Η τηλεπισκόπηση της Γης είναι ένα από τα σημαντικότερα στοιχεία της ακριβούς γεωργίας. Αυτή η πρωτοποριακή τεχνολογία προβλέπει τη σάρωση της επιφάνειας του πλανήτη με ανάλυση από μερικά μέτρα έως μερικά εκατοστά. Χρησιμοποιείται ευρέως στη γεωργία για την αυτοματοποίηση των παραγωγικών διαδικασιών, την αύξηση της απόδοσης και τη μείωση της αρνητικής επίδρασης του περιβάλλοντος στις καλλιέργειες. Σήμερα θα εξετάσουμε πώς λειτουργεί η τηλεπισκόπηση της Γης (ΤΓ), ποιοι τύποι τεχνολογίας έχουν γίνει πιο διαδεδομένοι, πώς χρησιμοποιούν αυτή τη μεθοδολογία οι Ουκρανοί αγρότες και ποιες προοπτικές ανάπτυξής της υπάρχουν.
Τι είναι η τηλεπισκόπηση της Γης
Η τηλεπισκόπηση της Γης είναι η σάρωση της επιφάνειας του πλανήτη με τη βοήθεια αεροπορικών και διαστημικών πλατφορμών. Συλλέγουν πληροφορίες για το ανάγλυφο, τον βαθμό ανάκλασης του φωτός, την υγρασία, τη χρωματική γκάμα, τη θερμοκρασία και άλλα σημαντικά χαρακτηριστικά. Χάρη σε αυτό καθίσταται δυνατή η κατασκευή χαρτών, οι οποίοι χρησιμοποιούνται κυρίως στη γεωργία. Αλλά τέτοιες εικόνες είναι χρήσιμες και σε άλλους τομείς — πολεοδομία, εξόρυξη ορυκτών, δασοκομία, έρευνα και διάσωση, στρατιωτικές υποθέσεις κ.λπ.
Σήμερα η τηλεπισκόπηση της Γης πραγματοποιείται κυρίως με τη βοήθεια τεχνητών δορυφόρων — διαστημικών συσκευών που λειτουργούν σε διαφορετικές τροχιές. Ακόμη και σε περίπτωση χρήσης της δωρεάν τεχνολογίας EGNOS, οι χρήστες μπορούν να λαμβάνουν χάρτες με ανάλυση έως 2–3 μέτρα. Κατά την εφαρμογή των υλικών μεθόδων διόρθωσης και προσαρμογής eDif και RTK, η ακρίβεια κατασκευής χαρτών αυξάνεται έως 15–30 και 8–10 εκ. αντίστοιχα. Ο αεροπορικός εξοπλισμός χρησιμοποιείται για επείγουσα ενημέρωση δεδομένων ή διευκρίνιση χαρτών.
Τύποι τηλεπισκόπησης της Γης
Οι συσκευές που είναι εγκατεστημένες σε διαστημικές πλατφόρμες διαιρούνται σε δύο τύπους — ενεργούς και παθητικούς. Η ενεργή τηλεπισκόπηση της Γης προβλέπει τη χρήση συγκεκριμένων πηγών ακτινοβολίας — ραδιοκυμάτων, φωτός, υπερύθρων, λέιζερ κ.λπ. Στην παθητική χρησιμοποιούνται μόνο ανακλώμενα σήματα — αυτό την καθιστά ευαίσθητη στην ώρα της ημέρας και τη θέση των ουράνιων σωμάτων, αλλά απλοποιεί την κατασκευή του εξοπλισμού και μειώνει το κόστος λήψης πληροφοριών. Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα ποιες ακριβώς μεθοδολογίες εφαρμόζονται στην ΤΓ.
Σάρωση μικροκυμάτων
Τα ραδιοκύματα μήκους από 1 εκ. έως 1 μ. διέρχονται ελεύθερα μέσω της γήινης ατμόσφαιρας, χωρίς να ανακλώνται από τα σύννεφα και χωρίς να διασκορπίζονται λόγω κακών καιρικών συνθηκών. Στη γεωργία χρησιμοποιούνται κυρίως παθητικές μεθοδολογίες τηλεπισκόπησης μικροκυμάτων της Γης. Επιτρέπουν τον προσδιορισμό του επιπέδου υγρασίας του εδάφους και του αέρα, της συγκέντρωσης όζοντος στην ατμόσφαιρα και της θερμοκρασίας της επιφάνειας.
Τα δεδομένα τέτοιων ερευνών χρησιμοποιούνται στην πλατφόρμα ακριβούς γεωργίας OneSoil Yield. Την ανέπτυξε η ελβετική εταιρεία OneSoil, ενώ στην Ουκρανία την υποστηρίζει η ομάδα FRENDT. Αυτή η λογισμική λύση κατασκευάζει χάρτες διαφοροποιημένης σποράς και εφαρμογής λιπασμάτων με μετέπειτα ανάλυση των αποτελεσμάτων που λαμβάνονται από χάρτες απόδοσης.
Η ενεργή σάρωση μικροκυμάτων χρησιμοποιείται σπανιότερα. Επιτρέπει τον προσδιορισμό των περιγραμμάτων αντικειμένων, κατασκευάζοντας χάρτες φυσικού αναγλύφου και τοποθέτησης αντικειμένων. Συνήθως εφαρμόζεται για διευκρίνιση των δεδομένων που λαμβάνονται και δημιουργία πολυστρωματικών γεωργικών χαρτών.
Υπερφασματική σάρωση
Ανάλυση του ορατού φωτός που ανακλάται από την επιφάνεια του πλανήτη. Οι υπερφασματικοί αισθητήρες, σε αντίθεση με τους συνηθισμένους φασματόμετρους, μπορούν να προσδιορίζουν εκατοντάδες ή ακόμη και χιλιάδες περιοχές φωτεινών κυμάτων. Αυτό βοηθά στη διάκριση των αποχρώσεων του πράσινου — νεαρά και ώριμα φύλλα, υγιή και άρρωστα φυτά κ.λπ. Παρόμοιες τεχνολογίες χρησιμοποιούνται και στα συστήματα αυτοματοποίησης αγροσκάουτινγκ της εταιρείας FRENDT. Επιτρέπουν τη λήψη δεδομένων για την κατάσταση των αγρών σε κινητές εφαρμογές, ώστε να επιλέγονται οι βέλτιστες προσεγγίσεις στη γεωργία.
Η παθητική υπερφασματική σάρωση επιτρέπει τη λήψη πολύ σημαντικών δεδομένων τηλεπισκόπησης της Γης. Χάρη στη λειτουργία στις περιοχές εγγύς και μέσου υπερύθρου, οι αισθητήρες μπορούν να αναλύουν το επίπεδο θέρμανσης της επιφάνειας του πλανήτη και να σηματοδοτούν για επικείμενες πυρκαγιές. Αυτό βοηθά στη λήψη έγκαιρων σημαντικών αποφάσεων, για παράδειγμα, για αύξηση των όγκων άρδευσης ή κλήση υπηρεσιών έκτακτης ανάγκης.
Σάρωση με τη βοήθεια ηχοβολιστή
Οι υπερηχητικοί αισθητήρες δημιουργήθηκαν για πρώτη φορά για την έρευνα του αναγλύφου του θαλάσσιου πυθμένα. Στην τηλεπισκόπηση της Γης χρησιμοποιούνται για τη σάρωση της κάθετης «στήλης» της ατμόσφαιρας. Αξιολογώντας την ταχύτητα επιστροφής των σημάτων και τον βαθμό διασποράς τους, οι συσκευές μπορούν να βγάλουν συμπεράσματα για την τρέχουσα κατάσταση του καιρού και τον βαθμό κορεσμού του αέρα με υγρασία.
Συνδυάζοντας δεδομένα από ηχοβολιστές πολλών δορυφόρων και μελετώντας αυτές τις πληροφορίες σε δυναμική, μπορούν να γίνουν αρκετά ακριβείς προβλέψεις καιρού για βραχυπρόθεσμη προοπτική. Αυτό επίσης επιτρέπει τη βελτιστοποίηση των εξόδων για άρδευση, την έγκαιρη προστασία των φυτών από χαλάζι, καταιγίδες και τυφώνες, καθώς και την επιλογή της ιδανικής στιγμής για εφαρμογή αγροχημικών ή συγκομιδή.
Τηλεπισκόπηση της Γης στην Ουκρανία
Τα πρώτα πειράματα τηλεπισκόπησης της Γης από το διάστημα άρχισαν ακόμη στη σοβιετική εποχή. Στη δεκαετία του 1970, σε γήινη τροχιά βγήκε μια ολόκληρη σειρά
Στην ιδέα να χρησιμοποιηθούν δεδομένα τηλεπισκόπησης της Γης επέστρεψαν στις αρχές της δεκαετίας του 2000, όταν σε ελεύθερη πρόσβαση εμφανίστηκαν χάρτες κατασκευασμένοι με τη βοήθεια αμερικανικών δορυφόρων Landsat. Αυτό είναι το πιο μακροχρόνιο και πληροφοριακό πρόγραμμα ΤΓ, που συνεχίζει να λειτουργεί σήμερα και προβλέπει την εκτόξευση νέων διαστημικών συσκευών στο μέλλον.
Το 2004 η Ουκρανία εκτόξευσε τον δικό της δορυφόρο Σιτς-1Μ, ο οποίος μεταξύ άλλων καθηκόντων πραγματοποιούσε τηλεπισκόπηση της Γης. Δυστυχώς, βγήκε εκτός λειτουργίας το 2006, αν και κάποια από τα δεδομένα του χρησιμοποιούνται ακόμη στον επιστημονικό και αγροτικό τομέα.
Σήμερα η ουκρανική γεωργία λαμβάνει δεδομένα από τέτοιες ομάδες διαστημικών δορυφόρων, εξοπλισμένων με φασματόμετρα, ραδιόμετρα, ηχοβολιστές, λέιζερ υψόμετρα και άλλες ερευνητικές συσκευές:
- RADARSAT Constellation·
- TerraSAR-X·
- Sentinel και άλλα.
Για πρόσβαση στις πληροφορίες χρησιμοποιούν διάφορες πλατφόρμες cloud. Χαρακτηριστικό παράδειγμα αποτελεί η υπηρεσία EOS Data Analytics, που προσφέρει μια σειρά εξειδικευμένων λύσεων για αγρότες. Οι χρήστες της μπορούν να λαμβάνουν χάρτες κατάστασης καλλιεργειών και δεδομένα για την κατάσταση της επιφάνειας του πλανήτη, συμπεριλαμβανομένης της θερμοκρασίας, της υγρασίας, της κίνησης ατμοσφαιρικών μετώπων κ.λπ. Το ανοιχτό API επιτρέπει τη μεταφορά δεδομένων σε προσαρμοσμένο λογισμικό, συμπεριλαμβανομένων εφαρμογών desktop και κινητών. Χάρη σε αυτό μπορεί να ληφθεί μια ατομική λύση, δημιουργημένη ειδικά για τις ανάγκες μιας συγκεκριμένης επιχείρησης.
Η λήψη δεδομένων τηλεπισκόπησης της Γης είναι μία από τις σημαντικότερες και πιο διαδεδομένες υψηλής τεχνολογίας υπηρεσίες στην ουκρανική γεωργία. Αποσβένει γρήγορα τις επενδύσεις χάρη στη συνολική βελτιστοποίηση της δραστηριότητας της επιχείρησης. Και όμως στους αγρότες μπορεί να προκύπτουν προβλήματα με τη χρηματοδότησή της. Ευτυχώς, μπορούν να ξεπεραστούν εύκολα με τη βοήθεια της υπηρεσίας αγροδόσεων WEAGRO. Μεταξύ των συνεργατών μας είναι πάροχοι έτοιμων λύσεων για ακριβή γεωργία. Προσφέρουν εφαρμογές και υπηρεσίες που χρησιμοποιούν δεδομένα ΤΓ με τακτική ενημέρωση και διευκρίνιση. Μπορείτε να έχετε πρόσβαση σε αυτές τώρα και να πληρώνετε για τη χρήση σημαντικών πληροφοριών αργότερα, ιδίως μετά τη συγκομιδή.
Διαβάστε επίσης: Τι είναι η δόση: η διαφορά μεταξύ δανείου και δόσεων
Το 2013 στην Ουκρανία εγκρίθηκαν εννοιολογικές βάσεις Νόμου «Περί κρατικής ρύθμισης στον τομέα της τηλεπισκόπησης της Γης». Αλλά αυτό το έγγραφο δεν έφτασε ποτέ για εξέταση στη Βουλή. Αντίθετα, το προσχέδιό του επεξεργάστηκε από το Υπουργικό Συμβούλιο το 2015. Αυτό έγινε η βάση για νέο νομοσχέδιο, που προτάθηκε από την Κρατική Διαστημική Υπηρεσία της Ουκρανίας το 2019. Προς το παρόν αυτό το έγγραφο επίσης δεν έχει εγκριθεί — στην τελική ρύθμιση της χρήσης ΤΓ στη γεωργία και άλλους τομείς σχεδιάζουν να επιστρέψουν μετά το τέλος του πλήρους πολέμου.
Χρήση δεδομένων τηλεπισκόπησης της Γης στον αγροτικό τομέα
Τα πιο διαδεδομένα παραδείγματα χρήσης δεδομένων τηλεπισκόπησης της Γης:
- Ολοκληρωμένη παρακολούθηση γεωργικών εκτάσεων — αξιολόγηση της κατάστασης των φυτών με διάστημα από μερικές ώρες έως 1–3 ημέρες.
- Παρακολούθηση της παραγωγικότητας συγκεκριμένων τμημάτων και καλλιεργειών — η ανάλυση των χαρακτηριστικών της επιφάνειας του πλανήτη επιτρέπει την πρόβλεψη του επιπέδου απόδοσης.
- Πρώιμη ανίχνευση των μεγαλύτερων κινδύνων — επιδείνωση των καιρικών συνθηκών, πυρκαγιές, προσβολή φυτών από ασθένειες, πολλαπλασιασμός επιβλαβών κ.λπ.
- Μείωση εξόδων — οι χάρτες μεταβλητού ρυθμού εφαρμογής (VRA) επιτρέπουν τη βελτιστοποίηση της χρήσης σπόρων, νερού, λιπασμάτων και φυτοφαρμάκων ανάλογα με την τρέχουσα κατάσταση των φυτών και των εδαφών.
- Απογραφή καλλιεργειών — η τηλεπισκόπηση της Γης μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την αρχική ανάπτυξη χαρτών της περιοχής και την ψηφιοποίηση των δεδομένων που λαμβάνονται.
- Παρακολούθηση γεωργικών εργασιών — η δορυφορική παρατήρηση δίνει τη δυνατότητα παρακολούθησης των διαδικασιών σποράς, συγκομιδής, άρδευσης κ.λπ. Μπορείτε να τις συγκρίνετε με τα σχέδια για να αξιολογήσετε την παραγωγικότητα της επιχείρησης.
- Πρόβλεψη καιρού — οι διαστημικές παρατηρήσεις είναι πολύ πιο ακριβείς από τις παραδοσιακές μεθοδολογίες. Τον τελευταίο καιρό το σφάλμα τους μειώθηκε σημαντικά χάρη στην επεξεργασία δεδομένων με τη βοήθεια τεχνητής νοημοσύνης.
Όλες αυτές οι πληροφορίες μπορούν να είναι διαθέσιμες για την αγροτική σας εκμετάλλευση ή γεωργική επιχείρηση. Η υπηρεσία αγροδόσεων WEAGRO — μια βολική λύση για συνδρομή σε πληρωμένες υπηρεσίες δορυφορικής παρατήρησης και τηλεπισκόπησης της Γης. Η αναβολή πληρωμής εκτείνεται τόσο σε εξοπλισμό όσο και σε εξειδικευμένες υπηρεσίες. Μπορείτε να επιλέξετε πάροχο από τους συνεργάτες μας ή να βρείτε τη δική σας λύση, προτείνοντας στον προγραμματιστή να συμμετάσχει στην online υπηρεσία WEAGRO.
Προοπτικές χρήσης δεδομένων τηλεπισκόπησης της Γης στην Ουκρανία
Ο τομέας ΤΓ αναπτύσσεται συνεχώς. Σύμφωνα με τη νεότερη επιστημονική συνεργάτιδα του Επιστημονικού Κέντρου Αεροδιαστημικών Ερευνών της Γης του Ινστιτούτου Γεωλογικών Επιστημών της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών της Ουκρανίας Όλγα Τομτσένκο, πριν από πέντε χρόνια την επικράτεια της χώρας μας ερευνούσαν 20 δορυφόροι, ενώ σήμερα ο αριθμός τους αυξήθηκε σε 300. Αντίστοιχα, διευρύνθηκαν και οι δυνατότητες του εξοπλισμού που αναλύει ακτινοβολία σε νέα φάσματα και με μεγαλύτερη ανάλυση.
Επομένως, στο εγγύς μέλλον η τηλεπισκόπηση της Γης μπορεί να εφαρμοστεί για την επίλυση τέτοιων προβλημάτων στον τομέα της γεωργίας:
- αναζήτηση σύνδεσης μεταξύ ανθοφορίας υδάτινων σωμάτων και απόδοσης παράκτιων τμημάτων·
- ανίχνευση παράνομων κατασκευών σε γη γεωργικού προορισμού·
- καθορισμός ορίων πολεοδομίας σε παραδοσιακά αγροτικές περιοχές·
- πρόβλεψη πυρκαγιών σε δάση και τυρφώνες.
Μια άλλη κατεύθυνση ανάπτυξης της τεχνολογίας μπορεί να είναι η αυτοματοποίηση και η ρομποτοποίηση του γεωργικού εξοπλισμού. Λαμβάνοντας δεδομένα από υπηρεσίες τηλεπισκόπησης της Γης, οι μηχανές θα επιλέγουν αυτόνομα τις απαραίτητες λειτουργίες και ρυθμίσεις. Αυτό θα επιτρέψει την επεξεργασία κάθε μέτρου ή ακόμη και εκατοστού του εδάφους με τον βέλτιστο τρόπο. Οι μόνες εργασίες του ανθρώπου σε μια τέτοια κατάσταση θα είναι ο έλεγχος και η επιλογή της σωστής διαμόρφωσης του εξοπλισμού.
Διαβάστε επίσης: Πώς να προσδιορίσετε την οξύτητα του εδάφους και πώς να τη μειώσετε ή να την αυξήσετε
Συμπεράσματα
Η τηλεπισκόπηση της Γης είναι το κλειδί για την ακριβή γεωργία. Η δορυφορική παρακολούθηση επιτρέπει την επιλογή βέλτιστων τεχνικών γεωργίας και την παρακολούθηση της τρέχουσας κατάστασης των καλλιεργειών. Στο μέλλον, οι μέθοδοί της σε συνδυασμό με την τεχνητή νοημοσύνη μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την αυτοματοποίηση και τη ρομποτοποίηση των μηχανών.
