隨著無人機技術的進步,無人機偵察員準備使精準農業更加精確。
據美國聯邦航空管理局稱,無人機已經抵達農場。 2017 年所有商業註冊無人機中有 48% 用於農業,使其成為僅次於房地產/航空攝影(28%)和工業檢查(XNUMX%)的機器的第三大用途。
專業農業是無人機精準農業市場的一部分。 總部位於法國的 Delair-Tech 公司和美國國防無人機承包商 AeroVironment 等航空公司正在向特種作物生產商銷售其集成傳感器農業無人機,而西北地區是目標市場。
總部位於西雅圖的 MicaSense 銷售名為 RedEdge-M 的多光譜無人機傳感器,該公司一直在參加種植者會議,例如在華盛頓州肯納威克舉行的果樹種植者聚會。 在那次會議上,MicaSense 首席執行官 Gabriel Torres 討論了公司正在開展的作物負載管理分析。
“我們不斷與農民和行業領導者合作,探索圖像如何影響特定的管理實踐或幫助解決圍繞決策制定的一些主觀性,”MicaSense 企業解決方案總監 Manal Elarab 說。 “我們致力於不斷探索在日常農場決策中應用圖像分析的新方法。”
學者們也在研究無人機在特種作物上的用途。 《蔬菜種植者新聞》在 2018 年 XNUMX 月報導了羅切斯特理工學院和康奈爾大學之間的合作夥伴關係,以開發一個無人機程序來識別脆豆對白黴病的易感性。 在賓夕法尼亞州立大學,兩名研究人員——一名工程師和一名園藝師——正在研究一項無人機計劃,以確定樹木果實的個體開花覆蓋率和作物負荷。
從士兵到大豆
不斷發展的無人機技術從一個部門跨越到另一個部門。 AeroVironment 的農業無人機 Quantix 最早的前身是 30 年前美國陸軍和海軍陸戰隊使用的名為 Pointer 的軍用無人機。 該公司在 9/11 之後和海灣戰爭期間成為美國國防部的主要供應商,迄今為止與國防部有五個記錄項目。
儘管 Quantix 是用於測量植物而不是敵方的,但它的垂直起降概念來自一個軍事項目。 固定翼無人機從垂直位置發射,就像航天飛機一樣,但像飛機一樣水平,用於長時間掃描農作物圖像。
“這確實是兩全其美,”AeroVironment 商業銷售總監 Mark Dufau 說。
技術不斷發展,公司正在尋找最適合精準農業的新功能。 MicaSense 遙感應用專家 John Sulik 說,基本的遙感技術之一,歸一化差異植被指數 (NDVI),來自 1960 年代和 1970 年代的衛星計劃。
“你可以做很多事情,”蘇利克說。 “只是很多舊的遙感技術與這些高價值作物無關。 他們不會告訴你你需要知道的故事。”
MicaSense 的 RedEdge-M 具有五個攝像頭,可測量紅、綠、藍、近紅外和紅邊。
“多光譜圖像已被證明是一種非常有見地的工具,可以幫助你尋找壓力領域,”Elarab 說。 “從多光譜圖像構建的索引有助於了解您所在領域內的可變性,從而引導您找到壓力的位置,以便您收集可以縮小壓力原因的代表性樣本。”
市場上有一些不同的多光譜無人機傳感器供種植者使用。 總部位於明尼阿波利斯的 Sentera 於 28 月 710 日宣布正在銷售其 AGX200 萬向傳感器,用於與 DJI 品牌的 Matrice XNUMX 系列工業無人機即插即用。 Sentera 首席執行官 Eric Taipale 表示,這種匹配使“我們的客戶從現場收集可操作的數據變得非常簡單”。
“我們的客戶生產了數十種不同的指數產品,並在農業、林業和環境保護領域的眾多不同應用中使用自動化分析工具,”他說。 Sentera 的傳感器與一個名為 FieldAgent 的軟件分析平台提供一年的訪問權限,該平台提供作物偵察洞察力,以幫助檢測疾病、害蟲和其他壓力,識別缺陷並評估營養狀況。”
無人機的飛行距離也更長。 在法國,Delair 的 DT18 ag 無人機被批准用於超視距飛行或 BVLOS 操作(美國 FFA 要求豁免 BVLOS 飛行)。 DT18 可以通過 3G 無線電話網絡進行控制,因此可以在沒有控制塔的情況下飛行數英里。
“當法規允許您飛得更高時,一次飛行可以覆蓋超過 2,500 英畝,”農林產品經理 Lenaic Grignard 說。 “我們同步我們的系統,因此作物評估的生產力非常高。”
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無人機價格昂貴,主要用於偵察難以到達的區域。 那麼,為了證明費用合理,農場必須有多大?
獨立地,Delair 的 Grignard 和 AeroVironment 的 Dufau 都得出了相同的數字:1,000 英畝。
“在美國,當你開始擁有超過 1,000 英畝的土地時,它就開始變得有趣了,”Grignard 說。 杜福說,在千英畝的門檻上,“中西部的種植者真正開始看到該系統的實用性。”
但兩人很快補充說,在許多方面,特種作物與行作物有很大不同,並且顯示出更高的投資回報率。
“這真的歸結為每英畝的收入,”杜福說。 “當你比較中西部行作物和特種作物時,這些數字會發生很大變化,因為特種作物與玉米和豆類之間的努力和收入都處於危險之中。 當你進入特種作物時,這個數字要小得多。”
他說,一個例子是眾所周知的葡萄種植者,他們會部署無人機對小至 XNUMX 英畝的葡萄園進行最後一次快速檢查。
“不一定,'你發現了什麼?'”杜福說。 “正是你找不到的東西讓你確信你正在盡你所能來管理它。 ......(不是)他們不僅可以發現問題,而且知道沒有任何問題,他們也可以在晚上睡得更好。”
更高的作物價值是無人機公司認為特種作物種植者更有可能購買該技術的原因之一。
“行作物的採用率很慢,其中一個原因是當你查看玉米的價格時,你沒有投資能力去採用這種技術,”Grignard 說。
MicaSense 的 Elarab 表示,專業種植者似乎更快地適應了這項技術。
“高價值作物一直是該技術的早期適應者,如葡萄園和果樹等,”她說。 “人們對咖啡和蔬菜等其他作物也很感興趣。
“很多人對精準農業感興趣,並且某些作物的採用率不同。 市場每年都在增加。 很多人對將圖像融入他們的管理決策感到更加興奮,所以肯定會有很多增長。”
從數據到決策
使無人機數據和圖像與種植者的管理決策相關是必不可少的。
“傳感器創造數據,”MicaSense 的 Sulik 說。 “種植者需要的是信息。 因此,行業需要一種及時的方法,將數據減少為相關的可操作信息。 這就是需要理順的地方。 我們正在努力解決這個問題。”
Delair 的 Grignard 將這項任務稱為數據“瓶頸”。
“整個解決方案的想法是消除工作流不同步驟中的數據瓶頸,從採集到數據處理——這不是作物顧問或種植者的負擔。”
其中一個分析工具會創建一張地圖供種植者參考。
“我們評估植物的健康狀況和植物對養分的需求,然後繪製地圖,”她說。 “這張地圖可以作為處方的價值,例如,一張氮地圖。” Delair 的 DT18Ag 還具有計算植物數量或識別種植間隙的能力。
但 Grignard 補充說,算法並不是萬能的,結果會因作物而異。 以草莓植物為例,植物計數算法在早期運行良好,但後來隨著植物生長和樹冠開始聯鎖,算法失敗。
AeroVironment 正在研究一種用於果樹作物的植物計數算法,Dufau 在 XNUMX 月份表示,距離當前系統的附加組件大約需要兩到三個月的時間。
可變速率施藥器是另一種在精準農業中快速發展的技術。 Dufau 說,無人機數據的一個可能用途是將數據從無人機傳輸到肥料、殺蟲劑和/或殺菌劑的可變速率施藥器。 將單個植物的無人機數據連接到一個可變速率的施藥器,這意味著單個植物只能獲得他們需要的化學物質。
但無論新技術在哪裡發展,Dufau 都表示,未來無人機構建的地圖只會變得更加精確。
“你要從葉到葉,從樹枝到樹枝,最終評估植物的健康狀況,”他說。 “從長遠來看,這些類型的精確地圖只會變得更好。 我看到這種技術只是推動了一些領域,特別是在尚未真正實施的特種作物領域。”
- Stephen Kloosterman,VGN 助理編輯
上圖:固定翼 AeroVironment Quantix 具有類似於懸停無人機的垂直起降功能。