La technologie d'imagerie thermique des drones est largement utilisée dans l'agriculture moderne, en particulier dans la surveillance de l'état de l'humidité des cultures. Cette technologie aide les agriculteurs à identifier les besoins en humidité des cultures en capturant la distribution de la température sur la surface des cultures, réalisant ainsi une irrigation précise et l'amélioration de l'efficacité d'utilisation des ressources en eau.
Principe technique
1. Imagerie thermique infrarouge
La technologie d'imagerie thermique infrarouge est une technologie qui génère des images en capturant le rayonnement infrarouge émis par les objets. Tous les objets émettent un rayonnement infrarouge et son intensité est proportionnelle à la température de l'objet. Grâce à l'imagerie thermique infrarouge, les images reflétant la distribution de température à la surface des cultures peuvent être générées. Ces images peuvent montrer l'état d'humidité des cultures, car les cultures avec suffisamment d'eau sont généralement plus fraîches, tandis que les cultures avec de l'eau insuffisante sont plus chaudes.
2. Indice de stress hydrique (CWSI)
L'indice de stress de l'eau des cultures (CWSI) est un indicateur important pour mesurer l'état de l'humidité des cultures. La formule de calcul de CWSI est:
\[
Cwsi=\\ frac {t _ c - t _ w} {t _ d - t _ w}
\]
Où, \\ (t _ c \\) est la température de la canopée, \\ (t _ w \\) est la température de surface de référence à l'évaporation complète, \\ (t _ d={_ A + 5 \\) est la température foliaire lorsque le stomata est complètement fermé, et \\ (T _ a \\) est la température de l'ampoule à sec (c'est-à-dire la température de l'air de champ). En calculant CWSI, le degré de déficit en eau des cultures peut être quantifié.
Étapes de mise en œuvre
1. Configurer des dispositifs auxiliaires
Configurez les dispositifs auxiliaires sur le terrain, y compris les capteurs de température de l'air de champ et les surfaces de référence à l'évaporation complète du terrain. Ces dispositifs sont utilisés pour surveiller la température de l'air sur le terrain et fournir des points de référence pour une évaporation complète afin d'étalonner les données d'imagerie thermique infrarouge.
2. Collectez des images infrarouges avec des drones
Des images infrarouges à grande surface de cultures de terres agricoles sont collectées via le système d'imagerie thermique infrarouge transporté par des drones. Dans le même temps, le module GPS est déclenché de manière synchrone pour obtenir les informations de positionnement de l'image correspondante.
3. Traitement et analyse des données
Le système de traitement des données du sol reçoit des images infrarouges et des informations de positionnement d'images, enregistre et épissant les images, et effectue une segmentation d'image sur les images épissées pour distinguer la canopée, l'arrière-plan et la surface de référence d'évaporation du sol. La distribution spatiale de la température de la canopée et de la température de surface de référence d'évaporation suffisante est obtenue à partir de l'image de la canopée et de l'image de surface de référence d'évaporation suffisante respectivement. Combinée avec les données de température de l'air surveillées par le capteur de température de l'air de champ, la température des feuilles lorsque les stomates de culture sont entièrement fermées est estimée, et enfin l'indice de déficit en eau des cultures (CWSI) est calculé et affiché sur la carte de distribution spatiale. Les zones où la valeur de l'indice de déficit de l'eau des cultures est supérieure à la valeur critique est mise en évidence et avertie.
Avantages d'application
1. Irrigation de précision
En surveillant le statut d'humidité des cultures, les agriculteurs peuvent obtenir une irrigation précise, éviter la surexploitation ou la sous-irrigation, économisant ainsi les ressources en eau et améliorant l'efficacité de l'irrigation.
2. Améliorer le rendement et la qualité des cultures
La détection et le traitement en temps opportun des problèmes de stress de l'eau des cultures peuvent aider à améliorer le rendement et la qualité des cultures et réduire les pertes économiques causées par l'insuffisance d'eau.
3. Surveillance en temps réel et avertissement précoce
La technologie d'imagerie thermique d'UAV peut atteindre une surveillance en temps réel. Les agriculteurs peuvent vérifier l'état des terres agricoles à tout moment par les téléphones mobiles ou les ordinateurs et prendre des mesures opportunes pour faire face au stress hydrique.
Défis et perspectives d'avenir
Bien que la technologie d'imagerie thermique des UAV ait montré un grand potentiel dans la surveillance de l'humidité des cultures, il est toujours confronté à certains défis. Par exemple, les capacités de traitement et d'analyse des données doivent être encore améliorées pour extraire des informations utiles à partir de grandes quantités de données. De plus, les conditions climatiques et la complexité du terrain peuvent également affecter le vol et la surveillance des effets des drones.
À l'avenir, avec le développement de l'intelligence artificielle et de la technologie des mégadonnées, les capacités de traitement et d'analyse des données de la technologie d'imagerie thermique des drones seront encore améliorées, offrant aux agriculteurs un soutien à la prise de décision plus précis. Dans le même temps, avec la vulgarisation de la technologie, plus de petits agriculteurs pourront profiter de la commodité apportée par cette technologie.
