Цифрове фенотипування: Дрони vs Супутники у моніторингу врожаїв

Сучасні технології кардинально змінили підходи до моніторингу та управління сільськогосподарськими культурами. Безпілотні літальні апарати та супутники стали потужними інструментами, які пропонують широкі можливості для агробізнесу — від спостереження за полями до створення карт і оцінки стану посівів.

Аерофотознімки, отримані за допомогою цих технологій, забезпечують цінну інформацію, дозволяючи аграріям і науковцям ухвалювати обґрунтовані рішення для підвищення ефективності сільськогосподарського виробництва. За останні десятиліття зображення з дронів і супутників суттєво вдосконалили масштабний моніторинг посівів.

Дрони vs Супутники: Дві технології для різних завдань

Дрони або безпілотні літальні апарати (БПЛА) — це компактні пристрої з дистанційним керуванням, оснащені камерами високої роздільної здатності та додатковими датчиками, як-от мультиспектральні камери чи 3D-сенсори (LiDAR). Вони здатні літати на різних висотах, створюючи детальні зображення сільськогосподарських полів і дослідницьких ділянок. Їх основна перевага — гнучкість і точність: дрони можна швидко розгорнути в потрібному місці та отримати дані за короткий час завдяки їхній портативності.

Порівняння характеристик зображень кожної системи для додатків фенотипування

Супутники, натомість, це орбітальні апарати, що безперервно фотографують поверхню Землі. Вони обладнані потужними сенсорами, хоча їхня функціональність часто обмежена у порівнянні з дронами (наприклад, 3D-сенсори ще не застосовуються). Завдяки високій роздільній здатності супутники забезпечують огляд великих територій із великих висот. Головна перевага супутників — регулярний і систематичний збір даних, який дозволяє здійснювати довготривалий моніторинг сільськогосподарських площ.

Обидві технології мають унікальні можливості та відповідають різним потребам у сфері моніторингу й управління.

Порівняння дронів і супутників у цифровому фенотипуванні

Зображення, отримані з дронів і супутників, значно змінили підходи до моніторингу посівів але ці технології мають свої унікальні особливості та відмінності:

• Якість даних: дрони надають зображення з високою роздільною здатністю, дозволяючи детально аналізувати стан посівів, включно із виявленням шкідників чи нестачі поживних речовин. Супутники забезпечують ширше охоплення, але їхня просторова роздільна здатність нижча, що ускладнює ідентифікацію дрібних деталей.
• Вартість: дрони вимагають більших початкових інвестицій, включаючи вартість обладнання та навчання операторів. Супутники, натомість, пропонують підписку або разові платежі за отримання даних, що часто робить їх доступнішими у довгостроковій перспективі.
• Оперативність: дрони забезпечують швидкий збір даних у режимі реального часу, що дозволяє оперативно приймати рішення. Супутники ж надають регулярний моніторинг із ширшим охопленням, але їхні дані менш придатні для миттєвого застосування.
• Автономність: дрони потребують управління операторами та дотримання локальних обмежень, наприклад, утримання у полі зору. Супутники працюють автономно на орбіті, регулярно передаючи дані на наземні станції.
• Доступність до складних територій: супутники можуть знімати будь-яку місцевість, включаючи віддалені чи важкодоступні регіони. Дрони обмежені радіусом дії, ємністю акумулятора та ландшафтними перешкодами.
• Погодні умови: дрони можуть працювати у хмарну погоду, але їхній функціонал обмежений сильним вітром чи дощем. Супутники не залежать від місцевих погодних умов і забезпечують стабільні дані незалежно від погоди.
• Масштабованість: дрони найкраще підходять для невеликих або середніх полів, тоді як супутники ефективні для моніторингу великих регіонів.

Синергія двох технологій

Хоча дрони забезпечують високу деталізацію, а супутники — широке охоплення, ці технології можуть успішно доповнювати одна одну. Наприклад, обидва типи пристроїв можуть фіксувати індекс NDVI, що використовується для оцінки біомаси. Поєднання даних із дронів і супутників дозволяє отримати всебічний аналіз різних масштабів — від рівня поля до окремих рослин.

Оцінка NDVI із супутника та дрона в різних масштабах, що дає доступ до інформації різної деталізації

У результаті, використання сильних сторін обох систем дає змогу дослідникам і фермерам оптимізувати методи управління посівами, покращити селекцію насіння та підвищити ефективність сільськогосподарського виробництва. Вибір між дронами, супутниками або їх поєднанням залежить від завдань проєкту, специфіки території та необхідної деталізації.

Джерело: Hiphen