Technologia obrazowania termicznego dronów jest szeroko stosowana w nowoczesnym rolnictwie, szczególnie w monitorowaniu statusu wilgoci upraw. Technologia ta pomaga rolnikom zidentyfikować wymagania dotyczące wilgotności upraw poprzez rejestrowanie rozkładu temperatury na powierzchni upraw, osiągając w ten sposób precyzyjne nawadnianie i poprawiając wydajność wykorzystania zasobów wodnych.
Zasada techniczna
1. Obrazowanie termiczne podczerwieni
Technologia obrazowania termicznego w podczerwieni to technologia, która generuje obrazy poprzez przechwytywanie promieniowania w podczerwieni emitowanym przez obiekty. Wszystkie obiekty emitują promieniowanie w podczerwieni, a jego intensywność jest proporcjonalna do temperatury obiektu. Poprzez obrazowanie termiczne w podczerwieni można wygenerować obrazy odzwierciedlające rozkład temperatury na powierzchni upraw. Obrazy te mogą pokazywać status wilgoci upraw, ponieważ uprawy z wystarczającą ilością wody są zwykle chłodniejsze, podczas gdy uprawy z niewystarczającą wodą są cieplejsze.
2. Wskaźnik stresu wody uprawnej (CWSI)
Wskaźnik stresu wody upraw (CWSI) jest ważnym wskaźnikiem pomiaru statusu wilgoci upraw. Wzór obliczeń CWSI to:
\[
Cwsi=\\ frac {t _ c - t _ w} {t _ d - t _ w}
\]
Gdzie, \\ (t _ c \\) jest temperaturą baldachimu, \\ (t _ w \\) jest podłoża temperatura powierzchni odniesienia, \\ (t _ d=t _ a {5}}} \\) jest temperaturą realizacyjną, kiedy stom stom, gdy stom jest w pełni zamknięty, gdy stok, gdy stok, gdy stok, gdy stok, gdy stom jest w pełni zamknięta, kiedy stok, gdy jest stmat. \\ (T _ A \\) to testowa temperatura suchej żarówki (tj. Temperatura powietrza pola). Obliczając CWSI, stopień deficytu wody uprawy można określić ilościowo.
Kroki wdrożenia
1. Skonfiguruj urządzenia pomocnicze
Skonfiguruj urządzenia pomocnicze w polu, w tym czujniki temperatury powietrza pola i powierzchnie odniesienia pełnego parowania. Urządzenia te służą do monitorowania temperatury powietrza w polu i dostarczania punktów odniesienia do pełnego odparowania w celu skalibracji danych obrazowania termicznego w podczerwieni.
2. Zbieraj obrazy w podczerwieni z dronami
Obrazy na podczerwieni upraw na podczerwień roślin uprawnych są zbierane za pomocą systemu obrazowania termicznego podczerwieni przenoszonego przez drony. Jednocześnie moduł GPS jest wyzwalany synchronicznie w celu uzyskania informacji o pozycjonowaniu odpowiedniego obrazu.
3. Przetwarzanie i analiza danych
System przetwarzania danych naziemnych odbiera obrazy w podczerwieni i informacje o pozycjonowaniu obrazów, rejestruje i dzieli obrazy oraz wykonuje segmentację obrazów na splicowanych obrazach, aby rozróżnić baldachim, tło i powierzchnię odniesienia wystarczającej do odparowania. Rozkład przestrzenny temperatury baldachimu i podłoża wystarczająca temperatura powierzchni odniesienia odparowywania jest uzyskiwana odpowiednio z obrazu baldachimu i wystarczającej ilości obrazu powierzchniowego odparowywania. W połączeniu z danymi temperatury powietrza monitorowanymi przez czujnik temperatury powietrza pola, temperatura liścia, gdy sznurka jest w pełni zamknięta, a na koniec wskaźnik deficytu wody uprawy (CWSI) jest obliczany i wyświetlany na mapie rozkładu przestrzennego. Obszary, w których wartość indeksu deficytu wody upraw jest wyższa niż wartość krytyczna, są podkreślane i ostrzegane.
Zalety aplikacji
1. Precyzyjne nawadnianie
Monitorując status wilgoci upraw, rolnicy mogą osiągnąć precyzyjne nawadnianie, uniknąć nadmiernego irygacji lub zaoszczędzanie irygacji, oszczędzając w ten sposób zasoby wodne i poprawić wydajność nawadniania.
2. Popraw plon i jakość
Terminowe wykrywanie i obróbka problemów z wodą upraw może pomóc poprawić wydajność i jakość upraw oraz zmniejszyć straty ekonomiczne spowodowane niewystarczającą wodą.
3. Monitorowanie w czasie rzeczywistym i wczesne ostrzeżenie
Technologia obrazowania termicznego UAV może osiągnąć monitorowanie w czasie rzeczywistym. Rolnicy mogą sprawdzić status gruntów uprawnych w dowolnym momencie za pośrednictwem telefonów komórkowych lub komputerów i podejmować terminowe środki, aby poradzić sobie ze stresem wodnym.
Wyzwania i przyszłe perspektywy
Chociaż technologia obrazowania termicznego UAV wykazała duży potencjał w monitorowaniu wilgoci upraw, nadal stoi przed pewnymi wyzwaniami. Na przykład możliwości przetwarzania danych i analizy muszą zostać dodatkowo ulepszone w celu wyodrębnienia przydatnych informacji z dużych ilości danych. Ponadto warunki klimatyczne i złożoność terenu mogą również wpływać na ucieczkę i monitorowanie dronów.
W przyszłości, wraz z rozwojem sztucznej inteligencji i technologii Big Data, możliwości przetwarzania danych i analizy technologii obrazowania termicznego UAV zostaną dodatkowo ulepszone, zapewniając rolnikom dokładniejsze wsparcie decyzyjne. Jednocześnie, dzięki popularyzacji technologii, więcej małych rolników będą mogli cieszyć się wygodą wniesioną przez tę technologię.
