Алгоритми та програмне забезпечення планування польотів БПЛА для моніторингу стресових станів рослинних насаджень
DOI:
https://doi.org/10.31548/dopovidi2020.06.007Ключові слова:
технологічні стреси, БПЛА, програма польотуАнотація
Технології дистанційного моніторингу є обов’язковою складовою концепції керування врожаєм. Наявні рішення дозволяють визначити наявність стресу рослин проте не ідентифікувати його причини. Особливу небезпеку становлять стреси технологічного характеру, а саме хімічне отруєння рослин в наслідок післядії гербіцидів, ущільненням підорного шару тощо. Стреси рослин технологічного характеру призводять до зниження імунітету рослин і, відповідно, потрібні особливі заходи для відновлення їх врожайності. Лабораторні методи аналізу стресів, зокрема хімічного отруєння рослин, є технологічно складними і дорогими, що перешкоджає їх масовому застосуванню. Технології дистанційного зондування здатні виявити ділянки з проявами стресів технологічного характеру, оскільки такі стреси мають характерні ознаки.
Як показали наші дослідження, перспективним методом виявлення ділянок рослинних із ознаками технологічних стресів, є метод листової діагностики. Для таких ділянок потрібно провести моніторинг із вищою розподільчою здатністю знімків, що передбачається в програмі польоту БПЛА.
Зважаючи на означене, метою роботи стало розроблення алгоритму та програмної його реалізації планування польотів БПЛА для ідентифікації стресів рослин технологічного характеру. Програмне забезпечення розроблене на кросплатформеній мові програмування Рython, дало можливість обробити карти розподілу вегетаційних індексів (для експериментальних досліджень використовували карти, створені на основі використання спектральної сенсорної системи Slantrange).
Використання алгоритму, реалізованому на кросплатформеній мові програмування Рython, дозволило ідентифікувати колії пересування технологічного обладнання, контури ділянок з близькими значеннями вегетаційного індексу та основні межі ділянок зі стресом рослин технологічного характеру. Точність ідентифікації ділянок із стресами технологічного характеру була підтверджена наземними дослідженнями на виробничих полях.
Посилання
Mauro E. Holzman (2018) Early assessment of crop yield from remotely sensed water stress and solar radiation data / Mauro E. Holzman, Facundo Carmona, Raúl Rivas, Raquel Niclòs // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 145 (B), p. 297-308, https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2018.03.014;
Toshihiro Sakamoto (2020) Incorporating environmental variables into a MODIS-based crop yield estimation method for United States corn and soybeans through the use of a random forest regression algorithm / Toshihiro Sakamoto // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol.160, p. 208-228, https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2019.12.012;
Vladimir A. Romanenkov (2020) Chapter 8 - Geographical network: legacy of the Soviet era long-term field experiments in Russian agriculture / Vladimir A. Romanenkov, Lyudmila K. Shevtsova, Olga V. Rukhovich, Maya V. Belichenko // Long-Term Farming Systems Research Ensuring Food Security in Changing Scenarios 2020, p. 147-165,
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-818186-7.00009-6;
Sarah Johnson (2020) Characterization of intra-urban spatial variation in observed summer ambient temperature from the New York City Community Air Survey / Sarah Johnson, Zev Ross, Iyad Kheirbek, Kazuhiko Ito // Urban Climate, Vol. 31, 100583, https://doi.org/10.1016/j.uclim.2020.100583;
Steffen Fritz (2019) A comparison of global agricultural monitoring systems and current gaps / Steffen Fritz, Linda See, Juan Carlos Laso Bayas, François Waldner, Damien Jacques, et all // Agricultural Systems, Vol. 168, p. 258-272 , https://doi.org/10.1016/j.agsy.2018.05.010;
M. Dolia (2019) Information Technology for Remote Evaluation of after Effects of Residues of Herbicides on Winter Crop Rape / M Dolia, V.Lysenko, N.Pasichnyk, O.Opryshko, D.Komarchuk, V.Miroshnyk, T.Lendiel, A.Martsyfei // 2019 3rd International Conference on Advanced Information and Communications Technologies, AICT 2019 - Proceedings p. 469-473. https://doi.org/10.1109/AIACT.2019.8847850;
Galina Gayda (2019) Chapter: 12 Promising Bioanalytical Approaches to Wine Analysis / Galina Gayda, Nataliya Stasyuk, Halyna Klepach, Mykhailo Gonchar, Marina Nisnevitch // Quality Control in the Beverage Industry, Vol. 17: the Science of Beverages, p. 419-457,
https://doi.org/10.1016/B978-0-12-816681-9.00012-6;
Ihor Savchyn (2020) Differentiation of recent local geodynamic and seismic processes of technogenic-loaded territories based on the example of Dnister Hydro Power Complex (Ukraine) / Ihor Savchyn, Roman Pronyshyn // Geodesy and Geodynamics, Available online 9 July 2020 // https://doi.org/10.1016/j.geog.2020.06.001;
Teodoro Lasanta (2019) Chapter Three: Soil degradation, restoration and management in abandoned and afforested lands / Teodoro Lasanta, José Arnáez, Estela Nadal-Romero // Advances in Chemical Pollution, Environmental Management and Protection, Vol. 4, p. 71-117, https://doi.org/10.1016/bs.apmp.2019.07.002;
N. Pasichnyk (2020) On the Use of UAVs with a Slantrange Sensor System for Estimation of Crop Safety / N. Pasichnyk, S. Lienkov, S. Shvorov, L. Komarova, D. Komarchuk, O. Opryshko // Information and Security, Vol. 45, p. 21-33, https://doi.org/10.11610/isij.4502;
Yu-Hsuan Tu (2020) Optimizing drone flight planning for measuring horticultural tree crop structure / Yu-Hsuan Tu, Stuart Phinn, Kasper Johansen, Andrew Robson, Dan Wu // ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. 160, p. 83-96, https://doi.org/10.1016/j.isprsjprs.2019.12.006;
V.Lysenko (2020). Phytomonitoring in the Phytometrics of the Plants / V.Lysenko, A.Zhyltsov, I.Bolbot, T.Lendiel, V.Nalyvaiko // In E3S Web of Conferences, Vol. 154, p. 07012. EDP Sciences.
https://doi.org/10.1051/e3sconf/202015407012;
S. Shvorov (2020) The method of determining the amount of yield based on the results of remote sensing obtained using UAV on the example of wheat / S.Shvorov, V.Lysenko, N.Pasichnyk, Y.Rosamakha, А.Rudenskyi, V.Lukin, A.Martsyfei // 2020 IEEE 15th International Conference on Advanced Trends in Radioelectronics, Telecommunications and Computer Engineering (TCSET), p. 245-248. https://doi.org/10.1109/TCSET49122.2020.235432;
Junfeng Gao (2018) Fusion of pixel and object-based features for weed mapping using unmanned aerial vehicle imagery / Junfeng Gao, Wenzhi Liao, David Nuyttens, Peter Lootens, Jürgen Vangeyte,Aleksandra Pižurica, Yong He, Jan G. Pieters International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation Vol. 67, рр.43-53, https://doi.org/10.1016/j.jag.2017.12.012;
Carlos Henrique Wachholz de Souza (2017) Mapping skips in sugarcane fields using object-based analysis of unmanned aerial vehicle (UAV) images / Carlos Henrique Wachholz de Souza, Rubens Augusto Camargo Lamparelli, Jansle Vieira Rocha, Paulo Sergio Graziano Magalhães // Computers and Electronics in Agriculture, Vol.143, p. 49-56,
https://doi.org/10.1016/j.compag.2017.10.006;
Emad Ebeid, Martin Skriver, Kristian Husum Terkildsen, Kjeld Jensen, Ulrik Pagh Schultz, A Survey of Open-Source UAV Flight Controllers and Flight Simulators, Micro- processors and Microsystems (2018), https://doi.org/10.1016/j.micpro.2018.05.002.
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Стосунки між правовласниками і користувачами регулюються на умовах ліцензії Creative Commons Із Зазначенням Авторства – Некомерційна – Поширення На Тих Самих Умовах 4.0 Міжнародна (CC BY-NC-SA 4.0):https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/deed.uk
Автори, які публікуються у цьому журналі, погоджуються з наступними умовами:
- Автори залишають за собою право на авторство своєї роботи та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons Attribution License, котра дозволяє іншим особам вільно розповсюджувати опубліковану роботу з обов'язковим посиланням на авторів оригінальної роботи та першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Автори мають право укладати самостійні додаткові угоди щодо неексклюзивного розповсюдження роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом (наприклад, розміщувати роботу в електронному сховищі установи або публікувати у складі монографії), за умови збереження посилання на першу публікацію роботи у цьому журналі.
- Політика журналу дозволяє і заохочує розміщення авторами в мережі Інтернет (наприклад, у сховищах установ або на особистих веб-сайтах) рукопису роботи, як до подання цього рукопису до редакції, так і під час його редакційного опрацювання, оскільки це сприяє виникненню продуктивної наукової дискусії та позитивно позначається на оперативності та динаміці цитування опублікованої роботи (див.The Effect of Open Access).
