Ученые из Университета Иллинойса, с помощью членов Ассоциации производителей кукурузы Иллинойса, разработали новый масштабируемый метод для оценки урожайности сельскохозяйственных культур в режиме реального времени

Исследование объединяет полевые измерения, уникальную сеть полевых камер и высокочастотные спутниковые данные с высоким разрешением, обеспечивая высокоточные оценки продуктивности для культур в штате Иллинойс и за его пределами.

«Наша конечная цель заключается в предоставлении полезной информации фермерам, особенно на уровне полей или областей поля. Ранее большинство доступных спутниковых данных имели довольно «грубое» пространственное и / или временное разрешение, но здесь мы используем преимущества новых спутниковых продуктов для оценки индекса площади (LAI), показатель продуктивности сельхозкультур и урожайности зерна. И мы теперь знаем, что спутниковые оценки точны, потому что наши наземные измерения это подтверждают», - говорит Хёнгсук Кимм, докторант кафедры природных ресурсов и наук об окружающей среде Университета Иллинойса, ведущий автор работы.

Кимм и его коллеги использовали данные о поверхностной отражательной способности, которые измеряют свет, отражающийся от Земли, от двух типов спутников для оценки LAI на полях. Оба набора спутниковых данных представляют более точную информацию: они могут «видеть» Землю в мелком масштабе (разрешение 3 метра или 30 метров) и каждый день возвращаться в одно и то же место над планетой. Также группа ученых разработала два математических алгоритма для согласования и проверки точности данных со спутников.

Кимм договорился с фермерами из Иллинойса, чтобы установить камеры на 36 кукурузных полях по всему штату, обеспечивая непрерывный мониторинг на уровне земли. Изображения с камер предоставили подробную наземную информацию для уточнения спутниковых оценок.

Дважды в неделю в течение сезона вегетации 2017 года Кимм посещал поля и с помощью специального инструмента вручную измерял площадь листьев кукурузы, а затем сопоставлял результаты с теми, которые получал из космоса. В итоге, он пришел к выводу, что можно получать со спутников высокоточную, надежную информацию, используя ее для оценки поля в любой точке мира в режиме реального времени.

Например, спутниковый метод может обнаружить неэффективные поля или сегменты полей, которые можно исправить с помощью целевых методов управления, таких как внесение удобрений, применение пестицидов и т.д. Это поможет фермерам улучшить агропрактики, сэкономить время и деньги, и направить ресурсы туда, где они нужны в данный момент.

(Источник: phys.org. Автор: Лорен Куинн, Университет Иллинойса. На фото: докторант Университета Иллинойса Хёнгсук Кимм проверяет данные сети камер на кукурузных полях, чтобы проверить основанные на спутниках алгоритмы для мониторинга культуры в режиме реального времени. Предоставлено: Хёнгсук Кимм, Университет Иллинойса).