terepi mérésekkel is elkészíthetők, ebben az esetben azonban mindenképpen szükséges a teljes terület bejárása. Az UAV-k alkalmazása esetén a terepi bejárást kiválthatja, hogy az eszköz elrepül a vizsgálni kívánt tábla felett, majd a felvételek alapján az erre a célra fejlesztett szoftver elkészíti a háromdimenziós képet. A háromdimenziós képek alkalmazása az erdészeti alkalmazások esetén már bizonyíthatóan látványos és hasznos adatgyűjtési forrás. A nemrégiben bekövetkezett erdészeti károk felmérését például ezzel az eljárással végezték (1. ábra)

Drónok
1. ábra: az erdészeti kárfelmérés háromdimenziós pillanatképe (forrás: FlyBySense)



Növénymagasság vizsgálatok

A háromdimenziós képek elkészítése és a terepi felbontás növekedése értelemszerűen magában hordozza azt, hogy a mezőgazdasági táblán meghatározható legyen a teljes zöldtömeg. A növénymagasság meghatározásából számos tulajdonságra lehet következtetni, ám az összehasonlítások jelenleg megkívánják a terepi méréseket is.

 

A növényállomány vizsgálata

A növényállomány állapotának felmérése a precíziós gazdálkodás későbbi bevezetésének adatforrása lehet. A felvételezések időzíthetősége lehetővé teszi, hogy a vegetációs időszak megfelelő pillanatában elkészített képek a táblán belüli fejlettségi állapotok különbségeit kimutassák (2. ábra).

Drónok_támadása_2
2. ábra: a növényállományban jelentkező fejlettségi eltérések (forrás: FlyBySense)

A növényállomány további vizsgálata, különös tekintettel a növényállományban jelentkező hiányok számos további következtetésre lehetnek alkalmasak. Az akár látható fényben is felfedezhető növényhiány jelezhet vadkárt, vagy belvizet, de olyan technológiai hibákat is, amelyek akár a vetés során, akár a sarabolás pontatlanságából is adódhatnak (3. ábra).

Drónok_támadása_2
3. ábra: a vadkár (kukorica)  megjelenése (forrás: FlyBySense)

 

drónok_tamadasa_2_-_3_abra_szoja
3.ábra: technológiai hibák (szója) megjelenése (forrás: FlyBySense)



Gyomtérképezés

A gyomtérképezés az egyik leginkább kecsegtető alkalmazási területe lehet az UAV-k alkalmazásának. Az évelő gyomok foltszerű megjelenése vagy az árvakelések a szenzorok fejlődésével egyre inkább detektálhatókká válnak. A specifikus tulajdonságokat vizsgáló felvételek segítségével akár az egyes gyomfajok elkülönítésére is lehetőség van, illetve lehetőség lesz a közeljövőben (4. ábra). A kutatások komoly erőforrásokat és szakértőket mozgatnak meg manapság ebben a témakörben.

Drónok_támadása_2
4. ábra: repce árvakelés felvétele 5 méteres magasságból (forrás: FlyBySense)

 

Vegetáció/stressz térképezés

A vegetáció, illetve stressz térképezés speciális szenzorokat igényel. A legelterjedtebb vegetációs indexek (pl.: NDVI) kinyeréséhez a közeli infravörös tartományban készített felvételekre is szükség van (5. ábra). A vízhiány, illetve az eltérő fajták megjelenése szintén szépen kirajzolódik a felvételeken.

Drónok_támadása_2
5. ábra: A közeli infravörös tartományú felvétel (forrás: FlyBySense)

 

Beavatkozások

A jelenlegi fejlesztések egyik iránya a nagy értékű állományokban, illetve foltszerűen megjelenő fertőzések esetén a „drónokkal” elvégzett beavatkozás. Ez a megoldás már nagy teljesítményű repülő eszközöket igényel, hiszen ebben az esetben már egy permetezőtartályt is szállítania kell a munkát végző „drónnak”.

Drónok_támadása_2
6. ábra: permetezővel szerelt UAV (forrás: Yamaha Motor Corp.; USA)

A felsorolt alkalmazási területek csupán olyan kiemelt területek, amelyek az alkalmazásnak lehetséges irányai. Várhatóan a felsorolt alkalmazások közül lesz olyan, amelynek inkább csak technikai, vagy tudományos értéke lesz, azonban lesz olyan is, amely a gyakorlat számára is hasznosítható felvételt, vagy terméket szolgáltat majd. A pilóta nélküli járművek fejlődési sebességéből következtetni a felhasználások közel jövőbeni lehetőségeire merészség volna. Jelenleg csupán az látszik biztosnak, hogy a technológia keresi a helyét a mezőgazdasági alkalmazásokhoz, elsősorban természetesen a magas technikai ellátottságot megkívánó precíziós gazdálkodáshoz. A kutatók, valamint a szolgáltatók közösen fáradoznak azon, hogy a távérzékelés ezen formája a gazdálkodók segítségére lehessen.

Milics Gábor – Pörneczi Attila – Fülöp ’SilaS’ Szilárd