Studium przypadku: ocena szkód atmosferycznych w uprawach zbożowych za pomocą drona
Wprowadzenie
Aby zagwarantować skuteczność i bezpieczeństwo biostymulatorów, nawozów i środków ochrony roślin, przez cały cykl życia danej uprawy przeprowadzane są próby polowe. W tym celu certyfikowane ośrodki badawcze muszą wykonywać różnorodne analizy, aby zweryfikować skuteczność tych produktów i uwydatnić różnice między poszczególnymi testowanymi produktami.
W przypadku upraw zbożowych przeznaczonych na paszę, wśród różnych analizowanych parametrów znajdują się wysokość i biomasa poszczególnych poletek. Obecnie parametry te ocenia się poprzez pomiary wykonywane bezpośrednio w polu: wysokość każdego poletka mierzy się tradycyjną miarką, natomiast biomasę każdego z nich określa się poprzez skoszenie roślinności i jej późniejsze zważenie. Wszystkie te metody są punktowe, subiektywne (zależą od osoby wykonującej pomiar) i/lub destrukcyjne, przy wysokich kosztach i czasochłonności pomiarów. Wykorzystanie drona jako narzędzia agronomicznego do badań i monitoringu może pomóc technikom w bardziej obiektywnej i szerokiej ocenie tych, a także wielu innych parametrów, takich jak wskaźniki wegetacji i stresu wodnego. Ponadto, wykonując kolejne loty w czasie, można tworzyć szeregi czasowe, które uwidaczniają zmiany poszczególnych parametrów biometrycznych i biofizycznych w czasie.
Studium przypadku
Na zlecenie klienta wykonaliśmy nalot dronem nad 60 poletkami jęczmienia o powierzchni ok. 10 m² każde. Wysokość lotu ustawiono na 30 metrów, wykonując zwykłe zdjęcia RGB z pokryciem czołowym i bocznym zdjęć na poziomie 85%.
Dzięki analizie wykonanych zdjęć możliwe było odtworzenie cyfrowych modeli poletka (DSM i DTM), na których testowano różne produkty biostymulujące. W ten sposób uzyskano objętość biomasy każdego poletka oraz wysokości w każdym punkcie (Rys.1), generując średnią wysokość każdego badanego poletka.
Rys.1: Od lewej do prawej: mapa RGB; mapa wysokości; mapa objętości dla poszczególnych poletek.
Niestety, na kilka dni przed pomiarem pole doświadczalne dotknęło załamanie pogody, powodujące wyleganie w kilku obszarach próby. Dzięki obrazom pozyskanym metodą teledetekcji możliwe było obliczenie procentu wylegania. Uznając za wylegniętą każdą część roślinności o wysokości poniżej 60 cm, stworzono „mapę wylegania”, która została następnie wykorzystana do oceny procentu wylegniętego jęczmienia na każdym poletku próby (Rys. 2).
Rys.2: Od lewej do prawej: mapa RGB; mapa wylegania; mapa procentowa wylegania dla poszczególnych poletek.
Wnioski
Dzięki zastosowaniu teledetekcji z drona oraz przetwarzaniu zebranych danych możliwe było skrócenie czasu potrzebnego na pomiary polowe, przy jednoczesnym prawidłowym oszacowaniu wysokości i objętości poszczególnych poletek.
Warto podkreślić, że wykonując wielokrotne pomiary w trakcie sezonu wegetacyjnego, można uzyskać historię danych, przydatną do oceny i konkretnego określenia różnic w rozwoju poszczególnych poletek w czasie.
Ponadto możliwe było precyzyjne oszacowanie szkód spowodowanych wyleganiem wynikającym ze zjawiska atmosferycznego, które dotknęło próbę – funkcja bardzo przydatna do liczbowego i obiektywnego wykazania procentu szkód, zarówno dla rolnika, jak i dla podmiotów zajmujących się zarządzaniem szkodami w rolnictwie (np. wyrządzonymi przez dziką zwierzynę).