UAV dapat membawa berbagai sensor penginderaan jarak jauh, yang dapat memperoleh informasi lahan pertanian multidimensi dan presisi tinggi serta mewujudkan pemantauan dinamis terhadap berbagai jenis informasi lahan pertanian. Informasi tersebut terutama mencakup informasi distribusi spasial tanaman (lokalisasi lahan pertanian, identifikasi spesies tanaman, estimasi luas dan pemantauan dinamis perubahan, ekstraksi infrastruktur lapangan), informasi pertumbuhan tanaman (parameter fenotipik tanaman, indikator nutrisi, hasil), dan faktor stres pertumbuhan tanaman (kelembaban lahan , hama dan penyakit) dinamika.
Informasi Spasial Lahan Pertanian
Informasi lokasi spasial lahan pertanian mencakup koordinat geografis lahan dan klasifikasi tanaman yang diperoleh melalui diskriminasi visual atau pengenalan mesin. Batas lahan dapat diketahui berdasarkan koordinat geografis, dan luas tanam juga dapat diperkirakan. Metode tradisional dalam mendigitalkan peta topografi sebagai peta dasar perencanaan wilayah dan estimasi wilayah memiliki ketepatan waktu yang buruk, dan perbedaan antara lokasi batas dan situasi sebenarnya sangat besar dan kurang intuisi, sehingga tidak kondusif bagi penerapan pertanian presisi. Penginderaan jauh UAV dapat memperoleh informasi lokasi spasial lahan pertanian yang komprehensif secara real-time, yang memiliki keunggulan tiada banding dari metode tradisional. Citra udara dari kamera digital definisi tinggi dapat mewujudkan identifikasi dan penentuan informasi spasial dasar lahan pertanian, dan pengembangan teknologi konfigurasi spasial meningkatkan ketepatan dan kedalaman penelitian informasi lokasi lahan pertanian, dan meningkatkan resolusi spasial sekaligus memperkenalkan informasi ketinggian. , yang mewujudkan pemantauan yang lebih baik terhadap informasi spasial lahan pertanian.
Informasi Pertumbuhan Tanaman
Pertumbuhan tanaman dapat dicirikan oleh informasi parameter fenotipik, indikator nutrisi, dan hasil. Parameter fenotipik meliputi tutupan vegetasi, indeks luas daun, biomassa, tinggi tanaman, dan lain-lain. Parameter ini saling terkait dan secara kolektif menjadi ciri pertumbuhan tanaman. Parameter-parameter ini saling terkait dan secara kolektif menjadi ciri pertumbuhan tanaman dan berhubungan langsung dengan hasil akhir. Mereka dominan dalam penelitian pemantauan informasi pertanian dan lebih banyak penelitian telah dilakukan.
1) Pangkas Parameter Fenotipik
Indeks luas daun (LAI) adalah jumlah luas daun hijau satu sisi per satuan luas permukaan, yang dapat mengkarakterisasi penyerapan dan pemanfaatan energi cahaya oleh tanaman dengan lebih baik, dan berkaitan erat dengan akumulasi bahan tanaman dan hasil akhir. Indeks luas daun merupakan salah satu parameter pertumbuhan tanaman utama yang saat ini dipantau oleh penginderaan jauh UAV. Menghitung indeks vegetasi (indeks rasio vegetasi, indeks vegetasi ternormalisasi, indeks vegetasi pengkondisian tanah, indeks vegetasi perbedaan, dll.) dengan data multispektral dan membuat model regresi dengan data kebenaran dasar adalah metode yang lebih matang untuk membalikkan parameter fenotipik.
Biomassa di atas tanah pada tahap akhir pertumbuhan tanaman berkaitan erat dengan hasil dan kualitas. Saat ini, estimasi biomassa dengan penginderaan jauh UAV di bidang pertanian sebagian besar masih menggunakan data multispektral, mengekstrak parameter spektral, dan menghitung indeks vegetasi untuk pemodelan; teknologi konfigurasi spasial memiliki keunggulan tertentu dalam estimasi biomassa.
2) Indikator Gizi Tanaman
Pemantauan status nutrisi tanaman secara tradisional memerlukan pengambilan sampel lapangan dan analisis kimia dalam ruangan untuk mendiagnosis kandungan nutrisi atau indikator (klorofil, nitrogen, dll.), sedangkan penginderaan jarak jauh UAV didasarkan pada fakta bahwa zat yang berbeda memiliki karakteristik reflektansi-penyerapan spektral tertentu untuk tanaman. diagnosa. Klorofil dipantau berdasarkan fakta bahwa ia memiliki dua daerah serapan kuat pada pita cahaya tampak, yaitu bagian merah pada 640-663 nm dan bagian biru-ungu pada 430-460 nm, sedangkan serapan lemah pada 550 nm. Karakteristik warna dan tekstur daun berubah ketika tanaman mengalami kekurangan, dan menemukan karakteristik statistik warna dan tekstur yang sesuai dengan berbagai defisiensi dan sifat terkait adalah kunci untuk pemantauan unsur hara. Sama halnya dengan pemantauan parameter pertumbuhan, pemilihan pita karakteristik, indeks vegetasi, dan model prediksi masih menjadi isi utama kajian.
3) Hasil Tanaman
Meningkatkan hasil panen adalah tujuan utama kegiatan pertanian, dan estimasi hasil yang akurat penting bagi departemen produksi pertanian dan pengambilan keputusan manajemen. Banyak peneliti telah mencoba membuat model estimasi hasil dengan akurasi prediksi yang lebih tinggi melalui analisis multifaktor.
Kelembaban Pertanian
Kelembapan lahan pertanian sering kali dipantau dengan metode inframerah termal. Di daerah dengan tutupan vegetasi yang tinggi, penutupan stomata daun mengurangi kehilangan air akibat transpirasi, sehingga mengurangi fluks panas laten di permukaan dan meningkatkan fluks panas sensibel di permukaan, yang pada gilirannya menyebabkan peningkatan suhu kanopi, yaitu dianggap sebagai suhu kanopi tanaman. Karena mencerminkan keseimbangan energi tanaman, indeks tekanan air dapat mengukur hubungan antara kadar air tanaman dan suhu kanopi, sehingga suhu kanopi yang diperoleh oleh sensor inframerah termal dapat mencerminkan status kelembaban lahan pertanian; tanah gundul atau tutupan vegetasi di daerah kecil, dapat digunakan untuk secara tidak langsung membalikkan kelembaban tanah dengan suhu bawah permukaan, yang prinsipnya adalah: panas jenis air besar, suhu panas lambat berubah, jadi Distribusi spasial suhu bawah permukaan pada siang hari secara tidak langsung dapat tercermin pada distribusi kelembaban tanah. Oleh karena itu, distribusi spasial suhu bawah permukaan siang hari secara tidak langsung dapat mencerminkan distribusi kelembaban tanah. Dalam pemantauan suhu kanopi, tanah gundul merupakan faktor interferensi yang penting. Beberapa peneliti telah mempelajari hubungan antara suhu tanah gundul dan tutupan lahan tanaman, memperjelas kesenjangan antara pengukuran suhu kanopi yang disebabkan oleh tanah gundul dan nilai sebenarnya, dan menggunakan hasil koreksi dalam pemantauan kelembaban lahan pertanian untuk meningkatkan akurasi pemantauan. hasil. Dalam pengelolaan produksi lahan pertanian sebenarnya, kebocoran air di lapangan juga menjadi fokus perhatian, telah ada penelitian yang menggunakan pencitra inframerah untuk memantau kebocoran air saluran irigasi, akurasinya bisa mencapai 93%.
Hama dan Penyakit
Penggunaan pemantauan reflektansi spektral inframerah dekat terhadap hama dan penyakit tanaman, berdasarkan: daun di daerah inframerah dekat yang dipantulkan oleh jaringan spons dan kontrol jaringan pagar, tanaman sehat, kedua celah jaringan ini diisi dengan kelembaban dan ekspansi , merupakan reflektor yang baik dari berbagai radiasi; bila tanaman rusak, daun rusak, jaringan layu, air berkurang, pantulan infra merah berkurang hingga hilang.
Pemantauan suhu inframerah termal juga merupakan indikator penting mengenai hama dan penyakit tanaman. Tanaman dalam kondisi sehat, terutama melalui pengendalian pembukaan dan penutupan stomata daun pengaturan transpirasi, untuk menjaga kestabilan suhunya sendiri; dalam hal terjadi penyakit akan terjadi perubahan patologis, interaksi patogen - inang pada patogen pada tanaman, terutama pada aspek yang berhubungan dengan transpirasi dampaknya akan menentukan bagian yang terinfestasi naik turunnya suhu. Secara umum, penginderaan tanaman menyebabkan deregulasi pembukaan stomata, sehingga transpirasi lebih tinggi di daerah yang sakit dibandingkan di daerah yang sehat. Transpirasi yang kuat menyebabkan penurunan suhu daerah yang terinfeksi dan perbedaan suhu yang lebih tinggi pada permukaan daun dibandingkan pada daun normal hingga muncul bintik-bintik nekrotik pada permukaan daun. Sel-sel pada daerah nekrotik mati total, transpirasi pada bagian tersebut hilang seluruhnya, dan suhu mulai meningkat, namun karena sisa daun mulai terinfeksi, perbedaan suhu pada permukaan daun selalu lebih tinggi dibandingkan pada bagian tersebut. tanaman yang sehat.
Informasi Lainnya
Di bidang pemantauan informasi lahan pertanian, data penginderaan jauh UAV memiliki penerapan yang lebih luas. Misalnya, dapat digunakan untuk mengekstrak area jagung yang tumbang menggunakan beberapa fitur tekstur, mencerminkan tingkat kematangan daun selama tahap kematangan kapas menggunakan indeks NDVI, dan menghasilkan peta resep aplikasi asam absisat yang dapat memandu penyemprotan asam absisat secara efektif. pada kapas untuk menghindari penggunaan pestisida yang berlebihan, dan sebagainya. Sesuai dengan kebutuhan pemantauan dan pengelolaan lahan pertanian, perkembangan pertanian terinformasi dan digital di masa depan adalah tren yang tak terelakkan untuk terus mengeksplorasi informasi data penginderaan jauh UAV dan memperluas bidang penerapannya.
Waktu posting: 24 Des-2024