Drónok a mezőgazdasági termelésben

Kategória: Gépesítés | Szerző: Csuzi Szabolcs, környezetgazdálkodási szakmérnök, Optimetriq Kft., 2017/08/18

Minden nap találkozunk valamilyen kontextusban a felsorolt jelenségekkel, amelyek konstans hírfolyamban tartása már lassan az elinflálódásukhoz vezet, és egyre kevésbé éri el az ingerküszöbünket.
Mindazonáltal a fenti jelenségekből adódó élelmezési problémára – világszinten – sürgősen olyan választ kell adni, amely hosszútávon fenntartható, és nem generál több problémát, mint amennyit megold.

A világ jelentékeny részén úgy gondolják, hogy a genetikailag módosított élőlények (GMO) fogják ezt a megoldást nyújtani. Azonban arra nincs egyértelmű bizonyíték, hogy az ebben a gazdálkodási rendszerben előállított élelmiszer fogyasztása, illetve takarmány felhasználása hosszútávon milyen hatással lesz az emberi egészségre és a természeti környezetre.

A világ másik részén (többek között Magyarországon is) a kialakult stabil vélemény az, hogy a GMO-mentes gazdálkodás a követendő út, és ezen alaptézis mentén kell megreformálni a konvencionális mezőgazdaságot ahhoz, hogy az új kihívásoknak meg tudjon felelni. Az ehhez szükséges külön fejlesztési vonalakat sikerült az elmúlt években, évtizedekben egységbe rendezni, amiből kialakult a precíziós gazdálkodás. Ebben a termelési rendszerben az input (pl. differenciált kijuttatás, változó tőszám stb.) és az output (pl. hozamtérkép) oldalon végzett mérések jobban előkészített és megalapozottabb döntéseket eredményeznek, melyek az adott termőhely termelési potenciáljának a maximalizálására irányulnak a lehető legoptimálisabb inputanyag-felhasználás és a legalacsonyabb felesleges környezetterhelés mellett. A precíziós mezőgazdaság mérés- és döntés-előkészítő rendszerébe illeszkednek a pilóta nélküli repülőgépek (UAV), azaz a drónok és az általuk végzett növényi felvételezések.

Drón munkában (NDVI-felvétel)

Drónok munkában

Szerkezeti felépítés szempontjából két csoportra lehet osztani a drónokat: merevszárnyúakra és multikopterekre. Munkára fogott robotrepülők esetében mindig az elvégzendő feladat és az elérendő cél határozza meg azt, hogy a két típus közül melyiket alkalmazzuk és milyen felszereltséggel. A merevszárnyúak előnyei közé az egy felszállással lerepülhető területet méretét, a repülési sebességet és a hosszú levegőben tartózkodási időt soroljuk, míg a hátrányai között a korlátozott manőverezhetőség és a szélnek való nagyobb kitettség szerepel. A multikopterek esetében az előnyök sorát a kiváló manőverezhetőség, a többfunkciós alkalmazás és az önálló le-, illetve felszállás gazdagítja, míg a relatíve rövid levegőben való tartózkodást és a nagy önsúlyt a hátrányainak tulajdonítjuk.

Merev szárnyú drón

A repülőgépek vezérlését mindkét esetben robotpilóta végzi, előre megtervezett útvonal mentén irányítja a drón repülését, és teljesen automatizált módon végzi a munkáját a fel- és leszállást is beleértve (a merevszárnyúak kezdő sebességét emberi, vagy mechanikai erővel kell megadni). Az elvégzendő feladatnak megfelelően, az útvonal kijelölt pontjain a drón által hordozott szenzor egy-egy fényképet készít a felvételezendő területről, azaz adatgyűjtést végez. Minden esetben az elérendő cél határozza meg, hogy a kijelölt pontokon készített fotók a felvételezendő terület valós képét mutatják, vagy csak egy meghatározott spektrumát a fénynek. Jelenleg két főbb alkalmazási terület van, ahol a drónokat eredményesen tudjuk használni a mezőgazdasági szektoron belül: kárfelmérések és a növényi vegetációs felvételezések.

NDVI-térkép

Pontos kárfelvételezés

A kárfelmérések során, melyek lehetnek aszály-, belvíz-, fagy- vagy vadkár is, a drónok a kijelölt területen elvégzik az adatgyűjtést, ami a terület méretétől és a pontosság igényétől függően több száz, de akár néhány ezer részletfotót is eredményezhet. Az adatgyűjtési pontok olyan módon kerülnek meghatározásra, hogy a szomszédos részletfotók között az átfedés jelentős legyen, amely bizonyos feladatok esetén akár a 80%-ot is elérheti. Az adatgyűjtés befejezése után az adatok az általunk alkalmazott Pix4D nevű szoftver segítségével kiértékelésre kerülnek. A kárfelmérés során a részletfotókból digitális illesztés segítségével egy ortofotó vagy ortomozaik készül. Mivel maga a repülési terv is csak valós GPS-koordináták ismeretében állítható össze, a kapott ortofotó minden pontja ugyanúgy rendelkezik GPS-koordinátákkal, melyek alapján az ortofotón kijelölt kártétellel rendelkező területek pontos méretét meg lehet határozni.

Oktokopter

Növényi stressztérkép

A pilóta nélküli repülőgépekkel végzett növényi vegetációs felvételezéseket a mezőgazdaságban már néhány évtizede használják a termesztett növénykultúrák egészségi állapotának, illetve stresszhelyzetének detektálására. A drónok, a multispektrális felvételezéshez szükséges spektrumok és a beeső fénymennyiség mérésére alkalmas eszközökkel vannak felszerelve (multispektrális kamera), amelyek segítségével egy időpontban képesek az összes szükséges spektrum (NIR, RED, RED EDGE, GREEN) vizsgálatára, illetve a fénymérés segítségével az adatokból abszolút értékek képzésére.

A különböző spektrumtartományokban mért fényvisszaverődések (reflektancia) és a belőlük képzett értékek alkalmasak arra, hogy matematikai algoritmusok segítségével a növények bizonyos tulajdonságaira vagy fiziológiai állapotára utaljanak. Az NDVI-index (Normalized Difference Vegetation Index), mely a vizsgált területet borító növényzet által visszavert közeli infravörös (NIR) és látható vörös (RED) színspektrumok intenzitásából kerül kiszámításra, valós képet ad az állomány vegetációs állapotáról, mivel a kapott érték kollerál a növényi levélfelület fajlagos klorofilltartalmával. Más megközelítésben egy stressztérkép kerül meghatározásra a vizsgált területről, mivel a növények normálistól eltérő NDVI-értéke valamilyen stresszhatás eredménye (tápanyag, víz stb.).
Ennek a módszernek a jelentősége jellemzően a tápanyag-utánpótlás és a növényvédelem döntés-előkészítésében van.

Egy adott termőterület esetében a kapott NDVI-értékeket meghatározott intervallumokba sorolhatjuk, amelynek segítségével ún. stresszrégiókat, stresszzónákat tudunk kialakítani a vizsgált táblán. A tápanyag-utánpótlás döntéstámogatási folyamatában lehetőség van arra, hogy a különböző stresszrégiókhoz eltérő kijuttatandó mennyiséget rendeljünk, megvalósítva ezzel a differenciált, termőhelyalapú tápanyag utánpótlást. A mennyiségek meghatározásakor figyelembe kell venni az adott kultúra fenológiai fázisát, az alkalmazott agrotechnikát és a termőhelyi adottságokat. A vegetációs indexek jól illeszkednek a precíziós gazdálkodás egyéb adatgyűjtési módszeréhez (talajfolt szintű talajvizsgálat, hozamtérképek stb.), és ezeket egységben alkalmazva megalapozott döntéseket lehet hozni, melyek hosszútávon fenntartható mezőgazdasági termelést eredményezhetnek.

ENERGIABESZERZÉSI TENDERT INDÍT TAGJAINAK A NAK

A Nemzeti Agrárgazdasági Kamara (NAK) tagjai villamos energia beszerzésével kapcsolatos közös tendert indít 2017 őszén.

A kezdeményezés célja, hogy a kamarai tagok számára alacsonyabb villamosenergia-árak és kedvezőbb szerződéses feltételek alakuljanak ki jelenlegi egyéni villamosenergia-beszerzéseikhez viszonyítva. A minél előnyösebb közös beszerzést a kamarai tagok körében végzett, a villamosenergia-fogyasztási szokásokkal és igényekkel, valamint az új kereskedelmi szerződések feltételeire vonatkozó preferenciákkal kapcsolatos felmérés előzi meg a tenderrel érintett energiamennyiségek és a kialakítandó szerződéses feltételek pontos meghatározása céljából.
A tender elsődlegesen a következő év vonatkozásában energiakereskedőjüknek még nem elköteleződött, közepes- és nagy villamosenergia-fogyasztókra fókuszál, azonban a jövő évre már leszerződött tagoknak is érdemes a felmérésben részt venniük, mivel így az általuk elért villamosenergia-árakkal összehasonlítható, „benchmark” szintű visszajelzést kaphatnak a NAK által kiírt tenderen kialakult energiaárakról. Az országos szintű adatbekérés az egyetemes szolgáltatásra nem jogosult villamosenergia-felhasználó kamarai tagok esetében a NAK portál felületén történik, párhuzamosan – az élelmiszeripari cégek esetében a felmérés támogatására - az élelmiszeripari referens hálózat bevonására is sor kerül. Az online felület augusztus 14-től érhető el és várhatóan augusztus 31-ig áll nyitva a kamara tagjai számára.
A beérkezett energetikai adatokból a NAK energetikai adatbázist hoz létre, amely alapján megtörténik az egyes, különböző fogyasztási szokásokkal és szerződéses feltételekkel rendelkező villamos energia fogyasztók szegmentálása, valamint – piacfelmérési célzattal - az ezekre vonatkozó előzetes árajánlatok kereskedőktől történő bekérése, illetve a tenderfelhívás részleteinek kialakítása, végezetül a tender kiírása. A tenderen legjobb feltételeket biztosító, nyertes energiakereskedővel a tenderen résztvevő kamarai tagok egyénileg szerződnek, azonban az új kereskedelmi szerződések megkötésében jogi segítséget is nyújt a Nemzeti Agrárgazdasági Kamara.

Ajánlott kiadványokDr. Hajdú József:
A 21. század traktoraiDr. Kukovics Sándor szerk.:
A bárány- és juhhús fenntarthatóságaDr. Bai Attila (szerk.):
A biogázBai Attila - Lakner Zoltán - Marosvölgyi Béla - Nábrádi András:
A biomassza felhasználása

Ez is érdekelhetiA káposztafélék gépi betakarításaParlament előtt a 2025. év adózását meghatározó őszi adócsomagA lovak jólléte: a gondos lótartás eszközei és szabályai