Мониторинг созревания пшеницы на демонстрационных полях в районе Чанъань, Сиань.

С непрерывным развитием технологий точное земледелие стало важным направлением развития современного сельского хозяйства. Точное земледелие — это модель сельскохозяйственного производства, основанная на современных информационных технологиях. Благодаря точному сбору, анализу и применению информации о сельскохозяйственных угодьях, оно позволяет эффективно контролировать и управлять состоянием окружающей среды, ростом культур, вредителями и болезнями, тем самым повышая эффективность сельскохозяйственного производства и качество сельскохозяйственной продукции. В этом процессе решающую роль играет технология гиперспектрального дистанционного зондирования.

Технология гиперспектрального мониторинга помогает в точном земледелии.

Гиперспектральное дистанционное зондирование, также известное как спектральное дистанционное зондирование с получением изображений, представляет собой технологию получения широкого спектра очень узких и непрерывных спектральных данных в видимом, ближнем инфракрасном, среднем инфракрасном и тепловом инфракрасном диапазонах электромагнитного спектра. Его полоса пропускания обычно составляет менее 10 нм, что позволяет получать более непрерывную и полную спектральную информацию, охватывая более широкий спектральный диапазон, точно различать виды сельскохозяйственных культур и контролировать различные агрономические параметры растений.

Применение технологии гиперспектрального дистанционного зондирования в точном земледелии в основном проявляется в быстром, неразрушающем и точном мониторинге роста сельскохозяйственных культур, физиологических и биохимических характеристик, урожайности и качества с использованием данных гиперспектрального дистанционного зондирования, что обеспечивает техническую поддержку научного управления и высокоэффективного выращивания сельскохозяйственных культур.

CAS Xiguang Aerospace - Мониторинг созревания пшеницы

Пшеница (Triticum aestivum) — одна из важнейших продовольственных культур мира, на которую полагаются примерно 35–40% населения планеты. В моей стране, как густонаселенной, спрос на пшеницу остается стабильно высоким. В последние годы рыночная конкуренция и изменения качества пахотных земель привели к значительным колебаниям в производстве пшеницы. Производство пшеницы имеет решающее значение для продовольственной безопасности, экономического развития и социальной стабильности моей страны; своевременная информация о производстве пшеницы может служить научной основой для принятия национальных экономических и макроэкономических решений.

Для быстрого и точного мониторинга зрелости пшеницы и рационального определения времени уборки урожая в данном исследовании в качестве объекта исследования использовалась пшеница с демонстрационного поля в районе Чанъань. RGB-изображения и мультиспектральные снимки экспериментального участка, полученные с помощью БПЛА, были сделаны на средней и поздней стадиях налива зерна. Для извлечения значений компонента «а» из RGB-изображений было выполнено преобразование в лабораторное пространство, после чего были проанализированы характеристики изменения зрелости зерна пшеницы. Значения «а» пшеницы от стадии формирования зерна до молочной стадии были нормализованы для построения индекса мониторинга зрелости (MCI). Спектральные характеристики пшеницы на разных стадиях зрелости были проанализированы с помощью мультиспектральных изображений. На основе оптимизированных характеристик полос были выбраны индексы отношения растительности (RVI) и нормализованные разностные индексы растительности (NDVI) в качестве независимых переменных для инверсии MCI, соответственно, для построения модели мониторинга зрелости пшеницы.

На следующем рисунке показаны результаты изменения степени зрелости пшеницы перед уборкой урожая на демонстрационном поле в районе Чанъань провинции Шэньси. 22 мая площадь контролируемых посевов составляла приблизительно 1254,36 му, из которых площадь относительно созревших посевов составляла приблизительно 227,42 му, что составляет 18,13% от общей площади.

Технология гиперспектрального дистанционного зондирования позволяет точно получать подробную спектральную информацию о растениях и создавать модели мониторинга, что дает возможность осуществлять точный мониторинг типа культуры и посевной площади, условий роста растений, вредителей и болезней, физиологических и биохимических характеристик растений, их роста, урожайности и качества и т. д., способствуя научному управлению сельским хозяйством и достижению высоких урожаев и качества, а также играя положительную роль в развитии точного земледелия.