Рациональность применения дистанционного зондирования сельскохозяйственных угодий

Размещено на http://www.allbest.ru

Размещено на http://www.allbest.ru

На сегодняшний день, основной отраслью внедрения технологий дистанционного зондирования стало точное (координатное) земледелие [5,6]. Концепцией точного земледелия является наличие участков разного свойства в границах одного поля. Обязательное условие этой концепции в том, что необходимо учитывать локальные особенности почвы и климатические условия, которые, в свою очередь, помогают легче установить локальные причины болезней или уплотнений [9]. Технологии точного земледелия направлены на повышение урожайности, уменьшение себестоимости продукции и сохранение окружающей среды. Большое количество элементов, используемых в точном земледелии, можно разбить на три основные группы:

1. Сбор информации о хозяйстве, отбор образцов, создание электронной карты.

2. Анализ показателей, создание точной карты агроэкологических условий.

3. Принятие решений.

Основными приложениями дистанционного зондирования в сельском хозяйстве являются:

· растительность: классификация типа культур, оценка состояния посевов (мониторинг культур, оценка ущерба), оценка урожайности;

· почва: отображение характеристик и типа почвы, эрозия и влажность почвы, отображение практики обработки почвы [8,10].

Ниже приводятся характеристики, градации и сравнения субъектов дистанционного зондирования, которые помогут лучше разобраться в использовании ДЗ.

Cубъекты дистанционного зондирования можно разделить по высоте полета:

1. Космические спутники - 250-300 км.

2. Самолеты, воздушные шары - 15-20 км.

3. БПЛА (беспилотные летательные аппараты), вертолеты, дирижабли, дельтапланы - 2-10 км.

Каждый из субъектов зондирования представлен на рынке достаточно широкой гаммой образцов различных видов.

По методам зондирования они делятся на:

· пассивные - использование естественного отражения или тепловое излучения объектов на поверхности Земли;

· активные - использование вынужденного излучения объектов, инициированного искусственным источником направленного действия [7].

Наглядно методы зондирования проиллюстрированы на рисунке 1.

Рис. 1. Методы дистанционного зондирования

земледелие урожайность дистанционный зондирование

Основные приборы для дистанционного зондирования, устанавливаемые на летательных аппаратах:

· радиометры и фотометры являются самыми распространенными инструментами, они фиксируют отраженное и испускаемое излучение в широком диапазоне частот (самые распространенные датчики видимого и инфракрасного диапазонов, микроволновые, датчики гамма-лучей и датчики ультрафиолета);

· технологии светового обнаружения и определения дальности (ЛИДАР), основным применением которого является дистанционное зондирование растительности;

· стереоизображения, полученные при помощи аэрофотосъемки;

· мультиспектральные платформы, ими получают карты растительного покрова и землепользования, мониторинга использования земель, изучение состояния растений и сельскохозяйственных культур.

Также мультиспектральные сенсоры позволяют рассчитать вегетационные индексы NDVI (NormalizedDifferenceVegetationIndex), значения которых отражают состояние фитомассы. Вегетационный индекс NDVI позволяет прогнозировать и оценивать урожайность, выявлять болезни и вредителей на ранних стадиях, рассчитать точечное внесение микродоз удобрений и препаратов, планировать комплекс агротехнологических мероприятий для достижения максимального урожая.

Сравним общие характеристики космических аппаратов, пилотируемых летательных аппаратов и беспилотных аппаратов (таблица 1).

Таблица 1. Сравнительные характеристики аппаратов для дистанционного зондирования

Таблица наглядно отображает превосходство БПЛА над другими аппаратами. В пользу БПЛА хочется добавить дополнительные аргументы:

· маленький вес (вес аппарата 0,5-20кг);

· использование электрического двигателя, который намного экологичнее бензинового;

· возможность зависания над участком, в частности, мультикоптера, одного из разновидностей БПЛА;

· возможность получения информации в режиме реального времени.

Главный недостаток БПЛА - уязвимость каналов связи (принимаемые и отсылаемые аппаратом), которые могут глушиться (например, вблизи аэродромов).

Подводя итоги, хочется отметить, что использование дистанционного зондирования в точном земледелии даст аграриям большие преимущества в себестоимости продукции, снижение производственных затрат, уменьшение загрязнения почвы и воздуха, скоординированность действий по устранению болезней и оптимизации урожайности.

Использование БПЛА в сельском хозяйстве давно уже практикуется многими крупными аграрными странами мира.

Хотя в нашей стране в этом направлении делаются первые шаги, нельзя отрицать большого потенциала применения беспилотных технологий в сельском хозяйстве.

Литература

1. Рубцов С.А. Аэрокосмические средства и технологии для точного земледелия / С.А. Рубцов, И.Н. Голованев, А.Н. Каштанов; Под ред. акад. РАСХН. Н. Каштанова; МГСХА. - М., 2008. - 330 с., илл., табл.

2. Савин И.Ю. Возможности использования беспилотных летательных аппаратов для оперативного мониторинга продуктивности почв / И.Ю. Савин, Ю.И. Вернюк, И. Фараслис // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. - 2015. - Вып. 80. - С. 95-105.

3. Сутырина Е.Н. Дистанционное зондирование земли: учеб. пособие / Е. Н. Сутырина. - Иркутск: Изд-во ИГУ, 2013. - 165 с.

4. Аукенова М. Применение беспилотных летательных аппаратов / М. Аукенова, Г.К. Байдаулетова, Д.Ж. Бастаубаева. - Алматы. - Режим доступа: http://group-global.org/sites/default/files/publications/%D0%90%D1%83%D0%BA%D0%B5%D0%BD%D0%BE%D0%B2%D0%B0%20%D0%9C.%2C%20%D0%91%D0%B0%D0%B9%D0%B4%D0%B0%D1%83%D0%BB%D0%B5%D1%82%D0%BE%D0%B2%D0%B0%20%D0%93.%D0%9A.%20%D1%81%D1%82%D0%B0%D1%82%D1%8C%D1%8F%20%D0%B1%D0%B5%D1%81%D0%BF%D0%B8%D0%BB%D0%BE%D1%82%D0%BD%D0%B8%D0%BA3.pdf

5. Беличев А.А. Возможные пути решения вопросов землепользования в современном АПК / А.А. Беличев // Сборник статей междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 15-летию создания кафедры «Землеустройство и кадастры» и 70-летию со дня рождения основателя кафедры, докт. сельскохозяйственных наук, проф. Б. И. Туктарова. - Саратов, 2015. - С. 21-23.

6. Гусев А.С. Новые подходы при подготовке специалистов в области землеустройства и кадастров / А.С. Гусев, А.А. Беличев, Т.А. Евдокимова// Коняевские чтения: сборник статей Междунар. науч.-практ. конф. - 2014. - С. 130-131.

7. Сенькова Л.А. Эколого-геологический кадастр - информационный ресурс рационального природопользования / Л.А. Сенькова, А.О. Киселева, М.Ю. Карпухин // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. - 2016. - № 12-6. - С. 1113-1116.

8. Материал из Википедии. Беспилотный летательный аппарат [Электрон. ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Беспилотный_летательный_аппарат

9. Материал из Википедии. Дистанционное зондирование земли [Электрон. ресурс]. - Режим доступа: https://ru.wikipedia.org/wiki/Дистанционное_зондирование_Земли.

10. Материал из Википедии. Точное земледелие [Электрон. ресурс]. - Режим доступа: //https://ru.wikipedia.org/wiki/Точное_земледелие

Размещено на Allbest.ru