تستخدم تقنية التصوير الحراري بدون طيار على نطاق واسع في الزراعة الحديثة ، وخاصة في مراقبة حالة رطوبة المحاصيل. تساعد هذه التكنولوجيا المزارعين على تحديد متطلبات رطوبة المحاصيل من خلال التقاط توزيع درجة الحرارة على سطح المحاصيل ، وبالتالي تحقيق الري الدقيق وتحسين كفاءة استخدام موارد المياه.
المبدأ الفني
1. التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء
تقنية التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء هي تقنية تولد الصور عن طريق التقاط إشعاع الأشعة تحت الحمراء المنبعثة من الأشياء. جميع الكائنات تنبعث من إشعاع الأشعة تحت الحمراء ، وشدته تتناسب مع درجة حرارة الكائن. من خلال التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء ، يمكن إنشاء الصور التي تعكس توزيع درجة الحرارة على سطح المحاصيل. يمكن أن تظهر هذه الصور حالة الرطوبة للمحاصيل ، لأن المحاصيل ذات الماء الكافي عادة ما تكون أكثر برودة ، في حين أن المحاصيل ذات الماء غير الكافي أكثر سخونة.
2. مؤشر الإجهاد المائي للمحاصيل (CWSI)
يعد مؤشر الإجهاد المائي للمحاصيل (CWSI) مؤشرًا مهمًا لقياس حالة الرطوبة للمحاصيل. صيغة حساب CWSI هي:
\[
cwsi=\\ frac {t _ c - t _ w} {t _ d - t _ w}
\]
حيث ، \\ (t _} c \\) هي درجة حرارة المظلة ، \\ (t _ w \\) هي درجة حرارة سطح مرجع التبخر الأرضية ، \\ (t _ d=t {4}} a {5} \\ (t _ a \\) هو اختبار درجة حرارة المصباح الجاف (أي درجة حرارة الهواء في الحقل). عن طريق حساب CWSI ، يمكن قياس درجة العجز في مياه المحاصيل.
خطوات التنفيذ
1. إعداد الأجهزة المساعدة
قم بإعداد الأجهزة الإضافية في الحقل ، بما في ذلك أجهزة استشعار درجة حرارة الهواء في المجال والأسطح المرجعية للتبخر الكامل. تُستخدم هذه الأجهزة لمراقبة درجة حرارة الهواء في الحقل وتوفير نقاط مرجعية للتبخر الكامل من أجل معايرة بيانات التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء.
2. جمع الصور بالأشعة تحت الحمراء مع الطائرات بدون طيار
يتم جمع الصور بالأشعة تحت الحمراء الكبيرة للمحاصيل الأراضي الزراعية من خلال نظام التصوير الحراري بالأشعة تحت الحمراء التي تحملها الطائرات بدون طيار. في الوقت نفسه ، يتم تشغيل وحدة GPS بشكل متزامن للحصول على معلومات تحديد موقع الصورة المقابلة.
3. معالجة البيانات وتحليلها
يتلقى نظام معالجة البيانات الأرضية الصور بالأشعة تحت الحمراء ومعلومات تحديد موقع الصور ، وسجلات وربط الصور ، ويقوم بتجزئة الصور على الصور المقسمة لتمييز السطح المرجعي للتبخر الكافي. يتم الحصول على التوزيع المكاني لدرجة حرارة المظلة والأرض درجة حرارة السطح المرجعي للتبخر الكافي من صورة المظلة والصورة السطحية المرجعية الكافية للتبخر على التوالي. جنبا إلى جنب مع بيانات درجة حرارة الهواء التي يتم مراقبتها بواسطة مستشعر درجة حرارة الهواء الحقل ، يتم تقدير درجة حرارة الورقة عندما يتم إغلاق stomata المحصول بالكامل ، وأخيراً يتم حساب مؤشر نقص ماء المحاصيل (CWSI) وعرضه على خريطة التوزيع المكاني. يتم تسليط الضوء على المناطق التي تكون فيها قيمة مؤشر العجز في مياه المحاصيل أعلى من القيمة الحرجة وحذرها.
مزايا التطبيق
1. الري الدقيق
من خلال مراقبة حالة الرطوبة للمحاصيل ، يمكن للمزارعين تحقيق الري الدقيق ، وتجنب الإفراط في التطهير أو نقص التطهير ، وبالتالي توفير موارد المياه وتحسين كفاءة الري.
2. تحسين محصول المحاصيل والجودة
يمكن أن يساعد الكشف في الوقت المناسب ومعالجة مشاكل الإجهاد المائي في تحسين محصول المحاصيل والجودة وتقليل الخسائر الاقتصادية الناجمة عن عدم كفاية المياه.
3. المراقبة في الوقت الفعلي والإنذار المبكر
يمكن لتكنولوجيا التصوير الحراري للطائرات بدون طيار تحقيق المراقبة في الوقت الفعلي. يمكن للمزارعين التحقق من حالة الأراضي الزراعية في أي وقت من خلال الهواتف المحمولة أو أجهزة الكمبيوتر واتخاذ تدابير في الوقت المناسب للتعامل مع الإجهاد المائي.
التحديات والآفاق المستقبلية
على الرغم من أن تكنولوجيا التصوير الحراري للطائرات بدون طيار أظهرت إمكانات كبيرة في مراقبة رطوبة المحاصيل ، إلا أنها لا تزال تواجه بعض التحديات. على سبيل المثال ، يجب تحسين قدرات معالجة البيانات وتحليلها لاستخراج معلومات مفيدة من كميات كبيرة من البيانات. بالإضافة إلى ذلك ، قد تؤثر الظروف المناخية وتعقيد التضاريس أيضًا على تأثيرات الطيران والمراقبة للطائرات بدون طيار.
في المستقبل ، مع تطوير الذكاء الاصطناعي وتكنولوجيا البيانات الضخمة ، سيتم تحسين قدرات معالجة البيانات وتحليلها في تكنولوجيا التصوير الحراري للطائرات بدون طيار ، مما يوفر للمزارعين دعمًا أكثر دقة في اتخاذ القرارات. في الوقت نفسه ، مع تعميم التكنولوجيا ، سيتمكن المزيد من المزارعين الصغار من الاستمتاع بالراحة التي جلبتها هذه التكنولوجيا.
