Сельское хозяйство и беспилотники
Зачем нужны беспилотники в сельском хозяйства?
Использование дронов в земледелии и в целом в сельском хозяйстве - одно из наиболее перспективных направлений применения этой технологии. БЛА могут быть эффективно использованы для планирования и контроля этапов сельскохозяйственного производства, а также для химической обработки посевов и других растений. При этом основным критерием для внедрения БЛА является экономическая целесообразность.
БЛА позволяют получать актуальную и эффективную информацию тогда, когда она вам необходима, кроме того, накопленная за длительный период информация позволяет анализировать процессы в динамике.
Тренды в области использования беспилотников в сельском хозяйстве
Растет спрос на B2B-услуги в данном сегменте.
Растет спрос на услуги IT-компаний, создающих ПО для сбора и обработки собранных данных в интересах точного земледелия.
Снижаются регуляторные барьеры, тормозившие процессы внедрения дронов в сельское хозяйство.
Совеременный тренд - предлагать не только купить беспилотник, но также и комплект ПО, необходимого для аналитической обработки полученных в ходе аэросъемки данных.
Другой намечающийся тренд - переход от телеуправления беспилотниками на роботизированные системы, в которых беспилотники автоматически подзаряжают аккумуляторы, вылетают на маршруты по расписанию, выполняют облет и фотографирование (видеонаблюдение) в автоматическом режиме, возвращаются на место стоянки и сбрасывают информацию в систему автоматизированной обработки.
2016.04.09 В сельском хозяйстве Болгарии начали применять беспилотники.
Плюсы
БЛА способны собирать информацию о посадках, достаточную для точного применения пестицидов и гербецидов там, где необходимы химикалии. Это обещает фермерам возможность сэкономить на использовании химии, а также сохраняет окружающую среду.
БЛА позволяют создать картографическую основу с точными координатами всех объектов, что позволит в дальнейшем вести визуальный анализ объектов с разрешением вплоть до нескольких см на пиксель. На эту основу можно будет нанести векторные слои: поля, объекты инфраструктуры, дороги. Такая основа позволяет рассчитывать точные площади, расстояния, потребности в ресурсах и т.п. Удобно определять объективную площадь пашни, сенокосов, пастбищ, залежей, паров, зяби, сева, недосевов и присевов.
Результаты аэрофотосъемки позволяют ставить участки на кадастровый учет.
Аэрофотосъемка с БЛА более детализована, нежели космический снимок. Разрешение снимков возможно в сантиметрах на точку, за счет высот полета от 100 до 600 метров над поверхностью земли. Кроме того, БЛА позволяют вести съемку даже в условиях облачности, что недоступно спутникам и затрудняет использование авиации.
Получение снимков возможно даже в процессе полета, причем можно скорректировать полет в реальном времени, если заказчику это необходимо.
Производительность БЛА достигает до 30 кв км за час при площадной съемке и до 35 км/ч для линейных объектов.
Обеспечивается существенная экономия затрат на исследования и выигрыш во времени по-сравнению со всеми другими их видами: наземным обследованием; спутниковыми фотографиями, использованием пилотируемой авиации.
Минусы
Есть и скептики или даже противники нового подхода. Пилоты сельскохозяйственной авиации, например, опасаются столкновений с малозаметными беспилотниками. Эту проблему, вероятно, можно решить установкой на дроны проблесковых огней и трекинговых систем.
Важно совершить грамотный выбор БЛА или предпочесть приобрести услугу на базе БЛА, а не сам БЛА. Если все же речь идет о приобретении БЛА в собственность, следует воспользоваться консультацией специалистов, чтобы не купить, например, дорогой БЛА с большой дальностью полета (в несколько часов), если вам требуется аэросъемка полей площадью например в 20 тыс. га, с чем справятся и модели БЛА со значительно более низкой ценой. Примерная формула для выбора беспилотника такова: средняя скорость БЛА * время полета = дальность полета. Эта величина должна быть чуть больше длине полей хозяйства по максмальному линейному измерению (например, с севера на юг). Конечно, если стоят задачи не только аэросъемки, то выбор может быть иным.
Компании, оказывающие услуги в области сельского хозяйства на базе беспилотников
Прогнозы
2016
потенциальный размер рынка использования БЛА в сельском хозяйстве впечатляющими $32,4 млрд.
Bank of America Merill Lynch прогнозирует, что сельское хозяйство может представлять для рынка коммерческих беспилотников примерно 80% доходов. Потенциально объем экономической активности только в США в этом сегменте оценивается в $82 млрд в период с 2015 по 2025 годы.
Goldman Sachs прогнозирует, что сельскохозяйственный сектор будет крупнейшим в плане гражданского использования беспилотников в США и вторым по величине сегментом в мире в ближайшие 5 лет.
Исследователи Markets and Markets оценивают потенциал роста рынка сельскохозяйственных беспилотников в 30% в среднем в год вплоть до 2022 года.
Аналитики IDTechEx прогнозируют, что сельское хозяйство станет основным рынком для беспилотников, достигнув $460 млн в 2026 году. Беспилотные телеуправляемые вертолеты опыляют рисовые поля в Японии с начала 1990-х. В 2016 году можно говорить о зрелости данной технологии/отрасли, во всяком случае продажи такой техники в Японии уже вышли на плато. Тем не менее, данный рынок ожидает новый всплеск по мере развития технологий, а также по мере появления на рынке небольших и недорогих летательных устройств для обработки посадок с высокой степенью автономности.
Развитие использования беспилотников в сельском хозяйстве не ограничено решением задач опыления. БЛА используют также для детального картографирования ферм, позволяющего фермерам принимать управленческие решения на основе данных, специфичных для каждой зоны хозяйства. Легкие и недорогие беспилотники могут оснащаться компактными мультиспектральными сенсорами, замеряющими ключевые индикаторы, характеризующие здоровье посевов, уровни засушливости, дефицит азота и так далее.
Развитие данного сегмента вскоре ждет период роста в течение нескольких последовательных лет. Это связано с тем, что снижаются регуляторные барьеры для внедрения БЛА в сельское хозяйство, а также практически собралась воедино экосистема точного земледелия, что означает, что фермеры сегодня могут принимать решения на основе анализа собранной численной информации. Беспилотники, как таковые, всё более становятся "коммодити", и ценность все более сдвигается в сторону провайдеров сбора и аналитической обработки данных.
2015
По расчетам Международной ассоциации беспилотных систем, до 80% будущего коммерческого рынка беспилотников придется на сельскохозяйственные дроны.
Основные направления использования беспилотников в сельском хозяйстве
- аэросъемка угодий с дронов, включая мультиспектральную съемку, которая стала возможна лишь с 2012-2013 года. Мультиспектральная съемка позволяет определять: уровень содержания азота в почве и тканях растения; мониторить состояние и развитие посевов, прогнозировать урожайность; вычислять индекс влажности; индекс вегитации; индекс листовой поверхности и т.п.
- облет полей для контроля работы наемного персонала
- мониторинг полей на предмет выявления попавших на территорию животных (защита от потрав)
- мониторинг нахождения и использования сельскохозяйственной техники, в частности появляется возможность оперативного реагирования на качество работы механизаторов путем мониторинга путей прохождения техники на поле. Контроль качества пропашности.
- сопровождение мелиоративного строительства, мониторинг систем ирригации
- выпас скота, поиск отбившихся от стада животных, направление их к стаду
2015.10.23 Самый продвинутый казахский пастух. Использует DJI Inspire I и 5 запасных аккумуляторов для выпаса лошадей и баранов. Недочет - дрон не может передавать звуковые команды, приходится использовать только его "пугающий" эффект.
2015.05.20 В Австралии начали использовать дронов для выпаса скота.
- выявление заболевших животных в стаде на выпасе с дрона, оборудованного термокамерой и необходимым ПО
- создание электронных карт полей - конечным продуктом должен стать высокоточный ортофотоплан и созданные на его основе векторные карты с выделением на них необходимой заказчику информации
- инвентаризация посевов и полей, установление объективной площади пашни, а также сенокосов, пастбищ, многолетних трав, залежей
- определение фактической площади сева, недосевов, присевов. Качество и фактическая площадь подготовки паров и зяби, как взошли и перезимовали озимые.
- На какой площади и в какой степени требуется подкормка азотными удобрениями.
- Объективная площадь к уборке в разрезе культур, прогноз урожайности с данной площади.
- Что в действительности представляют собой ваши поля: содержание азота, влаги, засоления, подтопления, заболачивания.
- формирование карт рельефа сельскохозяйственных полей, определение направлений водной эрозии
- определение границ и площадей участков, где выполнялись сельхозработы
- мониторинг внесения посевного материала и всхождения сельскохозяйственных растений, оперативное определение качества всходов и развития посевов в течение периода вегитации с последующим расчетом нормализованного вегетационного индекса (NDVI - Normalized Difference Vegetation Index)
- определение потребности в применении удобрений, в частности, за счет выявления контуров состояния сельскохозяйственных растений на поле, где необходимо внесение удобрений. Это позволяет оптимизировать (сократить) внесение удобрений - сэкомить на удобрениях и на работах по их внесению.
- определение участков засоренности или заболеваний посевов, степени засоренности
- мониторинг всхожести сельскохозяйственных культур
- опрыскивание посадок с беспилотников (беспилотные телеуправляемые вертолеты опыляют рисовые поля в Японии с начала 1990-х годов)
2015.11.28 DJI расширил линейку - теперь и сельскохозяйственный мультикоптер Argas MG-1
- оценка объема работ и постоянный контроль их выполнения
- документирование ущерба от стихийных бедствий
Определение объемов кагатов очень важно для логистики. Кагаты зачастую формируются не по краю дороги, а в сторону центра поля, что затрудняет оценку объемов корнеплодов в них. Беспилотники позволяют легко и точно справиться с проблемой оценки, а также расставить приоритеты в использовании корнеплодов.
- охрана урожая на поле. Беспилотники являются новым инструментом охраны, поскольку благодаря тепловизорам обеспечивают возможность охраны в ночное время, а универсальная нагрузка позволяет использовать их практически круглосуточно.
2016.04.09 Как дроны перевели сельское хозяйство в Болгарии на новый уровень
- прогнозирование урожайности сельскохозяйственных культур
2016.05.16 Для DJI выпустили сенсор мониторинга посевов. Американская компания Sentera, разработчик ПО и аппаратуры для БЛА, на днях представила сенсор Sentera NDVI Single для коптера DJI Phantom 4. Легкий высокоточный сенсор подвешивается на Phantom 4 и позволяет использовать дрон для мониторинга сельхозугодий. Основная камера беспилотника при этом не подвергается каким-либо модификациям и сохраняет полную функциональность. Данные с Sentera NDVI Single дополняют визуальный поток. Сенсор работает с ПО Sentera AgVault Software, позволяющим фермерам получать детализированную информацию о здоровье и состоянии посевов.
Сорняки
Вредители
Болезни
Грызуны
- экологический мониторинг сельскохозяйственных земель
Опыление растений
На 2016 год это не более, чем уровень "проверка концепта". Несколько команд в мире изучают механизмы опыления растений пчелами и пытаются воспроизвести опыление с помощью мини- и микро-беспилотников. Пока что используются или готовые БЛА наладонного класса или специально разработанные. В любом случае речь идет о лабораторных экспериментах. БЛА такого размера пока что не автономны, зачастую не имеют бортового ИИ и даже GPS, не защищены от негативных погодных условий, их время работы от аккумулятора слишком мало для тиражирования идеи.
2017.02.16 Проведен эксперимент по успешному опылению лилий наладонным беспилотником. Использован мелко нарезанный конский волос и специальный липкий гель, которые позволяют захватывать пыльцу на одних цветках и переносить ее на другие. Пока что это не более, чем проверка концепции. Дрон не является автономным, это просто микро-квадракоптер, которым управлял один из участников эксперимента.
2016.12.30 Робопчелы спасут людей от вымирания?
Оценка эффективности использования БЛА в сельском хозяйстве
Примерная оценка стоимости комплекса услуг DaaS (дрон как услуга) для земледельческого хозяйства
