[Teszt] Őszi búza tábla állapotának felmérése. Mire jó a Live NDVI?
A legutóbbi tesztünk során megvizsgáltuk az azonnali (“on the go”) vizsgálatok és utólagos (“post-process”) adatfeldolgozás adta lehetőségeket. A cikkben bemutatunk egy lehetséges mezőgazdasági monitoring drón felmérést és annak a menetét, kitérve a Live NDVI megoldásra is.
A legújabb technikai és szoftveres fejlődés révén a mezőgazdasági drónok alkalmazhatósági területe egyre szélesebb. A drón és kamera gyártók óriási erőfeszítéseket tesznek annak érdekében, hogy a megfelelő technikai háttér álljon rendelkezésünkre. A legfontosabb azonban az, hogy az elkészített felvételeket alapul véve kézzelfogható eredményeket tudjunk felmutatni. Nem elegendő a szép színes felvételek nézegetése. Eredmények kellenek, amiket használni is tudunk. Ennek eléréséhez fel kell térképezni a táblát, el kell készíteni egy ortomozaikot és ezt a felvételt professzionális fotogrammetriai és statisztikai elemzéseknek kell alávetni. Megfelelő kezekben utóbbiak kifejezetten hasznos eredményekkel szolgálnak.
Az AGRONmaps megoldásaival számszerűsíthető a táblát ért vadkár, a kelési veszteség, a növényfedettség alapján a várható hozam. Felmérhető a kultúra átlagos és zónánkénti egészségügyi állapota, őszi búzánál a nitrogén-ellátottság, amelyek alapul szolgálnak kijuttatási terveknek.
SOKSZOR NINCS IDŐ ALAPOSAN BEJÁRNI A TÁBLÁT, VAGY A SŰRŰ NÖVÉNYZETBEN SZEM MAGASSÁGBÓL NEM IS AZONOSÍTHATÓAK A PROBLÉMÁK. EGY “BEJÁRÁST” MEGTEHETÜNK KÖZVETLENÜL AKÁR A TÁBLA MELLETT KÉZI VAGY PROGRAMOZOTT REPÜLÉSSEL IS.
A kártevők elleni védelem nem történhet differenciáltan, hiszen egy zóna kezelése után másikban is megjelenhetnek. A kártevők jelenlétének és a gócpontok azonosításának azonban a lehető leggyorsabban meg kell történnie.
Egy hagyományos RGB kamerával szerelt drónnal is azonosíthatóak a nagyobb elváltozást mutató zónák. Ezután tudjuk célirányosan ellenőrizni mivel is állunk szemben. Mutatjuk hogyan!
Azonnali vizsgálati lehetőségek
Legutóbb a DJI Phantom 4 Multispectral-t teszteltük és többek között azt is megvizsgáltuk mit is tud valójában a DJI Ground Station Pro-ban elérhető élőképes (“live”) NDVI, GNDVI és NDRE funkció. A tábla azonnali vizsgálatához programozott repülési útvonalat állítottunk be (1. ábra). Egy keskeny tábláról lévén szó, 80 méteres magasságban egy vonalban határoztuk meg a repülési útvonalat. Ezen a magasságon a tábla teljes szélességében látható volt. A kamerákat 45°-os szögben döntöttük meg.
1.ábra Képernyőfelvétel a Ground Station Pro-ban tervezett repülési útvonalról
A teszthez szándékosan egy heterogén táblát választottunk, amin jelentős elváltozásokat azonosítottunk (2. és 3. ábra). A tábla felmérését négyféle beállítással végeztük el. Egy-egy repülés történt tehát a live-NDVI, live-GNDVI, live-NDRE funkciókkal és összehasonlításképpen hagyományos RGB kamerával. Utóbbit nem a Phantom 4 Multispectral-ba beépített kis felbontású változattal, hanem egy DJI Matrice-re szerelt 20 MPX felbontású X4S kamerával. A repüléseket ugyanazon a tableten vezéreltük, így a drónok azonos útvonalat repülték végig. A lentebb látható videón a kamerák képein az eltérő látószög miatt látni különbségeket.
Szemmagasságból 10 méteres körzeten túl a növényzet látszólag zárul, így nem láthatóak a problémák. Ugyan egy kisebb 5 hektáros tábláról van szó, de alaposan bejárni sok időbe kerülne. Ezen sikerült jelentősen spórolnunk a gyors légi szemrevételezéssel, ami a jelen tábla esetén kevesebb, mint 10 percig tartott.
2.ábra A foltokon túráskár mutatkozott. Az aszály egységesen érintette a teljes állományt.
A repülésekről képernyő videókat készítettünk és egymás mellé helyeztük, hogy láthatóvá váljanak live-index és az RGB felvételek közötti különbségek. A legkontrasztosabb képet a live-NDVI és live-GNDVI adták. Nehezen értelmezhető azonban a felvételek színezése. Az NDVI esetében például a színskála teljesen fordított, így a piros szín az egészséges növényt, míg a zöld valamilyen problémát jelöl (3. ábra). Hasonlót vehetünk észre a GNDVI esetén is, ahol ugyancsak fordított a színskála. Az NDRE felvételen a zöld az egészséges és kék a “problémás” növény.
3. ábra A vizsgált tábláról készült látható tartományú (bal) és live NDVI (jobb) felvételek
A KOMOLY KÖRNYEZETI TERHELÉSNEK KITETT NÖVÉNYZET FOLTOSSÁGA SZÉPEN KIRAJZOLÓDOTT A HAGYOMÁNYOS KAMERÁVAL KÉSZÜLT FELVÉTELEN IS. A NÖVÉNYZET HIÁNYÁT CSAK AZ RGB FELVÉTELRŐL LEHETETT MEGÁLLAPÍTANI.
Az AGRON-nál úgy gondoljuk, hogy a színskála hordozza az elsődleges információt, amit sztenderdizálással érhetünk el. A megfelelően beállított színskála egyértelműen kimutatja az elváltozásokat. A színek és az általuk kirajzolt foltok azonban az érme egyik, a “fej” oldalát mutatják, a fontosabb oldal amely az érme értékét mutatja azonban a színes képeken rejtve marad. A multispektális kamerák felhasználásával tudjuk leleplezni az érme “írás” oldalát, vagyis a kapott színekhez rendelt értékeket, amelyekkel később számításokat végzünk.
Konklúzió: a felvételezések során több problémát láttunk a táblán, így további felmérésre van szükség az elváltozások számszerűsítésének érdekében, amihez programozott térképezést vettünk igénybe.
Vizsgálatok utólagos feldolgozással
A TÁBLÁRÓL KÉSZÜLT FELVÉTELEK UTÓLAGOS FELDOLGOZÁSÁHOZ DÖNTÉSTÁMOGATÓ RENDSZEREK ÁLLNAK RENDELKEZÉSÜNKRE. AZ UTÓLAGOS FELDOLGOZÁS ELŐNYE, HOGY A TÁBLA MELLETT TAPASZTALT ELVÁLTOZÁSOK PONTOSAN FELMÉRHETŐEK, ÍGY AZ EREDMÉNYEK FÉNYÉBEN LEHETŐSÉG NYÍLIK A TOVÁBBI LÉPÉSEKRE.
4. ábra A vizsgált tábláról készült látható tartományú térkép (vizuális felmérés jegyzőkönyv formában).
Vadkár esetén 0,5%-os pontossággal meghatározható a kár mértéke. Meghatározhatjuk mekkora hozam kiesést okozhat a túráskár és ennek alapján eldönthetjük érdemes lehet-e kártérítést igényelni. Zöld növényzet esetén összesíthető a tábla kihasználtsága és az adott kultúra korábbi terméshozamai alapján az aktuálisan várható hozam. Növénykórtani elváltozások kizárását követően mérhető az őszi búza nitrogén ellátottsága. Tápanyaghiányos foltok azonosítását követően pedig akár differenciáltan kezelhetőek az adott zónák például levéltrágyával. A tábla egészségügyi állapotának meghatározásával eldönthető, hogy szükséges-e növénykondicionáló bevetése vagy sem?
Ilyen döntések meghozatalához nyújt szakmai alapot az AGRONmaps rendszer, amelyben az ortomozaik összefűzés alapvetően ingyenes. Az elkészült ortomozaikon elvégezhető vizsgálatok hektár ár alapúak, így a felméréssel járó költségek táblánként előre tervezhetőek. A platformon az előzetes felmérések alapján növényfedettség felmérést és stresszállapot felmérést végeztünk el.
A növényfedettség felmérés a növényzet élettani állapotáról nem nyújt információt, csak adott terület “zöldességét” mutatja meg (5. ábra). Ezzel az elemzéssel a művelő nyomokat nem lehet megkülönböztetni a valós kártól, így tulajdonképpen a tábla átlagos fedettségét vagy kihasználtságát lehet felmérni vele. Az eredmény azonban jó tájékoztatást ad a várható hozamról az adott kultúra előző években mért termésátlagának fényében. A növényfedettség esetén a művelőnyomok miatt 2-3% hibával kell számolni, így a kárfelmérésként való használata kizárólag tájékoztató jellegű. Jelen táblán a fedettség 93%-nak bizonyult, így ez alapján a korábban említett túráskár 5% körüli mértékű lehet. A vizsgálat azonban nem helyettesíti a kifejezetten erre a célra fejlesztett, sokkal pontosabb vadkár felmérést.
5. ábra A vizsgált tábla kihasználtsága
A stresszállapot felméréssel elhatárolhatóak az egészséges és a környezeti terhelésnek kitett zónák. A növényzet egészségügyi állapotát 1-10 skálán osztályozzuk, mely alapján kijuttatási térkép is tervezhető (6. ábra). Jelen tábla átlagos egészségügyi állapota 4-es minősítést kapott, ami elég alacsony érték. Az oka a korábban említett aszálykár, illetve a túráskár. A kultúrának jót tenne némi csapadék, de ajánlott levéltrágyázás alkalmazása még a virágzás előtt. A táblát alapvetően két nagy zónára lehet bontani, így a kezelés is két dózisban történhet.
6. ábra A táblán vetett őszi búza kultúra stresszállapot felmérése
Láthattuk, hogy az élőképes megoldások hogyan segítik a tábla azonnali diagnosztikáját. A táblán gyorsan megtalálhatóak a gócpontok, problémás zónák. Szerencsére a diagnosztika elvégezhető jóval olcsóbb RGB kamerával szerelt drónnal is, így nem szükséges az élőképes indexért a jóval drágább technológiába fektetni.
A kultúrát ért elváltozások számszerűsítéséhez azonban utólagos feldolgozással vizsgálatokat kell készíteni, annak érdekében, hogy a lehető legpontosabb információk álljanak rendelkezésünkre a táblánkról.
Az alapvető fizikális felmérésekhez az RGB kamerával szerelt drónok elegendőek, de vadkár, gyom és tőszám felméréseknél erősen ajánlottak (mivel ezekhez a vizsgálatokhoz nagy felbontás szükséges). A növényzet élettani vizsgálatát, a felmérés alapján készíthető kijuttatási terveket azonban előzetes adagyűjtésre kell alapozni.
AGRON Analytics Kft.
Minden jog fenntartva!