Μελέτη περίπτωσης: πολυχρονική ανάλυση πειραματικών αγροτεμαχίων

Εισαγωγή

Η χρήση της τηλεπισκόπησης με drone στη γεωργία έχει φέρει επανάσταση στον τρόπο παρακολούθησης και διαχείρισης των καλλιεργειών. Μέσω αυτών των τεχνολογιών είναι δυνατή η απόκτηση εικόνων και δεδομένων ορατού φάσματος (RGB) και πολυφασματικών δεδομένων υψηλής ανάλυσης, καλύπτοντας μεγάλες εκτάσεις γης σε σύντομο χρονικό διάστημα, επιτρέποντας γρήγορη και ακριβή χαρτογράφηση των αγρών.

Μια μεμονωμένη πτήση μπορεί να αναδείξει τα χαρακτηριστικά των καλλιεργειών σε μια συγκεκριμένη χρονική στιγμή, όμως η πραγματοποίηση πολυχρονικών πτήσεων επιτρέπει την παρακολούθηση της εξέλιξης των καλλιεργειών στον χρόνο, καθιστώντας δυνατή την ανάλυση και τη σύγκριση των μεταβολών στην κατάσταση των φυτών, όπως η ανάπτυξη, ο όγκος βιομάζας, η βλαστητική ζωτικότητα και η παρουσία ασθενειών ή καταπόνησης.

Μελέτη περίπτωσης

Για λογαριασμό ενός κέντρου δοκιμών, πραγματοποιήθηκαν πολυχρονικές πτήσεις από τον Φεβρουάριο έως τον Μάιο του 2023. Κάθε πτήση πραγματοποιήθηκε πάνω από 64 αγροτεμάχια σιταριού διαστάσεων 3×7 m, καθένα εκ των οποίων υποβλήθηκε σε διαφορετική επεξεργασία με βιοδιεγέρτες. Το ύψος πτήσης ορίστηκε στα 30 μέτρα, με λήψη φωτογραφιών RGB και πολυφασματικών με μετωπική και πλευρική επικάλυψη εικόνων 85%. Μέσω της ανάλυσης των εικόνων που λήφθηκαν, κατέστη δυνατή η ανακατασκευή, για κάθε πτήση, του ψηφιακού τρισδιάστατου μοντέλου (Εικ.1) και των χαρτών ανακλαστικότητας της περιοχής δοκιμών.

Εικ.1: Πολυχρονική πτήση σε αγρό σιταριού: τρισδιάστατο νέφος σημείων της περιοχής δοκιμών με τα διάφορα αγροτεμάχια.

Κατά τη διάρκεια κάθε πτήσης, προσδιορίστηκαν, για κάθε αγροτεμάχιο: η βλαστημένη επιφάνεια, ο όγκος βιομάζας και αρκετοί δείκτες βλάστησης (NDVI, NDRE, GNDVI). Μέσω των πολυχρονικών πτήσεων κατέστη δυνατή η δυναμική παρακολούθηση, επιτρέποντας την αξιολόγηση όχι μόνο των διαφορών μεταξύ των διάφορων αγροτεμαχίων σε κάθε πτήση, αλλά και τη μέτρηση με αριθμητικό τρόπο της εξέλιξης κάθε επιμέρους αγροτεμαχίου στον χρόνο, αναδεικνύοντας, για παράδειγμα, ότι ορισμένα αγροτεμάχια που ξεκίνησαν «μειονεκτικά» κατέληξαν να έχουν μεγαλύτερη επιφάνεια σε σχέση με άλλα που ξεκίνησαν με μεγαλύτερη εδαφοκάλυψη (Εικ. 2).

Εικ.2: Πολυχρονική πτήση σε αγρό σιταριού: επιφάνεια που καλύπτεται από βλάστηση στις διάφορες πτήσεις για κάθε επιμέρους αγροτεμάχιο.

Παρόμοιες επεξεργασίες πραγματοποιήθηκαν για τον όγκο βιομάζας (Εικ. 3) και για τη βλαστητική ζωτικότητα (δείκτης NDVI) (Εικ. 4).

Εικ.3: Πολυχρονική πτήση σε αγρό σιταριού: τρισδιάστατο νέφος σημείων και χάρτης του όγκου βιομάζας στις διάφορες πτήσεις για κάθε επιμέρους αγροτεμάχιο.

Εικ.4: Πολυχρονική πτήση σε αγρό σιταριού: βλαστητική ζωτικότητα (δείκτης NDVI) στις διάφορες πτήσεις για κάθε επιμέρους αγροτεμάχιο.

Συμπεράσματα

Χάρη στη χρήση της τηλεπισκόπησης με drone και στην επεξεργασία των συλλεχθέντων δεδομένων, κατέστη δυνατό να εντοπιστούν οι διαφορές στις αναλυθείσες παραμέτρους μεταξύ των αγροτεμαχίων σε κάθε πτήση, και μέσω των πολυχρονικών πτήσεων, κατέστη δυνατή η ανάλυση και η σύγκριση των χρονικών μεταβολών των παραμέτρων των επιμέρους αγροτεμαχίων, όπως η ανάπτυξη, ο όγκος βιομάζας και η ζωτικότητα.

Για τα κέντρα δοκιμών, οι πολυχρονικές πτήσεις με drone προσφέρουν τη δυνατότητα παρακολούθησης της εξέλιξης των καλλιεργειών στον χρόνο, αξιολογώντας με βέλτιστο και αντικειμενικό τρόπο την ανάπτυξη κάθε επιμέρους αγροτεμαχίου, ώστε να πραγματοποιούνται οι απαραίτητες εκτιμήσεις σχετικά με τα δοκιμαζόμενα προϊόντα, εξοικονομώντας χρόνο στις επιτόπιες μετρήσεις, οι οποίες παραμένουν πάντως απαραίτητες για την αναζήτηση συσχετίσεων μεταξύ των δεδομένων του drone και εκείνων που καταγράφονται στο έδαφος.

Συμπερασματικά, οι πολυχρονικές πτήσεις με drone παρέχουν μια λεπτομερή και δυναμική εικόνα των συνθηκών στον αγρό στον χρόνο, επιτρέποντας στους γεωργούς και τους τεχνικούς να λαμβάνουν αποφάσεις βάσει δεδομένων και να βελτιώνουν την αποδοτικότητα, τη βιωσιμότητα και την παραγωγικότητα των δραστηριοτήτων τους, καθιστώντας δυνατές έγκαιρες και στοχευμένες παρεμβάσεις. Χρησιμοποιώντας πολυχρονικές πτήσεις, οι γεωργοί μπορούν να αξιολογούν την αποτελεσματικότητα των πρακτικών άρδευσης, λίπανσης και διαχείρισης πόρων καθ’ όλη τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου. Αυτό τους επιτρέπει να βελτιστοποιούν τη χρήση τους, αποφεύγοντας τη σπατάλη και μειώνοντας το κόστος.