Lokalizacja ciągników, maszyn rolniczych i innych obiektów z wykorzystaniem krążących wokół ziemi satelitów wchodzących w skład systemów nawigacji satelitarnej oferuje nie tylko możliwość automatycznego prowadzenia ciągników i maszyn po polu, ale również pozwala na pozyskiwanie danych w postaci map przestrzennych.
Przydatne w rolnictwie okazują się również fotografie określonych obszarów globu z których można pozyskać cenne informacje odnośnie stanu upraw. Pozyskane dane z wykorzystaniem geolokalizacji jak i teledetekcji satelitarnej są wykorzystywane w technologii zmiennego dawkowania nasion, nawozów i pestycydów.
Inne spojrzenie na pole w koncepcji Rolnictwa Precyzyjnego
W koncepcji Rolnictwa Precyzyjnego, która wykorzystuje lokalizację ciągników i maszyn na polu jak i poza nim za pomocą sygnałów satelitarnych pole nie jest traktowane jako jednorodna struktura a jako zlepek stref o różnej produktywności. Zmienna produktywność stref pola wynika z wielu czynników do których zalicza się właściwości gleby, ukształtowanie terenu, stan systemów melioracji, nasłonecznienie terenu itp. Czynniki te powodują że mimo równomiernego nawożenia całego pola plony w różnych miejscach są zróżnicowane.
Dlatego też identyfikacja stref o różnej produktywności i dopasowanie do nich poziomu nawożenia oraz agrotechniki (np. głębokość uprawy gleby, siewu, sadzenia itp.) jest podstawą rolnictwa precyzyjnego. Jak zidentyfikować strefy pola? Jednym ze sposobów jest pomiar plonu w poszczególnych częściach pola z wykorzystaniem czujników plonu umieszczonych na maszynach do zbioru (kombajny zbożowe, sieczkarnie i inne maszyny). Innym sposobem jest skanowanie gleby mające na celu ocenę właściwości fizyko – chemicznych gleby. Tego typu badanie pozwala wyróżnić miejsca w których właściwości gleby różnią się od siebie. Zarówno w przypadku analizy plonów jak i skanowania gleby potrzebna jest geolokalizacja z wykorzystaniem sygnału satelitarnego.
Co daje geolokalizacja?
Lokalizacja ciągnika, maszyny czy innego obiektu za pomocą sygnału satelitarnego (GNSS) oferuje szereg korzyści dla rolnictwa. Z jednej strony lokalizacja z wykorzystaniem satelitów pozwala zlokalizować gdzie dany obiekt znajduje się w obecnej chwili czy też gdzie znajdował się godzinę wcześniej, wczoraj, tydzień temu itp. W tym przypadku geolokalizacja jest wykorzystywana na potrzeby systemów telematycznych umożliwiających monitorowanie pracy parku maszynowego. W tychże systemach oprócz lokalizacji pozyskiwane są również inne dane dotyczące parametrów pracy agregatu maszynowego.
Dzięki geolokalizacji możliwe jest automatyczne prowadzenie ciągników i maszyn po określonej wcześniej trajektorii z dokładnością wynoszącą nawet 1 – 3 cm. Automatyzacja jazdy agregatów po polu oferuje szereg korzyści jak np. pełne wykorzystanie szerokości roboczej maszyn czy unikanie omijaków i nakładek.
Geolokalizacja jest niezbędna na potrzeby zmiennego dawkowania nawozów dopasowanego do potrzeb roślin w danej części pola czy też aplikacji nasion a nawet sadzeniaków. To dzięki lokalizacji za pomocą sygnałów satelitarnych możliwe rozsiewanie nawozów czy siew nasion z wykorzystaniem map aplikacyjnych.
Teledetekcja satelitarna
Teledetekcja (ang. remote sensing) oznacza badania wykonywane z określonej odległości za pomocą specjalistycznych czujników mające na celu pozyskanie informacji o określonych obiektach i zjawiskach. Czujniki są umieszczane na dronach, samolotach oraz satelitach ale również i urządzeniach naziemnych.
Duże korzyści dla rolnictwa oferuje teledetekcja satelitarna, która zajmuje się pozyskiwaniem, przetwarzaniem, interpretacją i wykorzystaniem zdjęć satelitarnych czyli inaczej mówiąc obrazów określonych obszarów Ziemi. Za pomocą satelitów możliwe jest monitorowanie zmian w użytkowaniu gruntu, stanu roślinności, ocenie wylesiania jak i śledzenie zmian klimatu. Teledetekcja w rolnictwie pozwala ocenić stan upraw, oszacować plony i zidentyfikować obszary dotknięte szkodnikami lub chorobami. Informacje te pomagają rolnikom w podejmowaniu świadomych decyzji dotyczących nawadniania, nawożenia i zwalczania szkodników, co prowadzi do poprawy produktywności upraw i zarządzania zasobami w gospodarstwie.
W rolnictwie techniki teledetekcji obejmują różne metody gromadzenia i analizowania danych o uprawach i obszarach rolniczych. W jednej z nich zastosowanie mają czujniki optyczne, które wychwytują promieniowanie elektromagnetyczne w zakresie widzialnym, bliskiej podczerwieni (NIR – near-infrared) i termicznej podczerwieni (TIR – thermal infrared) widma elektromagnetycznego. Badania z użyciem tej metody pozwalają pozyskać wiele cennych informacji na temat stanu upraw, wskaźników wegetacji roślin i pokrycia terenu.
Zastosowanie w teledetekcji satelitarnej maja również czujniki wielospektralne, które rejestrują dane w kilku odrębnych pasmach widma elektromagnetycznego. Umożliwiają one analizę określonych długości fal istotnych dla zdrowia roślinności i monitorowania upraw. Dane wielospektralne są powszechnie wykorzystywane do obliczania wskaźników roślinności, takich jak NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) i EVI (Enhanced Vegetation Index) w celu oceny kondycji upraw. Wartości tych wskaźników skorelowane są z ilością biomasy i zawartością chlorofilu co jest cenną informacją dla rolników.
Bardzo przydatne w teledetekcji satelitarnej dla rolnictwa okazują się czujniki termiczne, które rejestrują dane w obszarze TIR widma elektromagnetycznego. Mierzą one promieniowanie emitowane przez obiekty, w tym rośliny uprawne i glebę, które są powiązane z ich temperaturą. Wykrywanie temperatury jest przydatne do oceny deficytu wody, wykrywania efektywności nawadniania i monitorowania stanu upraw w oparciu o zmiany temperatury.
Zastosowanie w teledetekcji mają również czujniki radarowe, które wykorzystują promieniowanie mikrofalowe do penetracji roślinności i gleby, umożliwiając gromadzenie danych niezależnie od warunków pogodowych. Dane radarowe są cenne przy mapowaniu topografii terenu, monitorowaniu wilgotności gleby i ocenie etapów wzrostu roślin.
Korzyści z teledetekcji satelitarnej dla rolnictwa
Teledetekcja satelitarna dzięki integracji danych z systemami informacji geograficznej (GIS) oferuje duże korzyści dla Rolnictwa Precyzyjnego. Dzięki umieszczaniu danych z satelitów na mapy przestrzenne możliwe jest tworzenie map wskazujących strefy pola o różnej kondycji roślin i właściwości gleby, przetwarzanych w dalszej kolejności na mapy aplikacji nasion i nawozów czy też pestycydów. Dane satelitarne okazują się również przydatne na potrzeby decyzji dotyczących nawadniania upraw.
