Результаты натурных экспериментов по дистанционному определению портретов влажности почвы (часть 3)

И.А. Сидоров; А.Г. Гудков; Е.П. Новичихин; С.В. Чижиков; Д.В. Шуляк; В.А. Калягин

doi:10.18127/j22250980-202403-06

Результаты натурных экспериментов по дистанционному определению портретов влажности почвы (часть 3)

И.А. Сидоров¹, А.Г. Гудков², Е.П. Новичихин³, С.В. Чижиков⁴, Д.В. Шуляк⁵, В.А. Калягин⁶

научная статья УДК 681.7.069.32 Страницы: 51-58 doi.org/10.18127/j22250980-202403-06

^1,4 Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана
² Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана; ООО «НПИ ФИРМА «ГИПЕРИОН» (Москва, Россия)
³ Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана; Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (г. Фрязино, Московская обл., Россия)
^5,6 ООО «Виннеръ» (г. Азов, Ростовская обл., Россия)

Ключевые слова: СВЧ-радиометр дистанционное зондирование влажность почвы квадрокоптер точное земледелие рациональное природопользование

Аннотация

Постановка проблемы. Внедрение технологий точного земледелия в практику сельскохозяйственного производства – актуальная задача, решение которой позволило бы обеспечить устойчивое развитие растениеводства, снижение затрат и экономию водных и иных ресурсов.

Цель. Рассмотреть результаты натурных экспериментов по дистанционному определению портретов влажности почвы, температурных карт поверхности почвы и карт рельефа, проведенных при помощи комплекса из нового двухполяризационного СВЧ-радиометра и прецизионного навигационного приемника, размещенных на тракторе, на полях овощного комплекса ЗАО «Городище» в Ступинском районе Московской области.

Результаты. Проведены натурные эксперименты по дистанционному определению портретов влажности и температуры поверхности почвы, а также параметров микрорельефа, и исследованы особенности взаимных корреляционных характеристик различных тематических карт. Получены карты портретов влажности и температуры и поверхностного рельефа почвы. Проверена электромагнитная совместимость СВЧ-радиометра с системами трактора фирмы «John Deere». Подготовлены данные для внесения в базу данных радиометрических измерений почв.

Практическая значимость. Проведенные работы позволят уточнить некоторые параметры СВЧ-радиометрической системы и ее совместимость с навигационным приемником, радиомодемом и системами носителя. Анализ полученных данных позволит выработать рекомендации по оптимизации технологических процессов и мелиоративных мероприятий. Накопление базы данных радиометрических измерений позволит в дальнейшем использовать технологии искусственного интеллекта для уточнения алгоритмов пересчета яркость-влажность и внедрения разработанного оборудования и алгоритмов в технологические процессы выращивания сельскохозяйственных культур, обеспечить устойчивое развитие технологий растениеводства, повышение урожайности и получение дополнительной прибыли предприятием АПК.

Поступила: 10.07.2024
Одобрена: 24.07.2024
Принята: 29.08.2024

Для цитирования

Сидоров И.А., Гудков А.Г., Новичихин Е.П., Чижиков С.В., Шуляк Д.В., Калягин В.А. Результаты натурных экспериментов по дистанционному определению портретов влажности почвы (часть 3) // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2024. Т. 16. № 3. С. 51–58. DOI: https://doi.org/ 10.18127/ j22250980-202403-06

Список источников

Сидоров И.А., Гудков А.Г., Новичихин Е.П., Леушин В.Ю., Хохлов Н.Ф., Болотов А.Г., Чижиков С.В. Результаты натурных экспериментов по дистанционному определению портретов влажности почвы (часть 1) // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век». 2022. № 4. С. 45–60. DOI: https://doi.org/10.18127/j22250980-202204-05.
Сидоров И.А., Гудков А.Г., Новичихин Е.П., Хохлов Н.Ф., Болотов А.Г., Чижиков С.В., Пчелинцев В.Э., Синавчиан В.С. Результаты натурных экспериментов по дистанционному определению портретов влажности почвы (часть 2) // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2023. Т. 15. № 1. С. 41–53. DOI: https://doi.org/10.18127/j22250980-202301-04.
Сидоров И.А., Новичихин Е.П., Гудков А.Г., Чижиков С.В., Болотов А.Г., Хохлов Н.Ф., Порохов И.О. Моделирование процесса приема собственного радиотеплового излучения земной поверхности // РЭНСИТ: Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2022. № 14(4). С. 359–372. DOI: 10.17725/rensit.2022.14.359.
Гуляев Ю.В., Шутко А.М., Сидоров И.А. и др. СВЧ-радиометрия земной и водной поверхностей: от теории к практике // Академическое издательство им. проф. Марина Дринова. София. 2014.
Сидоров И.А. Результаты исследования устойчивости и однозначности решения уравнений Френеля в задачах радиометрического зондирования земной поверхности. // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2021. № 3. С. 452–453.
Gudkov A.G., Agasieva S.V., Sidorov I.A., Khokhlov N.F., Chernikov A.S., Vagapov Y. A portable microwave radiometer for proximal measurement of soil permittivity. Computers and Electronics in Agriculture. July 2022. V.198. DOI:10.1016/j.compag.2022.107076
Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2022613925 (РФ). Программа обработки данных дистанционного влагомера и построения карт / И.А. Сидоров, С.В. Агасиева, Е.Н. Горлачева, Е.П. Новичихин, А.Г. Гудков. 2022.
Хохлов Н.Ф., Болотов А.Г., Сидоров И.А., Гудков А.Г., Новичихин Е.П., Чижиков С.В. Эвристический и прикладной потенциал совмещения микроволнового влажностно-температурного зондирования почвы и фотосъемки в фациально-дифференцированных агрогеосистемах // Журнал радиоэлектроники. 2022. № 11. DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.18.
Сидоров И.А. Методы определения влажности почвы для системы точного земледелия // Нанотехнологии: разработка, применение. 2018. Т.10. № 4. С. 44–50. DOI:10.18127/j22250980-201804-06.
Болотов А.Г., Шеин Е.В., Сидоров И.А. Метод определения влажности почвы в системе адаптивного-ландшафтного земледелия // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2021. Т. 13. № 4. С. 10–14.
Сидоров И.А., Гудков А.Г., Обливанцов В.В., Ермолов П.П., Новичихин Е.П., Леушин В.Ю., Агандеев Р.В. Радиометрическое дистанционное определение портретов влажности почвы на винограднике в Крыму // Электромагнитные волны и электронные системы. 2022. Т. 27. № 5. С. 65−70. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202205-09.

[1] Сидоров И.А., Гудков А.Г., Новичихин Е.П., Леушин В.Ю., Хохлов Н.Ф., Болотов А.Г., Чижиков С.В. Результаты натурных экспериментов по дистанционному определению портретов влажности почвы (часть 1) // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век». 2022. № 4. С. 45–60. DOI: https://doi.org/10.18127/j22250980-202204-05.

[2] Сидоров И.А., Гудков А.Г., Новичихин Е.П., Хохлов Н.Ф., Болотов А.Г., Чижиков С.В., Пчелинцев В.Э., Синавчиан В.С. Результаты натурных экспериментов по дистанционному определению портретов влажности почвы (часть 2) // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2023. Т. 15. № 1. С. 41–53. DOI: https://doi.org/10.18127/j22250980-202301-04.

[3] Сидоров И.А., Новичихин Е.П., Гудков А.Г., Чижиков С.В., Болотов А.Г., Хохлов Н.Ф., Порохов И.О. Моделирование процесса приема собственного радиотеплового излучения земной поверхности // РЭНСИТ: Радиоэлектроника. Наносистемы. Информационные технологии. 2022. № 14(4). С. 359–372. DOI: 10.17725/rensit.2022.14.359.

[4] Гуляев Ю.В., Шутко А.М., Сидоров И.А. и др. СВЧ-радиометрия земной и водной поверхностей: от теории к практике // Академическое издательство им. проф. Марина Дринова. София. 2014.

[5] Сидоров И.А. Результаты исследования устойчивости и однозначности решения уравнений Френеля в задачах радиометрического зондирования земной поверхности. // СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии. 2021. № 3. С. 452–453.

[6] Gudkov A.G., Agasieva S.V., Sidorov I.A., Khokhlov N.F., Chernikov A.S., Vagapov Y. A portable microwave radiometer for proximal measurement of soil permittivity. Computers and Electronics in Agriculture. July 2022. V.198. DOI:10.1016/j.compag.2022.107076

[7] Свидетельство о государственной регистрации программы для ЭВМ №2022613925 (РФ). Программа обработки данных дистанционного влагомера и построения карт / И.А. Сидоров, С.В. Агасиева, Е.Н. Горлачева, Е.П. Новичихин, А.Г. Гудков. 2022.

[8] Хохлов Н.Ф., Болотов А.Г., Сидоров И.А., Гудков А.Г., Новичихин Е.П., Чижиков С.В. Эвристический и прикладной потенциал совмещения микроволнового влажностно-температурного зондирования почвы и фотосъемки в фациально-дифференцированных агрогеосистемах // Журнал радиоэлектроники. 2022. № 11. DOI: https://doi.org/10.30898/1684-1719.2022.11.18.

[9] Сидоров И.А. Методы определения влажности почвы для системы точного земледелия // Нанотехнологии: разработка, применение. 2018. Т.10. № 4. С. 44–50. DOI:10.18127/j22250980-201804-06.

[10] Болотов А.Г., Шеин Е.В., Сидоров И.А. Метод определения влажности почвы в системе адаптивного-ландшафтного земледелия // Нанотехнологии: разработка, применение – XXI век. 2021. Т. 13. № 4. С. 10–14.

[11] Сидоров И.А., Гудков А.Г., Обливанцов В.В., Ермолов П.П., Новичихин Е.П., Леушин В.Ю., Агандеев Р.В. Радиометрическое дистанционное определение портретов влажности почвы на винограднике в Крыму // Электромагнитные волны и электронные системы. 2022. Т. 27. № 5. С. 65−70. DOI: https://doi.org/10.18127/j15604128-202205-09.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи