Дистанційний моніторинг сільськогосподарських полів з воронками від вибухових пристроїв для відновлення їх використання для рослинницьких практик

Автор(и)

  • A. Dudnyk Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • O. Opryshko Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • N. Kiktev Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • Y. Tsitsyurskii Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml
  • D. Zhuk Національний університет біоресурсів і природокористування України image/svg+xml

DOI:

https://doi.org/10.31548/energiya4(74).2024.075

Анотація

Стаття присвячена дослідженню застосування нейронних мереж для розпізнавання кратерів, які утворюються в результаті вибухів на сільськогосподарських полях за супутниковими або БПЛА знімками.

Метою дослідження є оцінка стану руйнування на основі даних про реальний стан полів, отриманих у результаті дистанційного моніторингу, з використанням засобів машинного навчання.

Моніторинг у відомих роботах здійснювався з використанням супутникових даних високої роздільної здатності  0,3 - 0,5 м/піксел, проте починаючи з 2022 року такий продукт  Google Earth Pro припинив поширювати для території України. Альтернативою при отриманні таких даних можуть бути БПЛА, які при використанні літакових платформ можуть обстежувати до 10 000 гектарів на добу.

Встановлено, що розпізнавання кратерів від вибухів на зображеннях з роздільною здатністю 0,5 м/піксель можливо за допомогою нейронних мереж. У ході дослідження були вивчені круглі кратери, але під час військових дій можливі й інші форми, які потребують додаткового вивчення. У подальших дослідженнях доцільно ввести додатковий параметр – індекс форми кратера. Отримані результати свідчать про перспективність впровадження цього підходу в післявоєнне відновлення земель сільськогосподарського призначення в Україні.

 Ключові слова: нейронна мережа, сільськогосподарські угіддя, розпізнавання зображень, вибухові кратери, навчання, база даних

Посилання

F. Trajkovikj et al. (2023). "A comprehensive study of food prices and food fraud in the European Union," 2023 IEEE International Conference on Big Data (BigData), Sorrento, Italy, 2023, 4557-4566, doi: 10.1109/BigData59044.2023.10386666.

Dries Claeys, Celina Van Dyck, Gert Verstraeten, Yves Segers (2019). “The importance of the Great War compared to long-term developments in restructuring the rural landscape in Flanders (Belgium)” Applied Geography, 111, 102063, doi: 10.1016/j.apgeog.2019.102063.

Deepak Rawtani, Gunjan Gupta, Nitasha Khatri, Piyush K. Rao, Chaudhery Mustansar Hussain (2022). “Environmental damages due to war in Ukraine: A perspective” ,Science of The Total Environment, 850, 157932, doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.157932.

Mezhuyev, V., Gunchenko, Y., Shvorov. S., Chyrchenko. D. (2020). “A method for planning the routes of harvesting equipment using unmanned aerial vehicles”. Intelligent Automation and Soft Computing, 26 (1), 121 - 132, doi: 10.31209/2019.100000133.

Lienkov. S., Shvorov. S., Sieliukov. O., Tolok. I., Lytvynenko. N., Davydenko. T. (2022). Learning of Neural Networks Using Genetic Algorithms. CEUR Workshop Proceedings, 3312, 155 – 164

Giacomo Certini, Riccardo Scalenghe, William I. Woods (2013). “The impact of warfare on the soil environment, Earth-Science Reviews”, 127, 1-15, doi: 10.1016/j.earscirev.2013.08.009.

Nataliia Kussul, Sofiia Drozd, Hanna Yailymova, Andrii Shelestov, Guido Lemoine, Klaus Deininger, (2023). “Assessing damage to agricultural fields from military actions in Ukraine: An integrated approach using statistical indicators and machine learning“. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation, 125, 103562, doi: 10.1016/j.jag.2023.103562.

Maksym Solokha, Paulo Pereira, Lyudmyla Symochko, Nadiya Vynokurova, Olena Demyanyuk, Kateryna Sementsova, Miguel Inacio, Damia Barcelo (2023). ”Russian-Ukrainian war impacts on the environment. Evidence from the field on soil properties and remote sensing “ Science of The Total Environment, 902, 166122, doi: 10.1016/j.scitotenv.2023.166122.

Pasichnyk N., Komarchuk D., Opryshko O., Shvorov S., Kiktev N. (2021). "Methodology for Software Assessment of the Conformity of Atmospheric Correction from the UAV's Zenith Sensor," 2021 IEEE 6th International Conference on Actual Problems of Unmanned Aerial Vehicles Development (APUAVD), Kyiv, Ukraine, 2021, 1-5, doi: 10.1109/APUAVD53804.2021.9615177.

Pasichnyk, N., Opryshko, O., Shvorov, S., Dudnyk, A., Teplyuk, V. (2023). “Remote field monitoring results feasibility assessment for energy crops yield management” (2023). Machinery and Energetics, 14 (2), 46 - 59, doi: 10.31548/machinery/2.2023.46

Erik C. Duncan, Sergii Skakun, Ankit Kariryaa, Alexander V. (2023). Prishchepov “Detection and mapping of artillery craters with very high spatial resolution satellite imagery and deep learning” Science of Remote Sensing, 7, 100092, doi: 10.1016/j.srs.2023.100092.

D.S. Komarchuk, Y.A. Gunchenko, N.A. Pasichnyk, O.A. Opryshko, S.A. Shvorov and V.M. Reshetiuk (2021). "Use of Drones in Industrial Greenhouses," 2021 IEEE 6th International Conference on Actual Problems of Unmanned Aerial Vehicles Development (APUAVD), Kyiv, Ukraine, 2021, 184-187, doi: 10.1109/APUAVD53804.2021.9615418

S.A. Shvorov, N.A. Pasichnyk, S.D. Kuznichenko, I.V. Tolok, S.V. Lienkov, L.A.Komarova (2019). "Using UAV During Planned Harvesting by Unmanned Combines," 2019 IEEE 5th International Conference Actual Problems of Unmanned Aerial Vehicles Developments (APUAVD), Kiev, Ukraine, 252-257, doi: 10.1109/APUAVD47061.2019.8943842.

Kiktev, N., Opryshko, O., Pasichnyk, N., Dudnyk, A., Komarchuk, D. (2023). “Remote Monitoring of Mines in Fields with Using Neural Networks”. CEUR Workshop Proceedings, 3624, 239 – 249.

Ruli Andaru, Jiann-Yeou Rau, Devy Kamil Syahbana, Ardy Setya Prayoga, Heruningtyas Desi Purnamasari (2021). “The use of UAV remote sensing for observing lava dome emplacement and areas of potential lahar hazards: An example from the 2017–2019 eruption crisis at Mount Agung in Bali”, Journal of Volcanology and Geothermal Research, 415, 107255, doi: 10.1016/j.jvolgeores.2021.107255.

A. Román, A. Tovar-Sánchez, D. Roque-Atienza, I.E. Huertas, I. Caballero, E. Fraile-Nuez, G. Navarro (2022). “Unmanned aerial vehicles (UAVs) as a tool for hazard assessment: The 2021 eruption of Cumbre Vieja volcano, La Palma Island (Spain)”, Science of The Total Environment, 843, 157092, doi: 10.1016/j.scitotenv.2022.157092.

Завантаження

Опубліковано

2024-12-08

Номер

№ 4 (2024)

Розділ

Статті

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).