Платформа для цифрового моніторингу посівів

Hummingbird Technologies — платформа, що дозволяє проводити моніторинг стану та розвитку основних культур упродовж усього періоду вегетації. Окрім безпосередньо моніторингу, за допомогою платформи можна створювати карти-завдання на диференційоване внесення добрив та засобів захисту рослин. Платформа дозволяє проводити регулярний моніторинг з використанням знімків з супутників, а знімки, зібрані за допомогою малої авіації та БПЛА обробляє, автоматично зшиваючи в ортофотоплани. Використовуючи алгоритми машинного навчання і штучного інтелекту, Hummingbird Technologies створює аналітику по стану рослин протягом всього лише 24 годин з моменту завантаження знімків на платформу.

В 2018 році Hummingbird Technologies зміг залучити 4,1 млн долл. інвестицій, ставши першою AgTech компанією, в яку інвестувало Європейське космічне агентство (ЄКА). З 2019 року цифрове рішення від Hummingbird Technologies починає роботу на українському ринку відразу з великим проектом по цифровізації моніторингу на 200 тис га полів агрохолдингу Континентал Фармерз Групп.

Інформація, яку надає платформа Hummingbird Technologies

Як це працює? БПЛА та засоби малої авіації, обладнані мультиспектральними або звичайними RGB камерами, проводять необхідну кількість обльотів на різних стадіях розвитку рослин. Терміни індивідуальні для кожної культури, за якою ведеться спостереження. Вони визначаються з урахуванням особливостей розвитку. Зйомка проводиться з висоти 90-220 м. Знімки завантажуються на платформу, де проводиться їх обробка та аналіз.

Які дані про посіви можна отримати?

Нормалізований відносний індекс біомаси (NDVI). Така карта дозволяє оцінити інтенсивність вегетації рослини. Для розрахунку використовуються значення спектральної яскравості в червоному та ближньому інфрачервоному діапазонах спектру.

Карта NDVI інформує про неоднорідність посівів, дозволяє оцінити кількість рослинної маси, визначити проблемні ділянки поля. Подальше обстеження допоможе встановити причини негативного стану та підібрати рішення для їх усунення. Серед можливих чинників — бур’яни, посуха, поверхневе ущільнення ґрунту, проблеми при посіві та ін.

Чим допоможе агровиробнику? Карта з індексом NDVI дозволяє оцінити рівномірність розвитку культур. По карті розподілу NDVI легко видно ділянки поля з низьким значенням, дуже низьким, а де – вище середнього. Правильно інтерпретуючи отримані дані з врахуванням стадії вегетації та культури, можна виявляти проблемні ділянки – забур’яненість, оцінювати якість польових робіт, визначати черговість збору врожаю на полях і т.д

Індекс листкової поверхні (GAI). Показник, що застосовується для оцінки стану посівів та відображає співвідношення площі листкової поверхні до площі поверхні грунту під рослинами. Наприклад, при GAI ділянки становить 2, це означає, що на квадратний метр поля припадає 2 квадратних метри листкової поверхні.

Чим допоможе агровиробнику? Допомагає визначити неоднорідність розвитку рослин на полі та проблемні ділянки, на підставі даної аналітики можна встановити норми внесення азоту та регуляторів росту рослин.

Карта неоднорідності посівів. Ця карта дозволяє визначити ділянки з різними темпами росту вегетаційної маси. Для побудови карти використовується відмінність значень NDVI між обльотами, інформація надається після кожного обльоту, крім першого. Для встановлення причин уповільненого чи за розвитку потрібні польові дослідження проблемних ділянок. Причиною може бути наявність шкідників, бур’яни, дефіцит води та інше. Своєчасне реагування допоможе збільшити потенціал врожайності поля.

Карта ризику вилягання рослин. За її допомогою визначаються ділянки поля, де темпи росту вегетаційної маси порівнюються з фактичним розміром вегетаційної маси, та формується карта поля, поділеного на зони з ризиками вилягання – від мінімального до найвищого.

Чим допоможе агровиробнику? Інформація використовується для дослідження агрономом зон з високим ризиком виягання рослин та прийняття рішень для подальшого догляду за посівами або використання технології із захисту: визначення дозувань регуляторів росту, створення карти-завдання на диференційоване внесення.

Карта наявності бур’янів. Карта наявності бур’янів дозволяє оцінити кількість бур’янів, а саме фіксує зелень на полі перед посівом (для усіх культур перед сходами) та для просапних у міжряддях. Це дозволяє проведення подальшої точкової або диференційованої обробки гербіцидами.

У посівів з широкими міжряддями (більше 40 см) картографування бур’янів відбувається шляхом видалення з зображення культури і пошуку зелені, що залишилася.

Чим допоможе агровиробнику? Карти показують місця концентрації бур’янів, після подальшої ідентифікації видового складу та вибору технології захисту, можна створити карти-завдання на диференційоване або точкове обприскування. А через 10-14 днів після обробки – провести ще один обліт для визначення ефективності проведеного обприскування та виявлення стійких до гербіциду бур’янів.

Карта густоти сходів. Об’єктивний спосіб оцінки польової схожості. Показники густоти можуть бути використані для визначення співвідношення реальної та запланованої схожості. Карта являє собою сітку з ділянками 25х25 м, в яких зазначено кількість рослин (одиниці вимірювання — тис. шт./га).

Чим допоможе агровиробнику? Дозволяє оцінити роботу посівного обладнання, визначити якість посіву, способи догляду, доцільність підживлення поживними речовинами чи проведення пересіву.

Створення електронних карт завдань

Карта-завдання на диференційоване внесення азоту. На підставі вегетаційних індексів створюється карта-завдання на внесення азоту з різною нормою. Дозволяє перерозподілити стандартну норму добрив для досягнення однорідності посівів чи покращити якість врожаю в кращих ділянках на останньому внесенні (по пшениці, ячменю, сої). По посівах ріпаку можливо створювати програму внесення від одного до трьох внесень під заплановану врожайність.

Чим допоможе агровиробнику? Завдяки диференційованому підходу до визначення дозувань на основі даних вегетаційних індексів, досягається зростання врожайності без збільшення обсягу внесеного азоту.

Карта-завдання на диференційоване проведення десикації. Використовується для визначення ділянок поля, на яких дозрівання культури не завершено. Для побудови використовуються дані NDVI без порогових значень.

Чим допоможе агровиробнику? Після визначення ділянок нерівномірного дозрівання формується карта для диференційованого внесення десиканта (більша норма – в ділянки з ще вегетуючуми рослинами чи бурянами, з меншою нормою – в ділянки, де рослини вже почали завядати).

Карта-завдання на диференційоване внесення гербіцидів. На підставі карт забур’яненості і після проведення польового дослідження видового складу бур’янів та їх інтенсивності та, відповідно, в залежності від обраної технології захисту рослин є можливість створити два типи карт-завдань:

• точкове внесення, коли в певні ділянки гербіцид вноситься, а в інші – не вноситься;
• диференційоване внесення, коли гербіцид вноситься більшою та меншою нормою в залежності від обраного порогового значення забур’яненості.

Чим допоможе агровиробнику? Окрім значної економії препаратів та зменшення витрат на доставку води для обприскування, зменшується стрес для культурних рослин, що дозволяє збільшити урожайність.

Карта-завдання на диференційоване внесення регуляторів росту рослин. Використовуючи значення вегетаційних індексів та карти зон ризиків щодо вилягання посівів, платформа Hummingbird дозволяє створити карти-завдання на внесення регуляторів росту тільки у ті ділянки, де існує високий ризик полягання рослин.

Чим допоможе агровиробнику? Окрім економії на вартості дорогих препаратів та зменшення витрат на доставку води для обприскування, це дозволяє вирівняти вегетаційний розвиток рослин на полі, одночасно із цим зменшується стрес для культурних рослин, що разом дозволяє збільшити урожайність.

Використання платформи для різних культур

Після кожного здійсненого обльоту супутника проводиться обробка отриманих знімків. Агровиробникам надаються карти значень індексів листкової поверхні (тільки для озимого ріпаку), NDVI карта неоднорідності посівів.

Кількість і терміни обльотів полів дроном та засобами малої авіації для складання карт індивідуальні для кожної культури. Рекомендується проводити близько 5 обльотів на різних стадіях росту рослин.

Для яких культур можливо використовувати платформу Hummingbird Tech? В першу чергу це озимий і ярий ріпак, картопля та цукровий буряк, а також соняшник, кукурудза, соя, пшениця та ячмінь. Які продукти платформи будуть найбільш корисні?

Пшениця та ячмінь

Пшениця – весною до 45 фази диференційоване внесення азоту та регуляторів росту, за 2-4 дні до десикації – обліт під дифдесикацію (всі продукти на базі NDVI.

Ріпак

Ріпак – дифрегулятор росту до зими (GAI вирівняти до 2,0 одиниць), весною – програма внесення азотних добрив під заплановану врожайність (перше внесення – підтягнути стан посівів, друге і третє якщо є – покращити якість урожаю), також дифрегулятор росту до кінця цвітіння.

Можливість робити карти забур’яненості та карти-завдання на точковий/дифгербіцид для широкорядного ріпаку.

• Карти цвітіння – на початку цвітіння, для визначення дати внесення фунгіцидів проти склеротинії (ефективно вносити на ранній стадії, коли зацвіло 10% рослин).
• для складання карти наявності бур’янів. Зазвичай проводиться після застосування грамініцидів для встановлення ділянок зі стійкими до їх впливу бур’янами;
• два обльоти: один для визначення ділянок, що потребують обробки регуляторами росту, другий — для оцінки того, як проходить стеблування;
• після зими, перед початком весняного росту, для визначення ділянок, що потребують обробки регуляторами росту;

Картопля (щотижневі спостереження протягом періоду вегетації):

• два обльоти для підрахунку кількості сходів — перший на стадії появи паростків, другий через 5-7 днів (коли їх розвиток добре помітний);
• щотижневі обльоти для складання карт моделювання режимів зрошення, значень індексу NDVI, неоднорідності посівів, площі рослинного покриву.

Цукровий буряк

• на стадії розвитку 6-ти листків здійснюється обліт для підрахунку кількості сходів;
• на стадії 10-ти листків — обліт для виявлення бур’янів в міжряддях;
• два обльоти для складання карти площі рослинного покриву: один на стадії 10-ти листів, коли рослини досягають піку розвитку; другий — через три тижні — оцінка листового покриву після впровадження заходів для поліпшення росту на виявлених під час першого обльоту проблемних ділянках.

Соняшник і кукурудза

Перший обліт здійснюється над незасіяним полем для визначення ділянок з великою кількістю бур’янів.

• Обльоти на наявність бур’янів: перший на стадії 4-х листків (3-х для кукурудзи) і другий — через 10-14 днів після обробки проблемних ділянок гербіцидами;
• Обліт на стадії 4-х листків (3-х для кукурудзи) для підрахунку кількості сходів та бурянів у міжряддях, у випадку необхідності – створення карт-завдань на точкове або дифвнесення гербіциду.

Соя

• після виходу паростків на поверхню на стадії наростання головного стебла. Для виявлення ділянок з найбільшою кількістю бур’янів, перед обробкою гербіцидами.
• дифвнесення азоту – 2 польоти з мультиспектральною камерою (з різницею у 2-3 тижні) для оцінки неоднорідності розвитку посівів, останній політ – за кілька днів до підживлення азотними добривами.

Hummingbird пропонує унікальні рішення для конкретних культур з урахуванням усіх особливостей їхнього розвитку. Агровиробник забезпечується повною аналітикою про стан посівів. Це дозволяє визначити ключові проблеми і своєчасно реагувати на зміни факторів, що впливають на ріст рослин (наявність бур’янів, забезпеченість азотом та ін.). Частину аналітики є можливість використати в поточному сезоні та застосувати ефективну технологію захисту посівів. Окрім цього, аналітичні дані важливо використовувати для визначення причин, які привели до проблем з посівами та виправити чи не допустити таких помилок у наступному сезоні. Як результат — агровиробник збільшує врожайність.

Платформа Hummingbird допомагає реалізувати велику кількість завдань і приймати ефективні рішення.