弗吉尼亞理工大學的三位大四學生在植物與環境科學學院教授康夏的環境監測與分析課程的課堂項目中研究了無人機如何識別土壤水分。
馬特·達拉 (Matt Darrah)、格雷迪·黑塞 (Grady Hesse) 和瑞恩·漢弗萊 (Ryan Humphry) 植物與環境科學學院 被引入精準農業作為一種管理實踐,其中發送自主調查設備以收集土地和土壤樣本,以定期確定需要補充營養的區域。
“我們看到過去有人用無人機來觀察植被的差異,但我們沒有看到任何關於預測土壤水分水平和土壤有機質含量的東西,”環境科學專業畢業生、弗吉尼亞州貝里維爾的黑塞說.
他們想知道這是否可以用無人機複製。
“這可能是開創性的,”內華達州拉斯維加斯的環境科學專業畢業生達拉說。 “除了駕駛無人機很酷之外,我們認為我們可以作為本科生參與潛在的革命性研究。”
該研究調查了土壤調整植被指數 (SAVI) 和歸一化差異植被指數 (NDVI) 數據,這兩個土壤光譜指數是從無人機收集的,以確定裸土的水分含量。
這個實驗性學習項目最終涵蓋了 農業與生命科學學院. 參與學生項目的教師包括植物與環境科學學院副教授李松,專門研究先進基因組學和傳感器技術,植物與環境科學學院助理教授 Sanaz Shafian,Shawn Jadrnicek,弗吉尼亞理工大學 Homefield 農場的農場經理和夏。 Li、Shafian 和 Xia 是該學院的附屬教師 農業先進創新中心.
Homefield Farm 是餐飲服務與農業與生命科學學院之間的合作夥伴關係,也是弗吉尼亞州一所大學擁有的唯一一家經過認證的有機工廠,是學生研究的地點。 佔地 50,000 英畝的學生經營農場位於布萊克斯堡校區以西 XNUMX 英里處,為餐飲中心和 Homefield 在校園內的農場攤位提供約 XNUMX 磅的新鮮農產品。 該農場是弗吉尼亞理工大學的一部分 大學農場經營,其中還包括肯特蘭農場。
“在所有相關教職員工的幫助下,這對我們來說是一個有意義的研究項目,”達拉說。
學生們確定在這方面需要做更多的工作,特別是製定適合土壤特性的指標,包括土壤水分。 三人發現他們的 NDVI 和 SAVI 數據集之間的相關性微不足道,並且不足以可靠地使用。
在學期結束時,該小組與課程中的其他學生一起通過 Zoom 分享了這些結果和發現。 該小組討論了他們的航拍圖像,他們如何關聯結果等等。
“我最喜歡這個項目的部分是當我們看到我們的結果時,”弗吉尼亞州約克鎮的漢弗萊說,他也是環境科學專業的畢業生。 “我們看到我們可能在某些方面是對的,而在其他方面可能是錯的。 但我認為,在大流行期間,僅僅看到我們能夠在一個學期內完成的工作就令人印象深刻。”
Matt Darrah、Grady Hesse 和 Ryan Humphry 準備在 Homefield 農場駕駛無人機測量土壤濕度。 照片:由 Darrah、Hesse 和 Humphry 提供