Nepilotuojamų orlaivių (UAV), taip pat žinomų kaip dronų, naudojimas ir prijungta analizė
turi didelį potencialą padėti ir spręsti kai kurias aktualiausias problemas, su kuriomis susiduriama
žemės ūkį, kalbant apie prieigą prie veiksmingų realiu laiku kokybiškų duomenų.
Jis gali būti naudojamas įvairiais etapais per visą apkarpymo ciklą:
- Dirvožemio ir lauko analizė – gavus tikslius 3D dirvožemio žemėlapius, galima planuoti sodinimą ir analizuoti maistinių medžiagų būklę tolimesnėms operacijoms:
- Sodinimas – UAS atšauna sėklas su maistinėmis medžiagomis dirvožemyje, vidutiniškai pasisavinant 75 proc., taip sumažinant sodinimo išlaidas.
- Pasėlių stebėjimas – Laiko eilučių animacija gali parodyti tikslų pasėlių vystymąsi ir atskleisti gamybos neefektyvumą, todėl galima geriau valdyti pasėlius.
- Drėkinimas – Dronai su hiperspektriniais, daugiaspektriniais arba šiluminiais jutikliais gali nustatyti, kurios lauko dalys yra sausos arba kurias reikia tobulinti.
- Sveikatos įvertinimas – nuskaitydami pasėlius naudodami matomą ir artimą infraraudonąją šviesą, dronu nešiojami prietaisai gali nustatyti, kurie augalai atspindi skirtingą žalios šviesos ir NIR šviesos kiekį. Ši informacija gali sukurti daugiaspektrinius vaizdus, sekančius augalų pokyčius ir nurodančius jų sveikatą.
Daugiaspektrinius laukų vaizdus, dažniausiai ūkininkai naudoja per internetines paslaugas, tokias kaip Sen2-Agri (http://www.esa-sen2agri.org/), Onesoil (https://onesoil.ai/en/) ir kt. svetainėse naudojamos nuotraukos iš kosmoso (pavyzdžiui, iš Sentinel palydovų)
Pagrindinė palydovinių vaizdų problema yra maža laiko ir erdvinė skiriamoji geba. Nemokami „Sentinel“ palydovai užtikrina 10 metrų vienam pikseliui tikslumą, o to tikslumui pasiekti nepakanka. Prie to prisideda ir tai, kad duomenų apdorojimo ciklas aplink Žemę yra 10 dienų, todėl duomenų uždelsimas vidutiniškai siekia 3-5 dienas, o vasarą tai gali nepakakti sprendimams priimti. Mokami palydovai suteikia iki 2 metrų viename pikselyje skiriamąją gebą, tačiau jie yra mokami. Ir visi palydovai turi debesų problemą, kai kuriose srityse debesuotumas gali siekti 50% laiko. Tuo pačiu metu erdvės vaizduose debesimis dengiamos sritys yra „netikra“ – jas „pertraukia“ kaimyninių vaizdų vaizdai, o tai sumažina jų patikimumą. Dėl to ūkininkų gauta informacija iš palydovinių vaizdų leidžia nustatyti makroelementų (azoto, fosforo, kalio, humuso) lygį dirvožemyje ne daugiau kaip 75%, o netgi esant pastebimam vėlavimui ir vietos nustatymo netikslumui.
Fotografuodamas iš UAV, ūkininkas gali gauti iki 3–5 cm skiriamąją gebą, tai yra daugiau nei 100 kartų geresnę. Atitinkamai, makroelementų lygio nustatymo tikslumas gali siekti 90-95%. Kita vertus, laukų skaičius žemės ūkio ūkiuose gali būti matuojamas dešimtimis vienetų, pakankamai išskirstytų vienas nuo kito, vienas laukas užima dešimtis ir šimtus hektarų ar arų. Dėl to, atliekant lauko darbus, ūkininkui yra gana sunku savarankiškai skristi aplink visus laukus tik UAV, tai gali užtrukti kelias dienas. Skrydžio įgulos mokesčiai – vidutinė dienos žemėlapių sudarymo kaina nuo 800 USD iki 1200 USD.
Perspektyviausias šiandien yra vaizdų iš palydovų ir vaizdų iš UAV derinys. Biologai mano, kad būtent daugiasluoksnis stebėjimas – žemės stebėjimo duomenų, palydovinių vaizdų ir nuotraukų iš drono derinys – duoda geriausius darbo rezultatus. Naudojant mašininio mokymosi technologijas, dirbtinį intelektą, vienu metu apdorojant vaizdus iš palydovų ir UAV, galima pasiekti aukštą 90-95% tikslumą visoje teritorijoje be didelių išlaidų.
Dar viena bepiločių orlaivių naudojimo problema. Įprasti keturkopiai turi labai trumpą atstumą – 50-100 hektarų vienam skrydžiui, todėl naudojami laukuose. Fiksuoto sparno UAV reikalauja, kad ūkininkas įgytų piloto kvalifikaciją, negali automatiškai pakilti ir nusileisti, yra traumuojantis ir pateikia žemos kokybės bei raiškos vaizdus.
Išeitis – panaudoti naujo tipo droną – rotorinį orlaivį „Optiplane“. Jie sujungia kopterio ir fiksuoto sparno privalumus, tačiau neturi trūkumų. Skirtingai nei kopteris, rotorinis lėktuvas vienu skrydžiu gali įveikti iki 10 kartų didesnį plotą – daugiau nei 1000 hektarų. Skirtingai nuo fiksuotų sparnų UAV, rotorinis lėktuvas nereikalauja, kad ūkininkas galėtų valdyti UAV – visas skrydis nuo pakilimo iki nusileidimo yra visiškai automatinis. Nustačius, jis telefone arba planšetėje automatiškai mato lauko darbų taisymo rekomendacijas – NDVI, NDWI, AF1, ARI1 žemėlapius, specialią informaciją.