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数字农业进行时:一张图解码作物生长

来源:花匠小妙招 时间:2024-11-21 21:43

地球只有一个。不断增长的人口与粮食需求,让高效的农业生产方式愈发重要。

植保无人机的普及,让农业生产管理环节中的机械化得以大幅提高。然而,在更高的机械化水平上,如何持续提升农业生产效率?数字农业或将成为解题之匙。

当“耕种管收”的机械化程度逐渐上升,数字农业发展的轮廓也逐渐清晰。数字农业将信息作为农业生产要素,是利用现代信息技术,对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化分析决策和智能化执行作业的农业生产方式。

近年来的数字农业业务探索中,如何获取有效的农业对象数字信息,成为业务探索的关键。

2019 年,大疆精灵 4 多光谱无人机的出现,让农业从业者,从一张图上便可获取多种作物生长信息,了解病虫害发生的状况,让突破数字农业成为可能。

关于多光谱的二三问

作物多光谱影像怎么看?

它有什么用?
 

通过操作精灵 4 多光谱无人机,我们可以有效采集高精度的多光谱数据,生成 NDVI 图像,助力农业监测与环境监察工作高效完成。

但 NDVI 图怎么看?研究发现,健康的植物表现的比较绿,因为叶绿素含量很高。如果植物的健康状况比较差,甚至出现枯死,叶绿素的含量就会下降。NDVI 植被指数,利用的便是这个原理:NDVI 值越高,说明叶绿素含量越高,植物也越健康。

均由大疆智图生成

均由大疆智图生成

大疆智图所采用的伪色卡 (color map),颜色越红,NDVI 值越高

NDVI图像是否可以正确反映作物长势?新西兰和日本的实地应用,可以给我们更多启发。

新西兰

飞入啤酒花园地

植物也有小秘密

利用精灵 4 多光谱生成的 NDVI 植被指数图,对农田作物进行精准管理 —— 这样的方案对于新西兰农业公司 Ferntech 来说已经相对成熟。拿着精灵 4 多光谱无人机来到尼尔森一片陌生的啤酒花庄园,通过 NDVI 图像与实地验证,从另一个角度讲述了啤酒庄园的故事。

 

位于新西兰尼尔森一处啤酒花园 NDVI 图由第三方软件生成

第三方软件所使用的伪色卡 颜色越绿,NDVI 值越高

区域一

首先选中的区域,是 NDVI 图上红色较为集中的地块。红色表示植物生命力较低,根据植物生长的位置,Ferntech 团队判断,这些处于植物与植物缝隙间的作物活力几乎是挣扎着生存。

实地验证确实如此,该区域的大多数植物叶片已经变黄变质。究其原因,是该区域的土壤与周围区域的土壤状况有所不同。庄园管理者也表示,长久以来这些位置的啤酒花都长势不佳。

区域二

Ferntech 很快将目光放到第二个区域。从 NDVI 图像上看,该区域集中显示绿色,表示作物充满活力,啤酒花健康生长,没有受损的迹象。

在实地生长区域可以看到,该处种植着庄园内长势最优的啤酒花,产量与质量都要高于其他区域。

区域三

选中的第三区域显示,植物生长的间隙中有很多 NDVI 的低值(红色),但周围零星分布着绿色。Ferntech 团队判断,该区域的植物营养不佳,作物处于不同的褐变阶段。

农场经理透露道,这一区块土地在 3 年前曾被用于种植加州蓟。由于过度种植,土壤被消耗,此后该区域的生长状况都不尽人意。


 

区域四

与第三个选区相反,在第四个选区中,NDVI图的信息表示,长势健康的啤酒花周围紧挨着生长不良的植物。

Ferntech 团队认为是该地区的灌溉出现了问题。实地验证中可以看到,尽管大部分啤酒花没有生长异样,周围还是有一些叶子出现褐变,挣扎着生长。

而这一次,农场经理并不确定为何叶子有如此多的褐变,NDVI图的结果促使他们采集样本做进一步的调查。

与农田管理员的相互印证,充分表明精灵 4 多光谱能提供植物健康生长的准确信息,“田间医生”确定无误!

日本

茶叶长得好

多光谱来指导

在日本,精灵4 多光谱主要用于日本农田的追肥,茶园等作物也开始用上多光谱监测技术。一体机与整体方案的推出,让植物生长数据更加容易获取,也让农业变得更加智慧。

从实地探访可以了解到,该茶园种植着不同品种的茶叶,长势不尽相同,肉眼却无法准确判断。

透过精灵 4 多光谱生成的 NDVI 图像可以看到,NDVI 值与茶树表层的树叶状况一致,也可以证明为何茶农摘下的茶叶质量层次不齐。

清晰判断植被长势,并帮助农田管理者发现长势不良的田块,是精灵 4 多光谱无人机最有价值的亮点之一,也是指导精准农业工作的重要一步。

通过精灵 4 多光谱,农户和农技人员不再需要亲自下地,就可以快速获取高精度的农田作物数据,事半功倍,让管理者省力省时更省心。

接下来,大疆农业将陆续推出数字农业应用案例,与全球领先机构共同探索数字农业前沿探索,敬请关注。

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