Teledetecția Pământului este unul dintre elementele cele mai importante ale agriculturii de precizie. Această tehnologie de ultimă generație presupune scanarea suprafeței planetei cu o rezoluție de la câțiva metri la câțiva centimetri. Este utilizată pe scară largă în agricultură pentru automatizarea proceselor de producție, creșterea randamentului culturilor și reducerea impactului negativ al mediului asupra culturilor. Astăzi vom analiza cum funcționează teledetecția Pământului (TDP), care tipuri de tehnologie au devenit cele mai răspândite, cum utilizează această metodă agricultorii ucraineni și care sunt perspectivele de dezvoltare ale acesteia.
Ce este teledetecția Pământului
Teledetecția Pământului este scanarea suprafeței planetei cu ajutorul platformelor aeronautice și spațiale. Acestea colectează informații despre relief, gradul de reflexie a luminii, umiditate, gama de culori, temperatură și alte caracteristici importante. Datorită acestui fapt, se reușește construirea de hărți care sunt utilizate în primul rând în agricultură. Dar astfel de imagini sunt utile și în alte domenii — urbanism, extracția de minerale, silvicultură, operațiuni de căutare și salvare, domeniul militar etc.
Astăzi teledetecția Pământului se realizează în mare parte cu ajutorul sateliților artificiali — aparate spațiale care funcționează pe diferite orbite. Chiar și în cazul utilizării tehnologiei gratuite EGNOS, utilizatorii pot obține hărți cu o rezoluție de până la 2-3 metri. Prin aplicarea metodelor hardware de corecție și ajustare eDif și RTK, precizia construirii hărților crește la 15-30 și respectiv 8-10 cm. Echipamentul aeronautic este utilizat pentru actualizarea urgentă a datelor sau precizarea hărților.
Tipuri de teledetecție a Pământului
Dispozitivele instalate pe platformele spațiale se împart în două tipuri — active și pasive. Teledetecția activă a Pământului presupune utilizarea anumitor surse de radiație — cu unde radio, luminoasă, infraroșie, laser etc. În cea pasivă se utilizează doar semnalele reflectate — acest lucru o face sensibilă la momentul zilei și poziția corpurilor cerești, dar simplifică construcția echipamentului și reduce costurile pentru obținerea informațiilor. Să analizăm mai detaliat ce metodici anume se aplică în TDP.
Scanarea cu microunde
Undele radio cu lungimea de la 1 cm la 1 m trec liber prin atmosfera terestră, fără să se reflecte de nori și fără să se disperseze din cauza condițiilor meteorologice nefavorabile. În agricultură se utilizează predominant metodicile pasive de teledetecție cu microunde a Pământului. Acestea permit determinarea nivelului de umiditate al solului și aerului, concentrația de ozon din atmosferă și temperatura suprafeței.
Datele unor astfel de cercetări sunt utilizate pe platforma de agricultură de precizie OneSoil Yield. A fost dezvoltată de compania elvețiană OneSoil, iar în Ucraina este susținută de echipa FRENDT. Această soluție software construiește hărți de semănat diferențiat și aplicare de îngrășăminte cu analiza ulterioară a rezultatelor obținute din hărțile de randament.
Scanarea activă cu microunde este utilizată mai rar. Permite determinarea contururilor obiectelor, construind hărți ale reliefului fizic și amplasarea obiectelor. De obicei este aplicată pentru precizarea datelor obținute și crearea de hărți agricole multistrat.
Scanarea hipersprectrală
Analiza luminii vizibile reflectate de suprafața planetei. Senzorii hipersprectrali, spre deosebire de spectrometrele obișnuite, pot determina sute sau chiar mii de game de unde luminoase. Acest lucru ajută la diferențierea nuanțelor de verde — frunzele tinere și mature, plantele sănătoase și bolnave etc. Tehnologii similare sunt utilizate și în sistemele de automatizare a agroscoutingului companiei FRENDT. Acestea permit obținerea de date despre starea câmpurilor în aplicațiile mobile, pentru a alege abordările optime în agricultură.
Scanarea hipersprectrală pasivă permite obținerea de date foarte importante de teledetecție a Pământului. Datorită funcționării în gamele de radiație infraroșie apropiată și medie, senzorii pot analiza nivelul de încălzire a suprafeței planetei și semnaliza despre incendiile apropiate. Acest lucru ajută la luarea în timp util a deciziilor importante, de exemplu, despre creșterea volumelor de irigare sau chemarea serviciilor de urgență.
Scanarea cu ajutorul echolotului
Senzorii cu ultrasunete au fost creați pentru prima dată pentru cercetarea reliefului fundului marin. În teledetecția Pământului sunt utilizați pentru scanarea „coloanei” verticale a atmosferei. Evaluând viteza de întoarcere a semnalelor și gradul de dispersare a acestora, dispozitivele pot trage concluzii despre starea actuală a vremii și gradul de saturare a aerului cu umiditate.
Combinând datele de la echoloatele mai multor sateliți și studiind această informație în dinamică, se pot face prognoze destul de precise ale vremii pe termen scurt. Acest lucru permite de asemenea optimizarea costurilor pentru irigare, protejarea în timp util a plantelor de grindină, ploi torențiale și uragane, precum și alegerea momentului ideal pentru aplicarea agrochimicalelor sau recoltarea.
Teledetecția Pământului în Ucraina
Primele experimente de sondare a Pământului din spațiu au început încă din epoca sovietică. În anii 1970, pe orbita circumterestră a ieșit o întreagă serie de sateliți „Cosmos”, creați de oamenii de știință ucraineni de la KB „Iujnoe”. Dar aceste aparate aveau în principal destinație militară, iar prin urmare domeniul de utilizare a datelor lor în agricultură se limita la câteva experimente îngust specializate.
La ideea de a utiliza datele de teledetecție a Pământului s-a revenit la începutul anilor 2000, când în accesul liber au apărut hărți construite cu ajutorul sateliților americani Landsat. Aceasta este cea mai îndelungată și informativă programă TDP, care continuă să funcționeze astăzi și prevede lansarea de noi aparate spațiale în viitor.
În 2004 Ucraina a lansat propriul satelit Sich-1M, care printre alte sarcini realiza teledetecția Pământului. Din păcate, s-a defectat în 2006, deși unele dintre datele sale sunt încă utilizate în domeniile științific și agricol.
Astăzi agricultura ucraineană primește date de la următoarele grupări de sateliți spațiali, echipați cu spectrometri, radiometri, echoloate, altimetre laser și alte dispozitive de cercetare:
- RADARSAT Constellation;
- TerraSAR-X;
- Sentinel și altele.
Pentru accesul la informații se utilizează diverse platforme cloud. Un exemplu elocvent este serviciul EOS Data Analytics, care oferă o serie de soluții specializate pentru agricultori. Utilizatorii săi pot obține hărți ale stării culturilor și date despre starea suprafeței planetei, inclusiv despre temperatură, umiditate, mișcarea fronturilor atmosferice etc. API-ul deschis permite transmiterea datelor către software personalizat, inclusiv aplicații desktop și mobile. Datorită acestui fapt se poate obține o soluție individuală, creată special pentru nevoile unei anumite întreprinderi.
Obținerea datelor de teledetecție a Pământului este unul dintre serviciile de înaltă tehnologie cele mai importante și răspândite în agricultura ucraineană. Se amortizează rapid investițiile datorită optimizării comprehensive a activității întreprinderii. Și totuși agricultorii pot avea probleme cu finanțarea acesteia. Din fericire, acestea pot fi ușor depășite cu ajutorul serviciului de plată în rate agricole WEAGRO. Printre partenerii noștri se numără furnizori de soluții gata pentru agricultura de precizie. Aceștia oferă aplicații și servicii care utilizează date TDP cu actualizare și precizare regulată. Puteți obține acces la acestea acum, iar să plătiți pentru utilizarea informațiilor importante mai târziu, inclusiv după recoltare.
Citiți de asemenea: Ce este plata în rate: diferența dintre credit și plata în rate
În 2013 în Ucraina au fost adoptate bazele conceptuale ale Legii „Despre reglementarea de stat în domeniul teledetecției Pământului”. Dar acest document nu a ajuns niciodată la examinarea în Rada Supremă. În schimb, proiectul său a fost prelucrat de Cabinetul de Miniștri în 2015. Acesta a devenit baza pentru noul proiect de lege, propus de Agenția Spațială de Stat a Ucrainei în 2019. Deocamdată acest document de asemenea nu este adoptat — se planifică revenirea la reglementarea finală a utilizării TDP în agricultură și alte domenii după încheierea războiului pe scară largă.
Utilizarea datelor de teledetecție a Pământului în sectorul agricol
Cele mai răspândite exemple de utilizare a datelor de teledetecție a Pământului:
- Monitorizarea complexă a terenurilor agricole — evaluarea stării plantelor cu interval de la câteva ore la 1-3 zile.
- Urmărirea productivității anumitor parcele și culturi — analiza caracteristicilor suprafeței planetei permite prognozarea nivelului de randament.
- Detectarea timpurie a celor mai mari riscuri — înrăutățirea condițiilor meteorologice, incendii, afectarea plantelor de boli, înmulțirea dăunătorilor etc.
- Reducerea costurilor — hărțile cu normă variabilă de aplicare (VRA) permit optimizarea utilizării semințelor, apei, îngrășămintelor și pesticidelor în funcție de starea actuală a plantelor și solurilor.
- Inventarierea culturilor — teledetecția Pământului poate fi utilizată pentru dezvoltarea primară a hărților teritoriului și digitizarea datelor obținute.
- Monitorizarea lucrărilor agricole — observația prin satelit oferă posibilitatea de a urmări procesele de semănat, recoltare, irigare etc. Puteți să le comparați cu planurile pentru a evalua productivitatea întreprinderii.
- Prognozarea vremii — observațiile spațiale sunt mult mai precise decât metodicile tradiționale. În ultima vreme eroarea lor s-a redus semnificativ datorită prelucrării datelor cu ajutorul inteligenței artificiale.
Toate aceste informații pot fi disponibile pentru gospodăria dumneavoastră fermierească sau întreprinderea agricolă. Serviciul de plată în rate agricole WEAGRO — soluție convenabilă pentru abonarea la servicii plătite de observație prin satelit și teledetecție a Pământului. Amânarea plății se extinde atât asupra tehnicii, cât și asupra serviciilor specializate. Puteți alege un furnizor dintre partenerii noștri sau găsi propria soluție, propunând dezvoltatorului să se alăture serviciului online WEAGRO.
Perspectivele utilizării datelor de teledetecție a Pământului în Ucraina
Domeniul TDP se dezvoltă constant. Conform spuselor cercetătorului științific junior al Centrului Științific de Cercetări Aerospațiale ale Pământului din Institutul de Științe Geologice al Academiei Naționale de Științe a Ucrainei
Prin urmare, în viitorul apropiat teledetecția Pământului poate fi aplicată pentru rezolvarea următoarelor sarcini în domeniul agriculturii:
- căutarea legăturii între înflorirea bazinelor de apă și randamentul parcelelor de coastă;
- detectarea construcțiilor ilegale pe terenurile cu destinație agricolă;
- stabilirea granițelor urbanismului în regiunile tradițional agricole;
- prognozarea incendiilor în păduri și turbării.
O altă direcție de dezvoltare a tehnologiei poate fi automatizarea și robotizarea tehnicii agricole. Primind date de la serviciile de teledetecție a Pământului, mașinile vor alege independent funcțiile și setările necesare. Acest lucru va permite prelucrarea fiecărui metru sau chiar centimetru de sol în mod optim. Singurele sarcini ale omului în această situație vor fi controlul și alegerea configurației corecte a tehnicii.
Citiți de asemenea: Cum să determinați aciditatea solului și cum să o scădeți sau să o măriți
Concluzii
Teledetecția Pământului este cheia către agricultura de precizie. Monitorizarea prin satelit permite alegerea tehnicilor optime de agricultură și urmărirea stării actuale a terenurilor. În viitor, metodele sale în combinație cu inteligența artificială pot fi utilizate pentru automatizarea și robotizarea mașinilor.
