Bezzałogowe pojazdy latające zwane dronami znalazły szerokie zastosowanie w wielu branżach gospodarki. Możliwości jakie oferują okazały się bardzo przydatne także w gospodarstwach rolnych, zwłaszcza w tych, które stosują rozwiązania techniczne z zakresu Precision Farming.
Drony w rolnictwie mogą być wykorzystywane między innymi w pomiarach pól, analizie kondycji upraw, w systemach nawadniania czy szacowaniu szkód. Z dronów korzystają także agencje rządowe takie jak ARiMR czy KOWR. Niemniej drony oferują jeszcze szersze perspektywy dla branży rolnej.
Bezzałogowe statki powietrzne
Drony określane także mianem UAV (Unmanned Aerial Vehicle) to latające na niskim pułapie bezzałogowe obiekty, które są zarówno zdalnie sterowane z ziemi jak również mogą wykonywać przelot nad zadanym obszarem w sposób autonomiczny i zaprogramowany przez użytkownika. Do sterowania modelami mogącymi latać automatycznie jest wykorzystywana technika precyzyjnego satelitarnego pozycjonowania (RTK-GPS).
Drony występują w wielu postaciach. Najbardziej popularne konstrukcje to podobne do śmigłowców wirnikowce (mikrokoptery) oraz płatowce (motoszybowce) przypominające tradycyjne samoloty lub pojazdy typu „delta” (tzw. latające skrzydła). Te pierwsze mogą poruszać się zarówno poziomo jak i pionowo a także zawisać w powietrzu. Ich wadą jest skomplikowana budowa, krótszy czas lotu oraz mniejszy udźwig w porównaniu z płatowcami. Nie wymagają one natomiast wydzielonego miejsca do startu i lądowania, co może być problemem zwłaszcza w okresach zawansowanej wegetacji roślin.
Popularne w lotniczych usługach dla rolnictwa są drony płatowce. Cechuje je stabilność lotu, możliwość wykonywania nawet kilkugodzinnych misji, duży udźwig oraz powierzchnia obszaru, które mogą być sfotografowane lub sfilmowane. Pojazdy te mogą poruszać w zasięgu wzroku oraz poza nim, oczywiście przy zachowaniu specjalnych procedur. Motoszybowce napędzają silniki elektryczne lub spalinowe.
Kolejną grupą płatowców są pojazdy ze skrzydłami w układzie „delta”. Mają one te same zalety co motoszybowce. Ich dodatkową wadą, oprócz potrzeby miejsca do startu i lądowania, jest konieczność odlotu z wykorzystaniem katapulty. Podobnie jak motoszybowce, umożliwiają one obserwację z lotu ptaka, fotografię wizualną i multispektralną.
Niezależnie od rodzaju i konstrukcji drony są wyposażone w głowice, w których umieszcza się kamery, aparaty cyfrowe lub inne urządzenia pomiarowe np. czujniki temperatury i wilgotności gleby. Za ich pomocą można sporządzać wysokiej rozdzielczości ortofotomapy (również w formacie 3D) oraz mapy zawierające wartości wskaźnika wegetacji roślin NDVI (Normalized Differenced Vegetation Index) na podstawie którego dokonuje się oceny stanu roślin uprawnych. Zamontowane na dronach kamery termowizyjne umożliwiają identyfikację terenów podmokłych na polach uprawnych.
Monitorowanie stanu upraw
Drony dostarczają obrazy o bardzo wysokiej rozdzielczości. Na ich podstawie powstają ortofotomapy w świetle widzialnym (RGB), które mogą być wykorzystywane do szacowania szkód w uprawach rolniczych powstałych w wyniku zjawisk naturalnych (gradobicia, huragany, intensywne opady, podtopienia) oraz wolno żyjącej zwierzyny. Dzięki technologii lotniczej, która pozwala identyfikować uszkodzone na polu miejsca oraz szacować ich powierzchnię drony stają się niezbędnym wyposażeniem firm ubezpieczeniowych oferujących usługi dla rolnictwa. Wysokiej jakości zdjęcia pozwalają dokonać wizualnej oceny jakości siewu i innych zabiegów agrotechnicznych. Wykonane za pomocą dronów ortofotomapy można wykorzystać do pomiarów geodezyjnych na potrzeby dopłat bezpośrednich lub innych dotacji unijnych.
Szerokie możliwości oferują zamontowane na dronach urządzenia do multispektralnej analizy światła odbitego dzięki której z uzyskanych obrazów można wyodrębnić takie cechy roślin jak układ łanu, masa liści, dojrzałość, wybarwienie a także zidentyfikować deficyt składników pokarmowych i wody oraz obecność agrofagów. Wykonane w paśmie czerwieni i podczerwieni fotografie pól umożliwiają wyznaczenie wskaźnika wegetacji roślin NDVI. Wskaźnik ten pozwala określić stan rozwojowy oraz kondycję roślin. Ponadto można oszacować pokrycie gleby przez roślinność i wykonać ocenę przezimowania zbóż. W oparciu o wskaźniki NDVI i STVI (Stress Related Vegetation Index) można tworzyć specjalne mapy, które są wykorzystywane do sporządzania map aplikacji nawozów i środków ochrony.
Drony z takim wyposażeniem są używane do analiz na polach doświadczalnych Instytucji badawczych. W Polsce skanują one poletka Podkarpackiego Ośrodka Doradztwa Rolniczego (PODR) w Boguchwale.
Latające opryskiwacze
Z pewnością w najbliższej przyszłości usługi z wykorzystaniem dronów zostaną rozszerzone o zabiegi ochrony chemicznej. Już cztery lata temu podczas targów SIMA-2017 wiele firm prezentowało drony wykorzystywane do oprysku.
Możliwości wykorzystania dronów do oprysków dostrzega także firma John Deere, która przedstawiła koncepcję stacji dokujących dla kilku dronów-robotów. Automatycznie startujący dron wykonuje lot rozpoznawczy skanując pole w celu wykrycia chwastów. Następnie na podstawie powstałej mapy aplikacyjnej w kolejnym locie z wysokości dron lecąc na wysokości ok. pół metra opryskuje tylko miejsca tego wymagające. Bezzałogowy pojazd wyposażono w zbiornik na ciecz roboczą o pojemności 10,6 litra. Bateria starcza na ok. 30 minut lotu.
Każdy dron jest w pełni automatycznie napełniany na stacji dokującej odpowiednią cieczą roboczą. W tym czasie automatycznie odbywa się wymiana akumulatora na naładowany. Pozostawiony akumulator jest automatycznie ładowany. Inną propozycją jest amerykańskiego koncernu jest duży dron opryskowy (VoloDrone) powstały we współpracy z firmą Volocopter. Ten statek powietrzny w pełni elektryczny z wymiennymi akumulatorami ma średnicę 9,2 m i jest napędzany przez 18 wirników. W zależności od zastosowania można zamontować różne urządzenia. W celu ochrony upraw duży dron posiada dwa zbiorniki cieczy, pompę i listwę natryskową.
