Аграрная цифровизация

Совершенно неожиданно одним из лидеров по внедрению цифровых технологий «Индустрии 4.0», стало российское сельское хозяйство, а также связанные с ним отрасли - производство сельхозтехники, удобрений и пищепром. Фотосъемка полей с беспилотников, компьютерные системы, управляющие поливом и внесением удобрений, промышленный Интернет – все это аграрные проекты самарских ученых и инженеров.
 

Зоркие дирижеры рукотворного дождя

Адресный полив – очень перспективный метод повышения эффективности сельскохозяйственного производства: вода экономится, а урожайность растет. Ученые Самарского университета и Института систем обработки изображений РАН создают «умную» систему, которая командует дождевальной установкой и сама на ходу решает, где увеличить расход воды, а где прикрыть форсунки.

Избыточная влажность почвы так же вредна, как и недостаток воды. Но как поддерживать оптимальную влажность, если на одном и том же поле грунт где-то просыхает быстрее, а где-то медленнее?

Самое очевидное решение — поставить на дождевальные установки регулируемые форсунки и управлять расходом воды с помощью компьютера. Но кто подскажет ему, какие команды отдавать? Агроном? Оператор дождевальной установки?

Ученые Российского научно-исследовательского института проблем мелиорации РАН (РосНИИПМ РАН) обратились к коллегам из Самарского университета им. С.П. Королева и Института систем обработки изображений — филиала ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН (ИСОИ РАН). Задача - разработать систему управления дождевальной установкой, способную в режиме реального времени оценивать влажность почвы по ходу движения машины и управлять интенсивностью полива.

Как рассказал ведущий сотрудник ИСОИ РАН, профессор кафедры «Техническая кибернетика» Самарского университета Роман Скиданов, для оценки влажности не подходят ни данные спутниковой съемки, ни снимки с беспилотников. Они поступают с большой задержкой, а решать нужно на ходу — здесь и сейчас!

Ученые предложили использовать для дистанционного определения влажности компактный изображающий гиперспектрометр. В Самарском университете такой прибор разработан. Его масса всего 5 кг, и в 2017 году он успешно прошел полевые испытания. Есть и более компактная гиперспектральная насадка на фото- и видеокамеры массой всего 300 граммов.

Исследования показали, что характер гиперспектрального изображения земной поверхности зависит от индекса влажности почвы. То есть по изображению участка поля под гиперспектрометром можно определить, каким должен быть расход воды через конкретную форсунку, нацеленную на этот участок.

Сейчас в Новочеркасске, где находится РосНИИПМ РАН, уже подготовлена к испытаниям 150-метровая дождевальная установка. В ближайшее время на нее будут смонтированы гиперспектральные датчики и компьютерная система управления форсунками. А затем установку для «умного» полива ждут испытания в поле.
По материалам "Волжской коммуны"