Când vorbim despre dronele agricole una din cele mai frecvente întrebări este ,,Cât de sus ar trebui să zbor cu drona mea?”, răspunsul depinde de tipul de dronă folosit. Dacă ne referim la dronele de pulverizare precum Agras T50, T25 sau T30, altitudinile la care zboară acestea sunt mici (1,5-3,5 m) și sunt în strânsă legătură cu lățimea de pulverizare a acestora. Dacă vorbim despre dronele de cartografiere și analiză multispectrală, altitudinea are un impact major asupra calității imaginii care rezultă (și a valorilor disponibile), obținerea corectă poate îmbunătăți seturile de date de construcție și reduce pierderile de date sau nevoia de a repeta zborul. În acest articol vom aprofunda altitudinile de zbor ale dronelor din a doua categorie.

‍

Drone de detectare a culturilor la nivel superior

Imaginile captate cu dronele de cartografiere creează o hartă de câmp fără întreruperi, cuantificabilă, din numeroase fotografii. Este o fotografie digitală 3D îmbunătățită cu locație și măsurare la scară. Ca toate fotografiile digitale, imaginile captate cu drone sunt compuse din pixeli pătrați colorați – cea mai mică unitate a unei imagini. Calitatea imaginii determină cât de aproape puteți mări sau micșora o imagine înainte ca detaliul să înceapă să se descompună în pixeli vizibili, creând un aspect granulat.

Pe teren, calitatea fotografiei este limitată în mare parte la hardware-ul și setările camerei. Dar atunci când fotografia digitală este captată de o dronă în zbor, altitudinea și mișcarea afectează și rezoluția și acuratețea datelor rezultate. Deci, cât de sus ar trebui să zburați cu drona de cartografiere?

Răspuns scurt - depinde de două lucruri:

• rezoluția (sau cu alte cuvinte, nivelul de detaliu) necesar pentru sarcina în cauză și
• hardware-ul dronei dvs.

Să aprofundăm.

Imaginile agricole necesită detalii

Scopul misiunii tale determină rezoluția imaginii necesară pentru diferite valori. Deci, ce cauți? De exemplu, maparea limitelor câmpurilor nu necesită detalii semnificative ale terenului. Dacă puteți distinge marginile și coridoarele, puteți contura marginile câmpului. Nu trebuie să vedeți plante sau frunze mici, motiv pentru care o imagine la mare altitudine poate fi suficientă.

Dar în agricultura de precizie sau cercetarea plantelor, evaluarea formei frunzelor, a sănătății plantelor sau a modelelor de emergență necesită imagini de rezoluție ultra-înaltă pentru a izola, mări și măsura detaliile minuscule din aer.

Calitatea imaginii dronei este măsurată ca distanță a eșantionului de la sol.

Ce este distanța probei la sol (GSD) și de ce contează?

La fel ca toate fotografiile digitale, calitatea imaginii dronei depinde în mare parte de patru variabile:

• Dimensiunea imaginii (megapixeli)
• dimensiunea senzorului (senzor mm)
• Distanță focală (lentilă mm)

Acești parametri sunt, în general, presetați de producătorul camerei. Cu excepția cazului în care sunteți foarte experimentat, nu vă recomandăm să le ajustați pe o dronă.

Iată cum se calculează GSD:

Distanța probei de sol (GSD) = (altitudine * dimensiunea senzorului) / (dimensiunea imaginii * lungimea focală). Deci, pentru a determina altitudinea dronei, trebuie mai întâi să decideți GSD.

Distanța eșantionului la sol (GSD) = detaliu

GSD este intervalul dintre centrele a doi pixeli de imagine - în esență, dimensiunea unui singur pixel. Acesta reprezintă cât de mult din detaliile scenei din lumea reală sunt capturate per pixel de imagine.

De ce este important GSD? Un exemplu agricol

Imaginați-vă că suprapuneți foi enorme de hârtie grafică transparentă una lângă alta pe un câmp, una împărțită în câteva pătrate mari (dimensiune de 5 m) și una are sute de pătrate mici (1 cm). GSD este dimensiunea pătratelor. În foaia mare pătrată, multe plante apar într-un singur "pixel" - nu este util dacă doriți să analizați doar o frunză. Dar folosind foaia pătrată minusculă, pixelii ar acoperi o întreagă plantă. Acum, puteți mări pentru a vedea părți individuale ale unei frunze!

GSD scăzut înseamnă că fiecare pixel este egal cu o cantitate mai mică de câmp și, prin urmare, cu detalii mai mari. Dacă plantele sau zona de interes (cum ar fi frunzele) sunt mici sau într-un stadiu incipient, aveți nevoie de GSD mai mic pentru a analiza detaliile.

‍

Compromisul timp vs detaliu

Pentru o anumită cameră și o anumită zonă de câmp, o altitudine mai mică înseamnă că vor fi capturate mai multe detalii despre culturi, dar va extinde și lungimea zborului și numărul de fotografii (deoarece fiecare fotografie surprinde o cantitate mai mică de teren).

Verificați specificațiile camerei

Multe camere mai noi de înaltă rezoluție captează un GSD scăzut (detaliu) la altitudini surprinzător de mari. Deci, cunoașteți specificațiile camerei drone. De exemplu, pentru GSD de 0,50 cm / px, care este o cerință comună pentru numărul de plante, va trebui să zburați la aproximativ 20m / 65ft altitudine dacă utilizați o dronă populară DJI Phantom 4 Pro. Dar cu o cameră DJI Zenmuse P1 mai avansată (și mai scumpă) pe o dronă Matrice 300, puteți obține același GSD la o altitudine dublă (40m / 130ft), economisind destul de mult.

Altitudinea dronelor pentru cartografierea terenului sau gestionarea agriculturii de precizie (detalii reduse)

Crearea limitelor câmpului, cartografierea elevației câmpului sau extragerea parcelelor de încercare nu necesită detalii extreme. În mod similar, dacă zborurile dronei dvs. sunt pentru planificarea culturilor, diagnosticarea, monitorizarea culturilor sau aplicații prescriptive, este suficientă o vedere largă. În condiții bune, majoritatea camerelor drone, inclusiv multispectrale, captează cu ușurință 3-10cm GSD la o altitudine mare de 80-120m.

Obiectivul GSD: 3-10cm

• Altitudine: 80-120m (250-400ft)
• Utilizări comune:
  • Limitele câmpurilor
  • Cartare topografică
  • Imagistică termică
  • Extracții parcelare cu limite bine definite
  • Hărți fitosanitare (indici de vegetație)
  • Identificarea buruienilor pentru pulverizarea la fața locului
  • Hărți ale aplicațiilor prescriptive cu rată variabilă
  • Numărul de plante pe distanțe mari, cum ar fi copacii.

‍

‍

Altitudinea dronelor pentru analiza culturilor sau fenotiparea plantelor (detalii înalte)

Aceste evaluări ale culturilor necesită cel mai înalt nivel de detaliu și calitate a fotografiilor. GSD ar trebui redus la minimum la < 2 cm și, în mod ideal, < 1 cm, în funcție de metrica dorită, speciile de cultură și stadiul de creștere. Ca regulă generală, o formulă simplă poate fi utilizată pentru a calcula GSD țintă: GSD țintă = dimensiunea medie a plantei/ 30 px. Utilizarea acestei formule va asigura că fiecare plantă este reprezentată de cel puțin 30 de pixeli în imagini, ceea ce, în majoritatea cazurilor, este un nivel suficient de detaliu pentru analizele bazate pe AI, cum ar fi numărul de plante.

Majoritatea dronelor vor trebui să zboare la joasă altitudine de 15-30 m. Camerele mai noi, inclusiv senzorii pancromatici, pot realiza acest detaliu la altitudini mai mari.

Obiectivul GSD: <2cm

• Altitudine: 15-30m (50-100ft)
• Utilizări comune:
  • Evaluarea ratelor de emergență
  • Numărul de plante în stadiile incipiente de creștere în culturi precum porumbul, soia, sfecla de zahăr etc.
  • Dimensionarea plantelor, de exemplu la legumele înainte de recoltare, cum ar fi varza
  • Densitatea/golurile plantelor
  • Înălțimea plantelor
  • Soiuri caracteristice (înflorire, formă/culoare frunze, fructe)
  • Studii de teren pe legume cu analize la nivel de plantă.

Concluzii: Adaptați-vă la condițiile dumneavoastră din teren

În realitate, fiecare misiune, cultură și dronă este unică. Vremea, sezonul, iluminatul, contrastul solului, speciile de plante și multe altele vă vor afecta GSD și luarea deciziilor privind altitudinea de zbor. Utilizați cele mai bune practici ca punct de plecare și adaptați-vă întotdeauna la nevoile și condițiile dumneavoastră din teren. Mai aveți întrebări despre altitudine? Puteți să ne contactați la numerele de telefon aflate la sfârșitul paginii.

‍