CC BY
41УДК 629.7
ВОЗМОЖНОСТЬ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ БЕСПИЛОТНЫХ ЛЕТАТЕЛЬНЫХ АППАРАТОВ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ АНАЛИЗОВ ПОЛЕЙ СадовАртем Александрович, аспирант кафедры технологических и транспортных машин
ФГБОУ ВО Уральский ГАУ
(620075 Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, д. 42 тел. 8-996-187-9731, Е-mail: [email protected])
Гладков Андрей Владимирович, ассистент кафедры технологических и транспортных машин ФГБОУ ВО Уральский ГАУ
(620075 Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, д. 42 тел. 9 -906-8099255, Е-mail: gl adkov@yandex. щ)
Байвердиев Анар Азад-Оглы студент направления - 35.03.06 агроинженерия, - профиль Технические системы в агробизнесе. Кафедра - транспортно-технологических машин и сервиса. ФГБОУ ВО Уральский ГАУ
(620200 Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Билимбаевская 7.Уральский аграрный государственный университет, тел. 8-932-617-68-46,E-mail: [email protected])
Шорохов Павел николаевич, старший преподователь кафедры технологических и транспортных машин ФГБОУ ВО Уральский ГАУ
(620075 Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта, д. 42 тел. +79043818922, Е^П: [email protected])
Рецензент: Юсупов М.Л. - декан факультета транспортно-технологических машин и сервиса кандидат экономических наук, доцент. Почетный работник высшего профессионального образования РФ. ФГБОУ ВО Уральский ГАУ. (620075 Свердловская область, г. Екатеринбург, ул. Карла Либкнехта д.42, тел. 8 (343) 221-41-02E-mail: [email protected])
Ключевые слова: Беспилотный летательный аппарат, ГИС-технологии, сельское хозяйство, система точного земледелия, анализ почвы.
Аннотация: Благодаря обзору научной литературы показано, что современный уровень технического развития и доступность позволяют рассматривать беспилотные летательные аппараты в качестве надежного средства оперативного мониторинга почв и посевов отдельных полей, а также больших хозяйств. Возможности использования изображения, полученных с помощью беспилотных летательных аппаратов позволяют выстраивать слои ГИС, в результате чего, удаётся выстроить данные о почве и растительности. Работает система в режимах полного или локального мониторинга, при которых БПЛА в соответствии с программой облетает обследуемую территорию. По заданной программе производится контроль параметров среды и
забор проб путем зависания, приземления с доставкой их на пункт управления для более точного анализа квалифицированными специалистами. Беспилотный летательный аппарат является универсальным и очень эффективным средством для получения данных растительности, почвы, а также с труднодоступных мест поля[1, 2, 3, 4].
POSSIBILITY OF USE OF UNCLEANED AIRCRAFT IN AGRICULTURE FOR CARRYING OUT ANALYSIS OF FIELDS A.A. Sadov, graduate student of the department of technological and transport machines Ural State Agrarian University
(620075 Sverdlovsk region, Yekaterinburg, Karl Libknecht str., 42 tel. +7 (343) 371-33-63, E-mail: artem [email protected])
A.V. Gladkov, Assistant, of the department of technological and transport machines Ural State Agrarian University
(620075 Sverdlovsk region, Yekaterinburg, Karl Libknecht str., 42 tel. 9 -906-809-9255, E-mail: [email protected])
A.A. Bayverdiyev, student direction -35.03.06.agroengineering, - profile Technical systems in agribusiness. Department - transport technology machines and service. Ural State Agrarian University.
(620200 Sverdlovsk region, Ekaterinburg, Bilimbaevskaya str. 7. Ural State Agrarian University, tel. 8-932-617-68-46, E-mail: [email protected])
P.N. Shorokhov, Senior Lecturer, of the department of technological and transport machines Ural State Agrarian University (620075 Sverdlovsk region, Yekaterinburg, Karl Liebknecht str., 42 tel. +79043818922, E-mail: [email protected])
Reviewer: Yusupov M.L. - Dean of the Faculty of Transport and Technological Machines and Service, Candidate of Economic Sciences, Associate Professor. Honorary Worker of Higher Professional Education of Russia.Ural State Agrarian University. (620075 Sverdlovsk region, Yekaterinburg, Karl Liebknecht str. 42, tel. 8 (343) 221-41-02, E-mail: [email protected])
Keywords: Unmanned aerial vehicle, GIS technology, agriculture, precision farming system, soil analysis.
Annotation: Thanks to a review of the scientific literature, it has been shown that the current level of technical development and accessibility make it possible to consider unmanned aerial vehicles as a reliable means of operational monitoring of the soil and crops of individual fields, as well as large farms. The possibilities of using images obtained with the help of unmanned aerial vehicles make it possible to build layers of GIS, as a result of which it is possible to build data on soil and vegetation. The system operates in full or local monitoring modes, in which the UAV flies around the surveyed area in accordance with the program. For a given program, the environment parameters are monitored and samples are taken by freezing, landing, and being delivered to the control center for more accurate
analysis by qualified specialists. Unmanned aerial vehicle is a versatile and very effective means for obtaining data of vegetation, soil, as well as from hard-to-reach places of the field.
Основная часть
На территории РФ в последнее время очень сильно развивается система точного земледелия, так как она позволяет значительно повысить урожайность, снизить трудоемкость и негативное влияние на почву. Данная технология подразумевает, что техника передвигается с высочайшей точностью по полю, и в зависимости от участка изменяется количество вносимых удобрений. Реализуется эта технология с помощью геоинформационных слоев (ГИС) (см. рис.1). Для этого необходимы приборы точного позиционирования на местности (GPS - приёмники). Так же нужны различные системы технические системы, позволяющие выявить неоднородность поля [1, 3]. Данная технология уменьшает трудозатраты сельскохозяйственных рабочих.
Рисунок 1 - Геоинформационные слои (ГИС)
Наданныймомент в точном земледелии широко используются беспилотные летательные аппараты. Это связано с существенной дешевизной и техническим усовершенствованием техники. Одним из перспективных направлений использования данных БПЛА является построение цифровых моделей рельефа, которые необходимы для оценки пригодности земель, планирования их использования и моделирования процессов изменения почв и их функций. Другим важным и наиболее очевидным направлением использования данных БПЛА является мониторинг состояния посевов. Высокое пространственное разрешение данных и возможность съемки в заданное время позволяют оценивать состояние посевов (засоренность, разреженность, повреждение вредителями и болезнями, состояние после перезимовки и т.п.)[2, 4]. Так же, благодаря данным, которые мы получаем с беспилотного летательного аппарата, возможно оценить состояние поля на такие аспекты как: вредители, достаток либо избыток микро- и макроэлементов. И следуя этим данным, мы можем оказать достаточное внимание полям.
Геоинформационные слои (ГИС)
Рис. 1.
Хотелось бы отметить, что время не стоит на месте и всё чаще вводятся новые элементы, позволяющие отслеживать состояние почвы; специализирующие мультиспектральные камеры (см. рис.2), которые снимают не только красивые картинки (видео - съемка), но и доставлять больше данных для научных решений проблем серьёзного характера, связанной с почвой.
Рис. 2. Мультиспектральная
камера
и —
Рисунок 2 - Мультиспектральная камера
Перспектива использования данных с БПЛА является мониторинг как отдельных свойств почвы, так и всего поля в целом. Конечно есть спутниковые технологии, но благодаря им мы не сможем получить большое количество данных с поля, которые хотим Преимуществом БПЛА является получение информации о нужном участке поля в любой момент времени.
Так же хотелось бы рассказать про сам БПЛА, процесс проведения полёта и анализа площади. БПЛА запускают либо через пульт управления, либо удаленно по сети. Взлетает, приземляется, а также летает автоматически по заранее проложенному маршруту. Выполняет съемку полёта, либо какие-то действия: например, опрыскивать поле (см. рис.3); отпугивать животных специальным сигналом. Выполнив тот или иной маршрут, он приземляется в начальную точку. Благодаря кадастровым картам, запросто можно снять нужный участок поля, провести экспресс анализ и, получив результаты возможно провести какие-либо работы с почвой.
Рисунок 3 - Точечный опрыскиватель
Вывод:
Предполагается, что в ближайшем будущем в сельском хозяйстве, а именно в точном земледелии беспилотные аппараты будут лидерами рынка, т.к. для данной отрасли БПЛА является новым решением различных задач точного земледелия. Благодаря ГИС-технологии, кадастровым картам и т.д. возможно гораздо лучше определить на каких участках требуется больше внимания, и применении каких-либо методов. Конечно же, нужно чтобы фермеры смогли эффективно использовать все расчеты, методы, и пользоваться полученной информацией и применить её. Как и в малых, так и в больших фермерских хозяйствах, благодаря применению беспилотных аппаратов появляется возможность отказаться от проведения анализа почвы специалистами, т.к. на данный момент уже ведутся разработки, чтобы БПЛА проводил не только оцифровку полей, но и анализы почвы, для того чтобы узнать различные её показатели.
Так же возможность точно распределять удобрения на все участки поля как самим БПЛА, так и различной другой техникой, в результате этого снижаются затраты на перерасход удобрений, а при этом уже повыситсякачество продукции и урожайности. Разумеется, использование БПЛА в сельском хозяйстве уменьшат трудозатраты сельскохозяйственных рабочих. Другими словами,облегчат им жизнь. Ко всем перечисленным достоинствам есть ещё не мало важный аспект - это минимальный вред почве или растительности, т.к. БПЛА летит в воздухе, а не движется по полю, как какая-либо другая тяжелая техника, следовательно, грунт не продавливается.
Библиографический список
1. Бикбулатова Гульнара Гафуровна Технология точного земледелия // ОНВ. 2008. №2 (71). URL: https://cyberleninka.rU/article/n/tehnologiya-tochnogo-zemledeliya (дата обращения: 19.12.2018).
2. Гафуров Артур Маратович Возможности использования беспилотного летательного аппарата для оценки почвенной и овражной эрозии // Учен.зап. Казан.ун-та. Сер. Естеств. науки. 2017. №4. URL: https://cyberieninka.m/artide/n/vozmozhnosti-ispolzovaniya-bespilotnogo-letatelnogo-apparata-dlya-otsenki-pochvennoy-i-ovrazhnoy-erozii (дата обращения: 19.12.2018).
3. Вторый В.Ф., Вторый С.В. Перспективы экологического мониторинга сельскохозяйственных объектов с использованием беспилотных летательных аппаратов // Технологии и технические средства механизированного производства продукции растениеводства и животноводства. 2017. №92. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-ekologicheskogo-monitoringa-selskohozyaystvennyh-obektov-s-ispolzovaniem-bespilotnyh-letatelnyh-apparatov (дата обращения: 19.12.2018).
4. Савин И.Ю., Вернюк Ю.И., Фараслис И. Возможности использования беспилотных летательных аппаратов для оперативного мониторинга продуктивности почв // Бюл. Почв.ин-та. 2015. №80. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vozmozhnosti-ispolzovaniya-bespilotnyh-letatelnyh-apparatov-dlya-operativnogo-monitoringa-produktivnosti-pochv (дата обращения: 19.12.2018).
5. Применение беспилотных летательных аппаратов для мониторирования сельскохозяйственных угодий и посевных площадей в аграрном сектореКоротаев А.А., НовопашинЛ.А.Аграрный вестник Урала. 2015. № 12 (142). С. 38-42.
Bibliographic list
1. Bikbulatova Gulnara Gafurovna Precision Farming Technology // ONV. 2008. № 2 (71). URL: https://cyberleninka.rU/article/n/tehnologiya-tochnogo-zemledeliya (appeal date: 12/19/2018).
2. Gafurov, Arthur Maratovich. Possibilities of using an unmanned aerial vehicle for assessing soil and gully erosion // Uchen. zap Kazan un-that. Ser. Natures science. 2017. №4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vozmozhnosti-ispolzovaniya-bespilotnogo-letatelnogo-apparata-dlya-otsenki-pochvennoy-i-ovrazhnoy-erozii (appeal date: 12/19/2018).
3. Second V.F., Second S.V. Prospects for environmental monitoring of agricultural facilities using unmanned aerial vehicles // Technologies and technical means of mechanized production of crop and livestock products. 2017. №92. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-ekologicheskogo-monitoringa-selskohozyaystvennyh-obektov-s-ispolzovaniem-bespilotnyh-letatelnyh-apparatov (appeal date: 12/19/2018).
4. Savin I.Yu., Vernuk Yu.I., Faraslis I. Possibilities of using unmanned aerial vehicles for operational monitoring of soil productivity // Bul. Soil Inst. 2015. №80. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/vozmozhnosti-ispolzovaniya-bespilotnyh-letatelnyh-apparatov-dlya-operativnogo-monitoringa-produktivnosti-pochv (appeal date: 12/19/2018).
5. The use of unmanned aerial vehicles for monitoring agricultural land and acreage in the agricultural sector Korotaev A.A., Novopashin L.A. Agrarian Bulletin of the Urals. 2015. No. 12 (142).Pp. 38-42.
