Функції дрона, які він може виконувати для полегшення сільськогосподарських робіт.
Будь-який аграрій підтвердить, що всі його поля різні та неоднорідні. Навіть в межах одного поля є ділянки, де урожай відрізняється від середнього. На одних ділянках - він помітно є вищим, на інших - нижчим. Причому, для різних культур ці відмінності можуть бути діаметрально протилежними.
Від чого це залежить? Факторів багато: рельєф поля (одні схили пагорба більше звернені до сонця, інші більш затінені), мінеральний склад, різна вологість ґрунту, різна засміченість бур’янами, схильність до шкідників… І це ще неповний список. Спрогнозувати їх вплив на конкретну культуру в певній стадії вегетації та ще й врахувати вплив погоди - не завжди під силу навіть досвідченому агроному. Можна, звичайно, не звертати увагу на таку «мозаїчність», сподіваючись на середній урожай або додатково підгодовувати рослини на слабких ділянках. Можна навпаки, витрачати менше дорогих добрив і насіння на ділянки, які є потенційно слабкими і безперспективними і, в той же час, збільшувати їх дозування на потенційно сильних ділянках, щоб знизити загальні фінансові витрати по полю і збільшити загальну врожайність. На сам кінець, можна просто передискувати поле (повністю або частково), якщо сподівання на майбутній урожай не покривають передбачуваних вкладень.
Рішення неоднозначні, доволі непрості і відповідальні. У цих умовах аграрію стане в нагоді об’єктивна система підтримки прийняття рішення, яка дасть кількісні показники, на базі яких можна прийняти усвідомлене і найменш ризиковане рішення в даній ситуації. Вихідними даними для системи може служити інформація, одержана в результаті обробки мультиспектральної зйомки з дрона.
Аерофотозйомка з дрона значно краще зйомки з супутника за своєю детальністю за рахунок невеликої висоти польоту. Дає можливість виявити «лисини», загибель врожаю після впливу природних факторів, появу комах або грибка на культурах чи інших дефектів, які потребують своєчасного усунення. Цікаво, що аерофотозйомка є більш деталізована, ніж космічний знімок. Крім того, дрон може вести зйомку навіть в умовах хмарності, що недоступно супутникам. Світлини можна отримувати в процесі польоту, тобто в реальному часі.
Відеозйомка забезпечує детальний аналіз і моніторинг полів, за рахунок цієї функції можна оцінити якість посівів і стан ґрунту. При цьому продуктивність літального апарату при відеозйомці досягає 30 км за 1 годину, що істотно знижує часові та фінансові витрати в порівнянні з використанням наземної техніки.
Моделювання в режимі 3D дозволяє визначати перезволожені або посушливі території, виїмку ґрунту, грамотно створювати плани і карти зволоження або осушення ґрунту, рекультивації ділянок або меліорації земель.
Тепловізорна зйомка за рахунок інфрачервоного випромінювання ближнього, середнього і далекого діапазону допомагає стежити за рослинами, починаючи з періоду посадки і до часу збору врожаю. Це дає можливість визначити терміни диференціювання точок зростання, що безпосередньо впливає на врожайність і збереження продуктивних властивостей рослин зі збереженням спадкових можливостей сорту.
Сканування лазером застосовується для аналізу місцевості на важкодоступних або недоступних територіях. Даний метод дає можливість отримати детальне відображення рельєфу навіть при роботі в умовах сильної загущеності насаджень.
Оприскування за допомогою дрона можна проводити точково, що дозволяє фермерам обробляти тільки хворі рослини, виключаючи попадання хімікатів на решту урожаю. Зрозуміло, що для такої «дрібнички» запускати велику техніку підприємству нерентабельно. Проте саме з таких «дрібничок» складається загальна врожайність поля. Окрім того, під час обприскування наземними апаратами до 40% рідини скочуються з листя і потраплять у ґрунт, а далі – у ґрунтові води, що не сприяє збереженню довкілля. Застосування на дронах спеціальних форсунок, які розташовані під лопатями двигунів та технології ультрамалооб’ємного обприскування (коли крапля подрібнюється до розміру 50–100 мікрометрів), досягається зменшення витрати робочої рідини та економія діючої речовини. До того ж дрон не топче поле, не додає рослинам стресу від механічного контакту з робочими та допоміжними органами оприскувача і жаром від його двигуна. Отже, основними перевагами такого обприскування є висока точність внесення, максимальна концентрація препарату, економія води, оперативність внесення, відсутність механічного пошкодження посівів на будь-якій стадії вегетації, безпека працівників під час роботи з хімічними препаратами, відсутність технологічних колій та амортизації традиційної сільськогосподарської техніки.
Для ефективної роботи з дроном потрібно налаштувати чотири параметри: ширина паралельного прольоту, висота, норма виливу та швидкість польоту. Найбільш оптимальний показник ширини складає 7,5 м, висота - 4 м над посівами. На рівних полях швидкість не може перевищувати 23 км/год, а там, де рельєф складний - не більше 10-12 км/год. Ці цифри можуть бути різними в залежності від моделі дрона, його технічних характеристик, оброблюваної культури, особливостей місцевості тощо. Аргументами використання дронів для даної задачі є: вони дозволяють проводити обробку за різних погодних умов (окрім сильного вітру), убезпечують ґрунт від додаткового ущільнення, дають можливість обробляти високі культури, коригують норми внесення на окремих ділянках.
Варто відзначити ще одну відмінність застосування дронів від оприскувачів - мінімальне використання води у випадку з безпілотниками. Норма внесення становить близько 1-3 л/га робочої рідини. І хоч зараз вже є дрони з бачками для рідин на 60 л (а є й 10 л), вони обробляють посівні площі ультрамалими обсягами робочої рідини загалом. Це означає, що завдяки малим обсягам робочого розчину в родючий шар ґрунту потрапляє значно менша кількість пестицидів. Внесення препаратів може відбуватися лише тоді, коли вітер не швидший за 5 м/с, бо знесення розчину стане неконтрольованим.
Але дронами можна працювати лише тими препаратами, де допустима висока концентрація та мінімальна норма внесення 5-6 л/га. Внесення, наприклад, ґрунтового гербіциду дронами є не найкращим варіантом, адже там необхідна вода та велика норма виливу. Також є обмеження у внесенні добрив, які потрібно розчиняти у великій кількості рідини (наприклад, карбамід, КАС чи сульфат магнію).
Крім рідин, дрон має здатність розсіювати на полі гранульовані препарати.
Ще один незвичайний вид внесення діючої речовини - це фумігація. Для цього на дрон встановлюється спеціальна установка, що створює потужний потік гарячого повітря, у який подається суміш з рідкого і біологічно нейтрального парогенератора і діючої речовини. Мікрокраплі діючої речовини прикріплюються до частинок пари, а потім біологічно активний пар з силою виривається з сопла фумігатора. Парою з діючою речовиною можна обкурювати сади, виноградники, ефективно знищувати шкідників на відкритих складах, токах та в лісосмугах, знищувати комарів в очеретах. Метод фумігації є особливо ефективним у поєднанні з дроном, тому що приносить хмару пари за призначенням в місця, куди іншим способом дістатися значно складніше або не можливо.
Додатковою перевагою використання дронів для цієї мети є відлякування диких тварин, що харчуються врожаєм. Звук пристрою утримуватиме їх від наближення до полів.
У середньому один виліт дрона покриває площу 3 га. За сезон коптер може обробити 4,5-5 тис. га. За добу він може покрити 90-100 га, але для підприємства з великими площами цього замало, враховуючи, що один обприскувач за зміну закриває 300-400 га.
Посадка насіння почала практикуватися порівняно недавно і ще не отримала широкого поширення. Проте деякі компанії ставлять експерименти, висаджуючи насіння рослин за допомогою безпілотників. По суті, виробники експериментують зі специфічними системами, які запрограмовані розкидати насіння в підготовлений ґрунт. Ця технологія допомагає мінімізувати необхідність в особистій присутності для посадки рослин в обраній місцевості, що часом є дорогим і енерговитратним завданням. Та ж сама технологія безпілотників може бути адаптована і застосована до багатьох типів фермерських господарств, скорочуючи час посадки і витрати на оплату праці.
Агродрон дозволяє точно виміряти геометричні розміри поля і визначити його геометричну площу в проекції (саме на підставі цих знімків, які називаються ортофотоплани, фермер платить податок на землю та орендну плату). Окрім того, отриманий за допомогою дрона ортофотоплан, дасть багато додаткової інформації для уважного агронома: тут видно і просівання, і пересівання, і ділянки де рослини загинули, і сліди витоптування поля людьми та технікою. Причому, не просто видно, на ортофотоплані їх можна підрахувати, виміряти площу і отримати векторні контури цікавих і проблемних ділянок для подальшої роботи з ними.
Також за допомогою цього пристрою можна отримати детальну карту висот, яка показує рельєф поля. На цій карті перепади рівня поверхні мають кодовий колір як на звичній зі школи геофізичній карті, де гори коричневі, а низини зелені. Крім колірного кодування на карту рельєфу наносяться ізолінії, що з’єднують точки, що лежать на одному рівні. Для роботи з рельєфом зручно, коли висоти в метрах нанесені разом з ізолініями. Таке маркування допомагає виявити проблемні місця на полях.
Сільське господарство залежить від погодних умов та інших випадкових факторів, які часто змінюються. Дрон може допомогти аграрію підготувати докладну документацію у разі пошкодження врожаю через, наприклад, сильний дощ або град, інші стихійні явища. За його допомогою можна зібрати документи, необхідні страховій компанії або для отримання фінансової допомоги від держави. Крім підготовки документації для оптимізації різних процесів, дрон можна використовувати для контролю ефективності роботи співробітників.
Дрони приносять користь не лише для галузі рослинництва. Їх можна використовувати для спостереження за стадами тварин. Вони здатні виявляти хворих, поранених тварин і навіть початок пологів.
А ще безпілотник може виконувати охоронну функцію та стежити за належним використанням сільгоспземель. Словом, функцій купа і з кожним днем їх стає все більше.