Мониторинг температурного и влажностного рельефа сельскохозяйственных угодий с адаптацией методов микроволновой радиометрии
- 1,2,3,5 МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия)
- 4 МГТУ им. Н.Э. Баумана (Москва, Россия); Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (г. Фрязино, Московская обл., Россия)
Аннотация
Постановка проблемы. Внедрение технологий точного земледелия в практику сельскохозяйственного производства является актуальной задачей, решение которой позволило бы обеспечить устойчивое развитие растениеводства, снижение затрат и экономию водных и иных ресурсов. В центральных регионах Нечерноземья, на значительной части земель, возвращаемых в сельскохозяйственный оборот, влажностно-температурный режим почв является критическим фактором достижения устойчивости продуктивности растениеводства.
Цель работы – обсуждение адаптационных аспектов включения аэромобильной микроволновой влажностно-температурной радиометрии в беспилотные агротехнологии Нечерноземья. В рамках тенденций в научно-технологической политики анализируются подходы и возможности совмещения производственных операций с получением перспективной информации на платформе коммерческих агродронов и исследовательских комплексов.
Результаты. Приводится алгоритм учета растительного покрова при решении обратной задачи вычисления влажности почвы по ее собственному излучению. Рассмотрены необходимые адаптивные мероприятия к успешному внедрению технологии «роя дронов» в производственно-информационные системы растениеводства, а также получение и демонстрация результатов натурных экспериментов по дистанционному определению портретов влажности почвы, температурных карт поверхности почвы и карт рельефа, проведенных на полях агроэкологического полигона ВНИИМЗ (ныне ВНИИМЗ – филиал ФГБНУ ФИЦ «Почвенный институт им. В.В. Докучаева) при помощи комплекса из нового двухполяризационного СВЧ-радиометра и прецизионного навигационного приемника, размещенных на квадроцикле.
Практическая значимость. В связи с возвращением в сельскохозяйственный оборот земель центрального Нечерноземья появляется потребность в получение актуальной и перспективной картографической информации по влажностно-температурному режиму почвы. Значительный вклад в решение данной проблемы может принести инженерная адаптация исследовательского инструментария на базе применяемых коммерческих агродронов.
- Поступила
- 19.04.2024
- Одобрена
- 19.04.2024
- Принята
- 22.10.2024
Для цитирования
Хохлов Н.Ф., Сидоров И.А., Гудков А.Г., Новичихин Е.П., Чижиков С.В. Мониторинг температурного и влажностного рельефа сельскохозяйственных угодий с адаптацией методов микроволновой радиометрии // Технологии живых систем. 2024. T. 21. № 4. С. 138-148. DOI: https://doi.org/10.18127/j20700997-202404-14
Список источников
- Андреева Н. Изменить науку // Атомный эксперт. 2021. № 4. https://atomicexpert.com/change_science
- Еременко Е.А., Панин А.В. Ложбинный мезорельеф Восточно-Европейской равнины. М.: МИРОС. 2010. 192с.
- 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
- Queiroz D.M., Coelho A.L.F., Valente D.S.M., Schueller J.K. Sesors applied to digital Agriculture: A review- Artigo Cientifico, Rev. Ciȇnc. Agron. 51(spe). 2020. https://doi.org/10.5935/1806-6690.20200086
- Сайт Потсдамского института агроинжененрии и биоэкономики АТВ (ФРГ) www.atb-potsdam.de
- Агродроны. Преимущества и применение. https://www.geomir.ru/publikatsii/agrodrony/
- Drohnen Schwarmflug (UPWAPDSII) Сайт Брандербургского технического университета. https://icampus-cottbus.de/drohnen-schwarmflug/
- Постановление правительства РФ 14 мая 2021 № 731 « О Государственной программе эффективного вовлечения в оборот земель сельскохозяйственного назначения и развития мелиоративного комплекса Российской Федерации» http://gov.garant.ru/ SESSION/PILOT/main.htm
- China΄s Agriculture. Drone Revolution. Disruption in the Agriculture Ecosystem. 2019 Ipsos Busness Consulting, P. 27. https://www.ipsos.com/sites/default/files/ct/publication/documents/2020-10/china-agriculture-drones.pdf
- Miccinesi L., Beni A., Massimiano P. UAS-Borne Sensing: A Review // Elektroniks. 2022. V. 11(20). P. 3324. DOI: 10.3390/ electronics11203324
- Применение БПЛА в горнодобыче и геологоразведке. https://dprom.online/mtindustry/primenenie-bpla/
- Advancing airborne autonomy. Commercial drones saving money and saving lives in the UK. HM. Government., 2020. P. 51.https://assets.publishing.service.gov.uk/government/uploads/system/uploads/attachment_data/file/1091358/drone-ambition-statement.pdf
- Oviesgharan S., Haddad Z, Turk J., Rodriguez E., Li L. Soil Moisture and Vegetation Water Content Retrieval Using QuikSCAT Data // Remote Sens. 2018. V. 10(4). P. 636. DOI: 10.3390/rs10040636
- Du M., Noguchi N. Monitoring of Wheat Growth Status and Mapping of Wheat Yield’s within-Field Spatial Variations Using Color Images Acquired from UAV-camera System // Remote Sens. 2017. V. 9(3). P. 289. DOI: 10.3390/rs9030289
- Gracia-Romero A., Vergara-Diaz., Thierfelder Ch., Cairns J.E. et al. Phenotyping Conservation Agriculture Management Effects on Ground and Aerial Remote Sensing Assessments of Maize Hybrids Performance in Zimbabwe // Remote Sens. 2018. V. 10(2). P. 349. DOI: 10.3390/rs10020349
- Moeckel T., Dayananda S., Nidamanuri R., Nautiyal S. et al. Estimation of Vegetable Crop Parameter by Multi-temporal UAV-Borne Images // Remote Sens. 2018. V. 10(5). P. 805. https://doi.org/10.3390/rs10050805