Εισαγωγή
Η χρήση των μη επανδρωμένων αεροσκαφών στη γεωργία έχει αυξηθεί ραγδαία τα τελευταία χρόνια, μεταμορφώνοντας τον τρόπο με τον οποίο οι γεωπόνοι μπορούν να παρακολουθούν και να διαχειρίζονται τις καλλιέργειες. Η εξέλιξη αυτή συνεχίζεται σταθερά, χάρη στους βελτιωμένους αισθητήρες, την αυξημένη αυτονομία πτήσης και την ανάπτυξη αλγορίθμων τεχνητής νοημοσύνης για την ανάλυση των δεδομένων που συλλέγονται.

Στην παραδοσιακή γεωργία, η παρακολούθηση των καλλιεργειών για τον εντοπισμό τυχόν προβλημάτων ή ενδείξεων ασθενειών γίνεται κυρίως οπτικά ή μέσω μοντέλων πρόβλεψης. Με τη χρήση μη επανδρωμένων αεροσκαφών, από την άλλη πλευρά, είναι δυνατή η απόκτηση, μέσω ειδικών αισθητήρων, λεπτομερούς εναέριας εικόνας των καλλιεργούμενων αγρών, η λήψη εικόνων υψηλής ανάλυσης, η ανίχνευση παραμέτρων όπως η καταπόνηση από το νερό, οι διαφορές στη ζωηρότητα, οι εστίες ορισμένων τύπων ασθενειών και άλλα προβλήματα.

Μέσω της ενσωμάτωσης αυτής της προηγμένης τεχνολογίας παρακολούθησης με τις επαγγελματικές γνώσεις και τις οπτικές εκτιμήσεις στο έδαφος, τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως ένα ισχυρό εργαλείο για γεωπονικές έρευνες, παρέχοντας πολύτιμη υποστήριξη στον γεωπόνο για μια σειρά δραστηριοτήτων (Εικ. 1).

Σχήμα 1: Ροή εργασίας με drone στη γεωργία (επάνω), χάρτης ζωτικότητας αμπελώνων (αριστερά) και οριοθέτηση της ζωτικότητας της βλάστησης σε 3 κατηγορίες (δεξιά)

iDrone: το drone ως ισχυρός σύμμαχος του γεωπόνου
Χάρη στην πολυετή εμπειρία στον τομέα, η Agrobit προσφέρει το iDrone υπηρεσία για να συμβάλει στη βελτιστοποίηση του έργου του αγρότη, του γεωπόνου και του γεωτεχνικού, μειώνοντας το χρόνο και το κόστος της έρευνας με τις ακόλουθες μεθόδους

1. Αεροφωτογραμμετρία
Τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη μπορούν να χρησιμοποιηθούν για την εναέρια οπτική παρακολούθηση των καλλιεργειών, επιτρέποντας στους τεχνικούς να να αποκτήσουν και να ιστορικοποιήσουν μια ολοκληρωμένη και λεπτομερή εικόνα των συνθηκών των φυτών σε μεγάλη κλίμακα.

Μπορούν να ληφθούν ορατές εικόνες τηλεπισκόπησης από μη επανδρωμένο αεροσκάφος:

• ορατοί χάρτες (RGB), μέσω των οποίων είναι δυνατή η μέτρηση της φυτεμένης έκτασης, η καταμέτρηση των φυτών ή των αποτυχιών (Εικ. 2), η οπτική επιθεώρηση των καλλιεργειών
• τρισδιάστατα μοντέλα (Εικ. 2) των καλλιεργειών και του αγροτεμαχίου, μέσω των οποίων μπορεί να μετρηθεί η βιομάζα των καλλιεργειών
• ψηφιακά μοντέλα υψομέτρων (DEM, DSM), επίσης χρήσιμα κατά το σχεδιασμό νέων γεωργικών ή αρδευτικών συστημάτων

Επαναλαμβάνοντας αρκετές πτήσεις κατά τη διάρκεια της σεζόν, οι τεχνικοί μπορούν να αξιολογήσουν την τάση ανάπτυξης των φυτών και να κάνουν προσαρμογές στις καλλιεργητικές εργασίες, εάν είναι απαραίτητο.

Σχήμα 2: Τρισδιάστατο μοντέλο αμπελώνα (αριστερά) και μετρήσεις φυτών και αστοχιών (δεξιά)

2. Πολυφασματικοί χάρτες
Οι χάρτες ευρωστίας είναι εργαλεία που χρησιμοποιούνται στη γεωργία για την αξιολόγηση της υγείας και της ζωτικότητας των καλλιεργειών με λεπτομερή και χωρικά ακριβή τρόπο. Οι χάρτες αυτοί παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τη ζωηρότητα των φυτών, η οποία μπορεί να σχετίζεται με διάφορους παράγοντες όπως η υγεία των φυτών, η ανάπτυξη, η πρόσληψη θρεπτικών στοιχείων και η υδατική καταπόνηση.

Χάρη στις πολυφασματικές εικόνες τηλεπισκόπησης από μη επανδρωμένα αεροσκάφη και τη χρήση δεικτών βλάστησης, είναι δυνατή η λήψη:

• χάρτες ζωηρότητας (δείκτες: NDVI, OSAVI), οι οποίοι επιτρέπουν τη διάκριση των αγροτεμαχίων σε πιο ζωηρές και λιγότερο ζωηρές περιοχές
• χάρτες χλωροφύλλης (δείκτες: GNDVI, NDRE, MCARI, TCARI), για τον εντοπισμό των περιοχών που βρίσκονται σε κατάσταση πίεσης και ανεπάρκειας
• χάρτες ανθοκυανών και καροτενοειδών (δείκτες: ARI, CRI), για την ανίχνευση ενδεχόμενου στρες λόγω γήρανσης

Ανάλογα με τις απαιτήσεις, οι πληροφορίες αυτές μπορούν να μεταφραστούν σε χάρτες συνταγών χρήσιμους, για παράδειγμα, για λίπανση, επεξεργασία ή διαφοροποιημένη συγκομιδή.

3. Χάρτες θερμότητας
Οι χάρτες υδατικής καταπόνησης παρέχουν χωρικά λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με το επίπεδο υδατικής καταπόνησης των φυτώνεπιτρέποντας στους τεχνικούς να κάνουν τεκμηριωμένες αποφάσεις διαχείρισης νερού και άρδευσηςγια παράδειγμα με τον καθορισμό ένα σύστημα άρδευσης ακριβείας με βάση την οριοθέτηση της υδατικής καταπόνησης.

Χάρη στην τηλεπισκόπηση θερμικών εικόνων από μη επανδρωμένο αεροσκάφος και τη χρήση δεικτών βλάστησης, είναι δυνατή η λήψη:

• χάρτες υδατικής καταπόνησης (δείκτες: CWSI, NDWI, PRI), για τον εντοπισμό της υδατικής καταπόνησης ή της έλλειψης νερού στα φυτά
• χάρτες θερμοκρασίας εδάφους, επίσης χρήσιμοι για την ανίχνευση υφαλμύρωσης

Συμπεράσματα
Συνοψίζοντας, με τη χρήση μη επανδρωμένων αεροσκαφών είναι δυνατόν να πραγματοποιηθούν ακριβής χαρτογράφηση των καλλιεργούμενων αγρών με μεγαλύτερη αποτελεσματικότητα και επικαιρότητα σε σχέση με άλλες χειροκίνητες έρευνες. Τα μη επανδρωμένα αεροσκάφη μπορούν να πετούν πάνω από αρκετά μεγάλες εκτάσεις, συλλέγοντας τοπογραφικά, θερμικά και πολυφασματικά δεδομένα για να παρέχουν λεπτομερείς πληροφορίες σχετικά με την κατάσταση των καλλιεργειών με τρόπο που επιτρέπουν στους τεχνικούς να λαμβάνουν πιο τεκμηριωμένες αποφάσεις για τη διαχείριση των καλλιεργειών.

Οι τεχνολογίες αυτές επιτρέπουν στον τεχνικό να βελτιστοποιήσει την παραγωγή, να μειώσει τα απόβλητα και να βελτιώσει την αποτελεσματικότητα της εφαρμογής των γεωργικών εισροών, εξασφαλίζοντας ταχύτερη ανταπόκριση σε προβλήματα όπως οι ασθένειες και τα παράσιτα. Επιπλέον, επιτρέπουν τον ακριβή προσδιορισμό της μεταβλητότητας εντός του αγροτεμαχίου, επιτρέποντας στον τεχνικό να σχεδιάσει στρατηγικές για τη μείωση αυτής της μεταβλητότητας (διαφοροποιημένη λίπανση), ή να προτείνει μια στρατηγική διαφοροποιημένης συγκομιδής των καρπών που ανήκουν σε ζώνες με διαφορετικά χαρακτηριστικά ζωτικότητας, προκειμένου να βελτιωθεί το τελικό προϊόν (ξεχωριστή συγκομιδή ανάλογα με την κατάσταση ωρίμανσης).

Επίσης, στον τομέα των φυτοϋγειονομικών επεμβάσεων, η τεχνολογία drone μπορεί να συμβάλει σημαντικά προς την κατεύθυνση της Ευρωπαϊκής Πράσινης Συμφωνίας και της στρατηγικής Farm-to-Fork, οι οποίες στοχεύουν στη μείωση των χημικών εισροών κατά 50% έως το 2030 και στην αύξηση της οικονομικής, περιβαλλοντικής και κοινωνικής βιωσιμότητας του γεωργικού τομέα. Στην πραγματικότητα, οι χάρτες drone και τα τρισδιάστατα μοντέλα καθιστούν δυνατή την ανάλυση των βιομετρικών χαρακτηριστικών των φυτών, όπως το πάχος, το ύψος και ο όγκος, επιτρέποντας τη δημιουργία χαρτών συνταγών για διαφοροποιημένες θεραπείες με βάση την πραγματική βλαστική ανάπτυξη των φυτών. Αυτό συμβαδίζει επίσης με την κυκλοφορία νέων φυτοπροστατευτικών προϊόντων που εκφράζουν τη δόση όχι πλέον μόνο σε kg/ha ή ml/hl, αλλά και σε ανά kg προϊόντος ανά επιφάνεια φυλλικού τοιχώματος (Leaf Wall Area), δηλαδή σε kg/10.000 m^2 LWA.