Máy bay không người lái theo dõi sự phát triển của cây trồng

Thông tin về sự phát triển của cây trồng

Sự sinh trưởng của cây trồng có thể được mô tả bằng thông tin về các thông số kiểu hình, chỉ số dinh dưỡng và năng suất. Các thông số kiểu hình bao gồm độ che phủ thực vật, chỉ số diện tích lá, sinh khối, chiều cao cây, v.v. Các thông số này có mối quan hệ tương hỗ và cùng nhau đặc trưng cho sự sinh trưởng của cây trồng. Các thông số này có mối quan hệ tương hỗ và cùng nhau đặc trưng cho sự sinh trưởng của cây trồng và liên quan trực tiếp đến năng suất cuối cùng. Chúng chiếm ưu thế trong nghiên cứu giám sát thông tin nông trại và nhiều nghiên cứu đã được thực hiện.

1) Các thông số kiểu hình cây trồng

Chỉ số diện tích lá (LAI) là tổng diện tích lá xanh một chiều trên một đơn vị diện tích bề mặt, có thể mô tả tốt hơn sự hấp thụ và sử dụng năng lượng ánh sáng của cây trồng, đồng thời liên quan chặt chẽ đến sự tích lũy vật chất và năng suất cuối cùng của cây trồng. Chỉ số diện tích lá là một trong những thông số sinh trưởng chính của cây trồng hiện đang được theo dõi bằng cảm biến từ xa UAV. Việc tính toán các chỉ số thực vật (chỉ số thực vật tỷ lệ, chỉ số thực vật chuẩn hóa, chỉ số thực vật điều hòa đất, chỉ số thực vật khác biệt, v.v.) với dữ liệu đa phổ và thiết lập các mô hình hồi quy với dữ liệu thực địa là một phương pháp hoàn thiện hơn để đảo ngược các thông số kiểu hình.

Sinh khối trên mặt đất trong giai đoạn sinh trưởng muộn của cây trồng có liên quan mật thiết đến cả năng suất và chất lượng. Hiện nay, việc ước tính sinh khối bằng cảm biến từ xa UAV trong nông nghiệp vẫn chủ yếu sử dụng dữ liệu đa phổ, trích xuất các tham số phổ và tính toán chỉ số thực vật để mô hình hóa; công nghệ cấu hình không gian có một số ưu điểm nhất định trong việc ước tính sinh khối.

2) Chỉ số dinh dưỡng cây trồng

Việc theo dõi truyền thống về tình trạng dinh dưỡng của cây trồng đòi hỏi phải lấy mẫu thực địa và phân tích hóa học trong nhà để chẩn đoán hàm lượng chất dinh dưỡng hoặc chỉ số (diệp lục, nitơ, v.v.), trong khi cảm biến từ xa UAV dựa trên thực tế là các chất khác nhau có đặc điểm phản xạ-hấp thụ phổ cụ thể để chẩn đoán. Diệp lục được theo dõi dựa trên thực tế là nó có hai vùng hấp thụ mạnh trong dải ánh sáng khả kiến, cụ thể là phần màu đỏ ở bước sóng 640-663 nm và phần màu xanh tím ở bước sóng 430-460 nm, trong khi độ hấp thụ yếu ở bước sóng 550 nm. Màu sắc và đặc điểm kết cấu của lá thay đổi khi cây trồng bị thiếu hụt và việc phát hiện ra các đặc điểm thống kê về màu sắc và kết cấu tương ứng với các sự thiếu hụt khác nhau và các đặc tính liên quan là chìa khóa để theo dõi chất dinh dưỡng. Tương tự như việc theo dõi các thông số tăng trưởng, việc lựa chọn các dải đặc trưng, ​​chỉ số thực vật và mô hình dự đoán vẫn là nội dung chính của nghiên cứu.

3) Năng suất cây trồng

Tăng năng suất cây trồng là mục tiêu chính của hoạt động nông nghiệp, và việc ước tính chính xác năng suất rất quan trọng đối với cả bộ phận sản xuất nông nghiệp và bộ phận ra quyết định quản lý. Nhiều nhà nghiên cứu đã cố gắng thiết lập các mô hình ước tính năng suất với độ chính xác dự đoán cao hơn thông qua phân tích đa yếu tố.