mehitamata õhusõidukite kasutamine põllumajanduses€¦ · 2016 - clarity from above, pwc global...

Edgar Sepp

TÜ geograafia

27.02.2019

Mehitamata õhusõidukite

kasutamine põllumajanduses

https://www.sesarju.eu/sites/default/files/documents/reports/European_Drones_Outlook_Study_2016.pdf

Agriculture: „Drones could help enable precision agriculture that will be critical to meetproductivity needs for Europe and support greener farmer practices that are a focus of theEU Common Agricultural Policy (CAP) of 2020“

2016 - Clarity from above, PwC global report on the commercial

applications of drone technology

Põllumajandus

• Taimekasvu / saagi

jälgimine ja ennustamine

• Mulla ja põllu seisukord

• „Tervise hindamine“

• Niisustussüsteemid

• Taimede pritsimine

• 32,4 miljardit dollarit – aastaks 2050!? http

s://

ww

w.p

wc.

pl/e

n/pu

blik

acje

/201

6/cl

arit

y-fr

om-a

bove

.htm

l

• Õige tegevus

• Õige kogus

• Õigel ajal

• Õiges asukohas

Ruumiline varieeruvus põllul:

Kuidas? Taimekasvu, mulla omaduste, saagikuse mõõtmine?

Täppispõllundus

Erinevad praktikad, mis tagavad põllumajandusliku jätkusuutlikkuse

https://www.drones.com.au/agriculture-drones/joyance-6l-spraying-drone

• UAV – Unmanned Aerial Vehicle

• UAS – Unmanned Aerial System(s)

• RPA(S) – Remotely Piloted Aircraft

(System)

Mehitamata õhusõidukid / Droonid

• MÕS – Mehitamata õhusõiduk

• Kaugjuhitav lennumasin

senseFly eBee SQ DJI Phantom 4Falcon Vertigo

• Droon on platvorm, mis transpordib kaamerat / sensorit / instrumenti

• Droon annab võimaluse

• Lennata just meile sobival / vajalikul ajal

(ilmastikuolud)

• Teha seda suhteliselt kiiresti (regulatsioonid,

keerulisemad seadmed)

• Ligipääs: õhust / ülevalt / eemalt / häirimata /

ennast ohtu seadmata

• Teha seda suhteliselt odavalt

Drooniseire

https://www.salengineering.it/public/en/p/maia.asp

• Tavakaamera – RGB kaamera

• Multispektraalne kaamera

• Hüperspektraalkaamera

• Termokaamera

• Lidar

• Radar

• …

Kaamerad / sensorid / instrumendid

Elektromagnetkiirgus

RGB kaamerad

Multis-pektraal

Hüper-spektraal

Termo

Radarid

Kaamera

Roheline

Punane

Punase serv

Lähisinfrapunane

Parrot Sequoia

Maia S2

RGB kaamera

MicaSense RedEdge

Senop Oy VIS-VNIR Hüperspektraal kaamera

Palju kanaleid: 50…1000+

https://www.micasense.com/faq

1. Nutiseadmega:

a) Lennuplaneerimine (ala valik)

b) Vajaduste täpsustamine (produktid)

2. Peegeldusväärtuste saamiseks kalibreerimispaneel (etalon)

3. Automaatne droonilend

4. Pildid üle interneti kuhugi pilve

5. Tulemused on näha rakenduses

6. Andmekihtide alla laadimine ja edasine kasutamine

Rakendus ideaalis

Kaamera

Meid huvitavad peegeldusväärtused: 1) Mõõta pildistamise hetkel ka olemasolevat kiirgust, mis tuleb „ülevalt“2) Kasutada etalonina kalibreerimispaneeli

• MicaSense Atlas: https://www.micasense.com/atlas/

• DroneDeploy: https://www.dronedeploy.com/solutions/agriculture/

• PrecisionHawk: https://www.precisionhawk.com/agriculture

• senseFly eMotion Ag: https://www.sensefly.com/software/emotion-ag/

• Agremo: https://www.agremo.com/

• Farm Solutions: https://farmsolutions.com/

• Airinov: https://www.airinov.fr/en/

• Tranis Technologies: http://www.taranis.ag/

• …

Rakendused

• Kõrge lahutusega ortofotomosaiik (vaatamine või edasine töötlus)

• Segmenteerimine (taimede kokku lugemine, katvuse pindala arvutamine)

• Kõrgusmudelid (fotogramm-meetria)

• Taimkatte kõrgus

Rakendused: RGB - tavakaamera

Pildid: https://www.precisionhawk.com/agriculture

• Lisaks RGB kanalitele RE, NIR,…

• RE – „Red Edge“

• NIR – Lähi infrapunane

• RE – Seda üleminekuala

seostatakse lehe klorofülli

sisalduse, taimede

fenoloogilise faasi,

stressi jm näitajatega

Rakendused: multispektraal

https://www.micasense.com/faq

• Taimkatte indeksite arvutamine

• NDVI – elava rohelise taimkatte hulk

• NDRE – taimkatte „tervise“ hindamine

• OSAVI – mulla osas kohandatud taimkatte indeks

• EVI – parandatud / võimendatud taimkatte indeks

• …

Sentinel2 indeksid:https://www.indexdatabase.de/

Rakendused: multispektraalNDVI

NDREOSAVI Pildid: https://support.micasense.com

• Vee olemasolu ja kättesaadavus

• Haigused

• Saagikuse hindamine

• Viljade küpsuse hindamine

Rakendused: termokaamera

(Park et al., 2017)

• Kõrge lahutusega RGB + multispektraal + termokaamera

Micasense Altum

• Teadus – suured andmemahud, keerukas radiomeetria, kalibreerimine, keerukad

kaamerad jne…

Tuvastamine

• Liigid

• Haigused

• Erinevad

mineraalid

Rakendused: hüperspektraal

Adao et al. 2017 Pinter et al. 2003

• Teadus ja arendus, eriti drooniseire kontekstis

• Lisab palju infot 3D struktuuri

kohta

• Kõrgus, biomass

• …

Rakendused: lidar

(Christiansen et al. 2017)

https://zaldforestlab.weebly.com/

https://dronelife.com/2014/12/30/5-actual-uses-drones-precision-agriculture-today/

Edgar Sepp, 27.02.2019

edgar.sepp@ut.ee

Aitäh!