Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment of benefits resulting from the use of computer control systems in precision agriculture

Rząsa Mariusz

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2023

|

Vol. 71, nr 1

art. no. e144582

EN

Rising food prices mean that solutions are sought that will reduce the costs of agricultural production. One area of research is precision agriculture. This solution requires a computerized plant growth monitoring system. The paper presents a computer system for monitoring plant growth, developed for the needs of precision agriculture for small agricultural areas. The work contains a description of the monitoring system divided into the key elements of the process. An exemplary method of preparing orthophotomaps of the area was presented. The method of making maps that can be implemented on a personal computer has been described. The paper describes the most frequently used Geologic Indicators and Vegetation Index. A test of determining the coefficients was carried out on exemplary acreage with an area of 5.28 ha. Typical positioning systems for agricultural machines are discussed. The DGPS (Differential Global Positioning System) navigation method was used in the tests, which confirmed that it can be used in precision agriculture for small agricultural areas while maintaining sufficient positioning accuracy. The presented system was tested during one cycle of vegetation of winter barley sown with the no-plowing method. On this basis, an analysis of savings resulting from the reduction of the amount of fertilizers and plant care products used was carried out. The proposed system does not require complicated computer systems. It was designed in such a way that it can be implemented on standard PC equipment cooperating with a short-range drone equipped with a standard RGB (Red Green Blue) camera.

2

Comparison of NDVI, NDRE, MSAVI and NDSI indices for early diagnosis of crop problems

Voitik Andrii, Kravchenko Vasyl, Pushka Olexandr, Kutkovetska Tetyana, Shchur Taras, Kocira Sławomir

Agricultural Engineering

|

2023

|

Vol. 27, No. 1

47--57

EN

In precision agriculture, it is possible to use satellite monitoring of fields. Satellite monitoring systems allow you to get free images with a resolution of up to 10 m per pixel, which is sufficient to determine the state of vegetation of plants on such indicators as the normalized vegetation index NDVI. However, the NDVI indicator already indicates the existing problems of correction which will not help to restore the lost yield of crops, but only helps to prevent further losses. Using the NDSI soil salinity index, it is possible to determine the difference in its properties from spectral images. Also, you can study the vegetation of plants in the early stages of their development, in fact immediately after germination. Soil-adjusted vegetation index, such as MSAVI, is used for this purpose. Studies indicate the possibility of using NDSI and MSAVI indicators for early diagnosis of confirmed crops NDVI and NDRE (indicating chlorophyll activity in plants) at later stages of their development. Studies conducted on soybean, spring barley and maize crops sown in the spring of 2021 indicate a correspondence between raster field maps show-ing the above indices made from March to July. Statistical analysis of raster images of field maps using specialized software showed a correlation between NDSI and MSAVI in March and May, respectively, with NDVI and NDRE indexes in June and July. Therefore, it is possible to judge the expediency of using NDSI and MSAVI indicators for early diagnosis of possible problems with plant vegetation, as well as for the creation of maps of differential fertilization.

PL

W rolnictwie precyzyjnym możliwe jest wykorzystanie satelitarnego monitoringu pól. Systemy monitorowania satelitarnego pozwalają na uzyskanie darmowych zdjęć o rozdzielczości do 10 m na pixel, co jest wystarczającą wartością do określenia stanu wegetacji roślin na podstawie takich wskaźników jak znormalizowany wskaźnik wegetacji NDVI. Jednakże, wskaźnik NDVI już wskazuje na istniejące problemy w kwestii korekty, która nie jest w stanie odzyskać stracony plon, a tylko pomaga uchronić przed dalszymi stratami. Istotne jest badanie możliwości identyfikacji problemów na wczesnych etapach wegetacji roślin, na przykład na etapie kiełkowania i pierwszym etapie rozwoju rośliny lub wpływu właściwości gleby na przyszły rozwój roślin. Stosując wskaźnik zasolenia gleby NDSI, możliwe jest określenie różnicy w jej właściwościach poprzez obrazowanie spektralne. Można także badać wegetację roślin na wczesnych etapach ich rozwoju, w zasadzie po etapie kiełkowania. W tym celu stosuje się wskaźnik roślinności dostosowany względem gleby, taki jak MSAVI. Badania wskazują na możliwość zastosowania wskaźników NDSI i MSAVI do wczesnej diagnozy potwierdzonych plonów NDVI i NDRE (wskazujące na aktywność chlorofilu w roślinach) na późniejszych etapach ich rozwoju. Badania przeprowadzone na soi, jęczmieniu wiosennym i kukurydzy zasianych wiosną 2021 roku wskazują na odwołanie do map rastrowych pól, wykonanych od marca do lipca, które wskazują na powyższe wskaźniki. Analiza statystyczna obrazów rastrowych map polowych przy użyciu specjalistycznego oprogramowania wykazała korelację pomiędzy NDSI i MSAVI w marcu i maju, odpowiednio ze wskaźnikami NDVI i NDRE w czerwcu i lipcu. Zatem, możliwa jest ocena stosowności użycia wskaźników NDSI i MSAVI do wczesnej diagnozy możliwych problemów z wegetacją roślin, jak również do stworzenia map o różnych stopniach nawożenia.

3

Delimitacja lasów za pomocą zdjęć satelitarnych MODIS i MERIS na przykładzie Bolimowskiego Parku Krajobrazowego i Puszczy Kozienickiej

Przeździecki K., Szymankiewicz K., Zawadzki J.

Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Inżynieria Środowiska

|

2013

|

z. 66

5--20

PL

W pracy podjęto trudny temat związany z delimitacją ekosystemów leśnych na trzy kategorie: las iglasty, mieszany i liściasty przy wykorzystaniu optycznych zdjęć satelitarnych (MODIS/TERRA i MERIS/ENVISAT) o średniej rozdzielczości przestrzennej (odpowiednio 300 m i 1000 m). Głównym celem pracy było opracowanie szybkiej i niedrogiej metody pozwalającej na rozróżnienie na wybranych obszarach trzech rodzajów lasów - iglastych, liściastych i mieszanych na podstawie zmian sezonowych wybranych wskaźników roślinności umożliwiających wykonywanie delimitacji z częstotliwością roczną. W niniejszej pracy zdecydowano się na wykorzystanie sezonowych zmian wybranych wskaźników roślinności (między innymi NDVI, FAPAR, LAI) poprzez wyznaczenie tzw. wskaźników ilorazowych, będących ilorazami wskaźników roślinności z kwietnia i lipca. Wyznaczono przedziały wartości wybranych wskaźników ilorazowych dla lasów iglastych, liściastych i mieszanych w drzewostanach naturalnych. Jak wskazują wyniki analiz, granice przedziałów wskaźników opracowane w powyższej pracy mogą być zastosowane do efektywnej delimitacji rodzaju lasów na podstawie zdjęć satelitarnych. Metoda została zweryfikowana na terenie Bolimowskiego Parku Krajobrazowego oraz Puszczy Kozienickiej poprzez porównanie wyników delimitacji rodzaju lasu na terenie obu parków z rozkładem przestrzennym rodzaju lasu otrzymanym na podstawie bazy danych Corine Land Cover 2000.

EN

Annual monitoring of changes in a forest requires appropriate inventory of the forest ecosystem in terms of wood resource estimation forest condition impact of anthropological stress on forests etc. High resolution remote sensing data are precise, yet expensive, and difficult for frequent monitoring of large areas. Therefore, medium and low resolution methods for creating forest ecosystem classifications, on the basis of vegetation indexes derived from satellite observations, are indispensable. The paper presents a method of annual, large-scale classification of the forest type (coniferous, deciduous, and mixed) using medium and low resolution remote sensing images in forest ecosystems. The proposed method is based on vegetation indexes (NDVI, LAI, FAPAR, LAIxCab), calculated from MODIS and MERIS satellite data. The idea is to collect and watch seasonal changes in a particular ecosystem for a few years and to gain annual records of typical vegetation cycle for each type of forests in the scope. This work employed satellite data from MERIS, MODIS since the beginning through the end of a vegetation season, each year in order to gain a base for evaluating anomalies of changes, under systematical processing. The base is initiated for the years 2007-2010, with resolution of 300-1000 m, and essential vegetation indexes provided with statistical measures for selected national parks in Poland and compared to the Bolimowski Park and Kozienicki Forest. Temporal measures of changes are created by the ratio of particular indexes determined for selected persistent reference clusters characterized by the ratio of a temporal index value normalized to its typical value achieved in July, that is in the middle of a vegetation season. Each type of a forest ecosystem has its own specific dynamics of development, thus it enables recognition of the type by comparing temporal changes of the ratio of indexes. Results were firstly supported by clustering from the CLC (Corine Land Cover) database, developed for the entire European Union, and then evaluated in temporal measures from MERIS (resolution 300 m) and MODIS (resolution 1000 m). Low resolution data from these sources provided quite good updates of the CLC clustering, which is fixed and updated only for periods of about 5-10 years. The CLC data base was helpful for initiating the work, but then it turned out not necessary because real measures are originated by seasonal changes from MODIS and MERIS. The conclusion is that medium and low resolution data are very useful for supporting essential annual inventory in forests.