Больше информации о технологии SLANTRANGE


Интеллектуальная система для беспилотников в аграрном секторе

Дистанционное зондирование земли с помощью БПЛА

Бюджетные БПЛА (беспилотные летательные аппараты) или дроны, как они более известны общественности, предоставляют новую платформу для наблюдений, которая может и будет изменять не одну сферу народного хозяйства во всём мире. Вы вероятно уже встречали статьи в прессе об их применении за последние несколько лет.

Многие спрашивают, что же такого могут предложить дроны, чего бы не могли обеспечить пилотируемые летательные аппараты или спутники. С точки зрения дистанционного зондирования Земли низко и медленно летящий дрон позволяет получить чрезвычайно высокое разрешение изображений и точность измерений, что было недостижимо в других случаях за приемлемые деньги. С точки зрения управления сельским хозяйством это означает доступ, по требованию, к ценной информации, которая ранее была не доступна.

Однако, сами по себе дроны всего лишь платформа. В конечном счете, ценность дронов определяется привязкой к ценности информации, которую они предоставляют пользователям посредством технологической цепочки от сенсоров, процессоров, устройств хранения информации, сетей, программного обеспечения и до пользовательских интерфейсов , что в целом мы называем интеллектуальной системой дронов.

SLANTRANGE это интеллектуальная система для дронов. Ниже приводится краткое введение в технические принципы и подходы, которые Slantrange предлагает для предоставления максимально возможной информации, другими словами «интеллекта», для удовлетворения ваших потребностей.

Что такое спектральный снимок

Даже если этот термин является новым для вас, вы знакомы со спектральной визуализацией. Это метод, который использует зависимость длины волны света отраженного от объекта для получения новых сведений о природе данного объекта. Проще говоря, мы можем узнать всё об объекте в зависимости от его цвета. На самом деле мы все знакомы со спектральной визуализацией, в особенности, когда это касается растительности – мы знаем, что когда приходит осень, то зелёные оттенки лета сменяются оранжевыми и красными.

Но задумывались ли вы почему эти цвета меняются? В зависимости от того, как происходит изменения здоровья и созревания растений, так же изменяется и их клеточная и химическая структура. Эти изменения проявляются в солнечном излучении – оно поглощается, передается или отражается. Фактически, цвет листьев говорит вам о биологических процессах, протекающих в растении.

Снимок дерева летом (слева) и осенью (справа) — разность цвета листьев, в зависимости от состояния здоровья дерева

В течение весны и лета у растений наблюдаются наиболее активные фазы роста и созревания, хлорофилл и другие вспомогательные пигменты поглощают голубые и красные лучи солнечного излучения, которые проникают в листья. И отражают зеленые лучи. Вот почему здорового вида растения имеют темно-зелёный окрас. Осенью растения биологически стареют, фотосинтетическая активность снижается и отражается всё больше красных лучей спектра.

Основной принцип, положенный в основу системы сенсоров SLANTRANGE абсолютно тот же, который вы используете своими собственными глазами всю вашу жизнь.

Гораздо больше, чем ваши глаза могут увидеть.

Если бы ваши глаза могли различать более глубокие оттенки красного, или имели возможность устранения различий в цвете, вы бы могли почерпнуть гораздо больше информации от взгляда на мир. График показывает количество солнечного света, которое отражают листья в разрезе цветового спектра (длин волн). Здоровые листья отражают около 10-15% света, который попадает на них с длиной волны 550 нанометров (обычно известным, как зелёный), но на самом деле гораздо больше света отражается с длиной волн выше 700 нанометров в инфракрасной части спектра, которая невидима для человеческого глаза. Шкала с цветами радуги внизу графика показывает диапазон спектра, который может воспринимать человек.
Растение, находящееся в стрессовом состоянии имеет отличительные признаки. Его отражающая способность смещается, так как изменяется его баланс хлорофилла, каратеноидов, содержание воды и прочих веществ. Боле того, различные виды стрессов имеют различные графики. В то время как эти результаты стрессов не видимы для ваших глаз и обычной камеры, они все-таки есть и могут быть измерены с помощью системы сенсоров SLANTRANGE.

Важность калибровки и чувствительности

Если вашей целью является измерение перманентного состояния здоровья растений, используя метод спектральной визуализации, описанный выше,  вам следует учитывать два важных элемента в структуре сенсорной системы.

Во-первых, солнечный свет, который попадает на землю, постоянно изменяется. Днем свет ярко белый. Утром и вечером преобладает ярко оранжевый и красный. Смог, туман, влажность, облака – всё это влияет на цвет и интенсивность солнечного света.

Так что же происходит, если мы фотографируем растения в полдень, а потом ближе к вечеру? Или если облака закрывают небо? Два снимка будут отличаться, но не по тому, что состояние растений изменилось, а потому что состав солнечного света изменился.

Во-вторых, сигналы, которые указывают на изменение в состоянии здоровья растений, изначально очень малы. В значениях спектра, изменение условий может быть зафиксировано в спектре в виде малого «всплеска», размером в десятую нанометра. Со временем, по мере ухудшения состояния растений, ширина и амплитуда этой спектральной вспышки будет увеличиваться, пока, в конечном итоге не станет заметной для человеческого глаза.

Система разработана для того, чтобы делать осмысленно спектральные измерения здоровья растений, поэтому требует:

  • Механизма коррекции изменяющихся условий освещенности.
  • Достаточного разрешения и чувствительности, для выделения важных сигналов растительности из общих фоновых помех.

 Сенсорная система SLANTRANGE, как это показано на рисунке, разработана специально, чтобы удовлетворить эти потребности. Система SLANTRANGE одновременно измеряет солнечный свет и отражение растений в узких диапазонах спектра, что имеет решающее значение в оценке состояния посевов – таким образом, здоровье растений может быть отслежено в динамике по времени.

Периферийные вычисления, скорость и масштабируемость.

Пример затрат времени на исследование площади 65 Га, при высоте съемки 120 м. Первый график — системы Slantrange, второй — аналогичные спектральные системы

Данные о состоянии здоровья, являются скоропортящимся продуктом, особенно в случаях, когда наблюдается ослабевание растений, что требует незамедлительных действий. Промедление всего в несколько часов может стать причиной многотысячных потерь от недополучения урожая.

Задачей для аэроагрономии является выдать полезную информацию оперативно тут же на месте, чтобы можно было принять решение и осуществить необходимые мероприятия. Время потраченное на доставку данных обратно в офис для анализа или выгрузка их на облачный сервер для ночной обработки не только забирает деньги, но и обесценивает саму информацию. Более того, большинство фермерских хозяйств не имеют высокоскоростных линий интернет сообщения или мощных компьютеров, ососбенно в регионах.

Подход Slantrange иной. Во-первых, алгоритм обработки Slantrange для получения результата минимизирует наложение кадров, сокращая время на сбор данных в 4 раза в сравнении с подобными мультиспектральными узко диапазонными системами. Во-вторых, система Slantrange выдает готовый результат сразу же в месте сбора данных без необходимости подключения к сети, использования мощных компьютеров или обученного оператора. Slantrange передает ценную информацию прямо вам в руки пока она еще ценна, и делает это в любой точке мира.

Особо важная информация для сельского хозяйства

Какая информация наиболее важна? Для производителя, агронома, поставщика, страховщика, трейдера?

Система измерения SLANTRANGE – это количественная оценка состояния посевов способом, который ранее не был доступен через спутники или пилотируемые летательные аппараты. С пространственным разрешение в несколько сантиметров мы теперь можем быстро выделить каждое растение на поле для изучения – это позволяет достичь по истине уникальных возможностей:

  • Статистика густоты всходов – информация о плотности всходов и их размерах помогает в принятии решений по пересеву и дает исходные данные для страхования.
  • Статистика о наличии сорняков – обнаружение отдельных сорняков в масштабе до нескольких сантиметров помогает целенаправленно применять те или иные гербициды.

  • Стрессовые состояния – зараженность паразитами, недостаток питательных веществ и влаги – всё это может быть своевременно выявлено и подвергнуто правильному воздействию.
  • Сомкнутость побегов растений – определение процента поля с сомкнутыми побегами растений для оценки прогнозируемого урожая и обоснованию ущерба для страховой компании в случае неурожая.
  • Потенциал урожайности  – интеллектуальное объединение нескольких измерений для оценки потенциального урожая перед его уборкой.

Сравнение результатов за разные интервалы времени

Системы отслеживания собираемого урожая и GPS-управляемая техника стали революцией, когда они появились на рынке – в тот момент фермеры смогли получить визуализацию по урожаю в двух измерениях на своем поле. Однако такая технология дает итоговое заключение только во время сбора урожая, что уже слишком поздно для каких-либо действий.

Поскольку система SLANTRANGE по существу самокалибрующаяся, при изменяющихся условиях окружающей среды, измеряемые в течение всего сезона стрессовые состояния растений могут быть сравнены в динамике и внесены корректировки по прочим переменным для определения основных факторов влияющих на урожайность. Можно прослеживать тенденцию и составлять более четкие прогнозы.

Что SLANTRANGE дает Вам

SLANTRANGE предлагает полноценную систему измерений и аналитики, настроенную на предоставление необходимой вам информации, в нужное для вас время, в том виде, в котором она необходима для дальнейшего использования. Это значит:

  • Будьте уверены, что полученные вами результаты это функциональное состояние растений, а не влияние погодных условий, времени дня или сезона
  • Ранее информирование об изменении состояния здоровья растений, которое требуют внимания
  • Быстрый результат
  • Записи о развитии растений на поле в течение всего сезона, из года в год, для сопоставления с предыдущими данными, для понимания, что действительно работает, а что нет в вашем управлении посевами.


Вы когда-нибудь спрашивали себя, чтобы вы поменяли, если бы у вас в июне были данные об урожайности за ноябрь? Теперь вы сможете это сделать.

ГОТОВЫ НАЧАТЬ?

 

В МАГАЗИН