Dron Agronom

Tematyka wykorzystywania dronów w różnych zastosowaniach bardzo szybko zyskuje wielką popularność. Te inteligentne latające roboty pierwotnie były używane w celach militarnych, nadal stanowiąc elementy groźnych systemów obserwacyjnych czy transportowych. Z drugiej strony rynek zalewany jest tanimi dronami – zabawkami, które realizują bardzo podstawowe zadanie: sterowane radiowo unoszenie się w powietrzu.

Funkcje zaawansowanej obserwacji z powietrza oraz transportu niewielkich ładunków stanowią podstawę wykorzystywania dronów w większości zastosowań profesjonalnych. Do niemilitarnych zastosowań można zaliczyć w szczególności:

• Wykonywanie zdjęć i filmów istniejących nieruchomości, dużych instalacji (np. gazociągi), dużych obiektów (np. kopalnie, pociągi) dla ich zaewidencjonowania, oceny stanu, a także w celach dozorczych (ochrona przed celowym lub nieumyślnym uszkodzeniem, naruszeniem prawa własności, ale także zwykłe odstraszanie intruzów)
• Wykonywanie zdjęć i filmów realizowanych inwestycji budowlanych (np. węzłów autostradowych) dla oceny postępów prac (weryfikacja zgodności ze sztuką budowy oraz z harmonogramem realizacji)
• Wykonywanie zdjęć i filmów w strefach niebezpiecznych i trudno dostępnych w celach monitoringu; mowa tu zarówno o niebezpieczeństwie zamierzonym (np. filmowanie sportów ekstremalnych), jak i będącym efektem katastrof (np. karambol na autostradzie, pożar lasów, powódź), czy zamieszek i niepokojów społecznych

W przypadku profesjonalnych zastosowań drona w rolnictwie w rzeczywistości zasadnicza większość pracy jest wykonywana po oblocie i zebraniu odpowiedniej ilości materiału z kamer w świetle widzialnym, podczerwonym czy też z innych urządzeń, np. lidarów. Wszystkie wyżej wymienione zadania dronów są nieodzowne do wykonania oblotu nad nadzorowanymi areałami, odpowiednio:

• Ewidencjonowanie pól, ocena ich stanu z wykorzystaniem urządzeń pomiarowych (dokładność kilkucentymetrowa), dozór i odstraszanie
• Systematyczne obloty dla kontroli procesów wegetacji (stany wegetacji w poszczególnych okresach)
• Obloty nad krzewami, drzewami, w trakcie wykonywania zabiegów na polach (np. w trakcie zbioru kontrola pracowników)

Przetworzenie dużych ilości danych pozwala na uzyskanie ortofotomap, na podstawie których można zweryfikować wielkości areałów poszczególnych upraw i określić ewentualne szkody łowieckie czy też wywołane innymi czynnikami, ocenić stan gleby i upraw (poprzez analizę współczynników wegetacji, np. NDVI), uzyskać mapy aplikacji nawożenia (np. w formacie shp) do zastosowania w rolnictwie precyzyjnym.

Podobne zadania można zrealizować bez pomocy dronów, przynajmniej w przypadku pewnej grupy upraw i/lub przy zmniejszeniu wymagań odnośnie dokładności danych. Urządzenia zbierające dane, montowane na dronach można umieścić na pojazdach jeżdżących po polach (np. na ciągnikach z odpowiednimi wysięgnikami), w przypadku większych areałów ekonomicznie uzasadnione wydaje się wykorzystanie standardowych samolotów. Jeśli wystarczy kilkudziesięciometrowa dokładność można wykorzystać dane z satelity np. Landsat 8 (http://landsatlook.usgs.gov/viewer.html lub http://glovis.usgs.gov/). Jeżeli chodzi o zdjęcia z ciągnika trzeba mieć na uwadze, że nie da się ich uzyskać np. w przypadku sadów. Zdjęcia z satelity są z kolei wrażliwe na zachmurzenie i czasami trzeba poczekać na uzyskanie materiału zdjęciowego nie zaburzonego obrazem chmur.

Zdecydowanie najtrudniejszym elementem skutecznego wykorzystania danych z dronów jest odpowiednie ich zinterpretowanie i przetworzenie na docelowe informacje, przydatne rolnikowi. Wymaga to indywidualnego podejścia do różnych rodzajów upraw i w miarę możliwości korelację wyników z dronów z danymi pozyskanymi z innych źródeł informacji (np. wyniki pomiarów prób glebowych).

Tym samym Dron Agronom to system sprzętowo/programowy, który po stronie sprzętowej wymaga specyficznych rozwiązań technicznych, zapewniających możliwość pozyskiwania danych z odpowiednio dużych obszarów w jednym oblocie, łatwości obsługi i bezpieczeństwa (Dron Agronom może na pokładzie przenosić urządzenia o wartości dziesiątek, a nawet setek tysięcy PLN). Po stronie programowej wymaga zaś inteligentnych algorytmów przetwarzania danych, których efektem ma być nie tylko ortofotomapa (to jest akurat efekt rutynowego procesu przetwarzania materiału zdjęciowego), ale także mapa aplikacji nawożenia oraz system alertów o zagrożeniach utraty plonów, jakości produktów rolnych.

Autor: Dr inż. Krzysztof Bobran