محصولات کشاورزی و رونق آن یکی از مهمترین رویکردهای هر کشاورز و هر کشور می باشد.
نیاز به یک محصول مطلوب خواسته هر فردی در جامعه است.
در حوزه کشاورزی از گذشته تا کنون پیشرفت‌های بسزایی در آلات کشاورزی و کیفیت مطلوب محصولات را مشاهده نموده ایم از جمله مکانیزه شدن ادوات و فاصله گرفتن از کشاورزی سنتی باعث افزایش محصولات و کیفیت آن شده است.
دنیای کشاورزی به دنیای بزرگتری از صنعت مواد غذایی پا گذاشته است و همچنین با توجه به افزایش جمعیت و برآورده کردن تقاضای مواد خوراکی روی آوردن ما به تکنولوژی برای کمک به این صنعت هیچ جای تعجبی باقی نمی گذارد.
کشور ایران در تولید یک سوم از تعداد محصولات اصلی دنیا دارای رتبه های اول تا دهم جهان بوده که سهم محصولات باغی،پانزده و به محصولات زراعی ،هفت محصول می باشد.
ایران با داشتن ۱۵ محصول باقی مهم دارای مقام جهانی از نظر تنوع تولید محصولات باغی بعد از کشورهای چین، آمریکا رتبه یک سوم دنیا را از آن خود کرده است.
با این حال بخش کشاورزی کشورمان از عدم مکانیزاسیون و استفاده از ادوات کشاورزی و آبیاری نوین رنج می برند.
مناطق شمالی ایران از مهمترین بخش های کشور در صنعت کشاورزی هستند نقش بسیاری در تولید محصولات مختلف دارند و نیاز به مکانیزاسیون زمین‌های کشاورزی در آن مشهود است.
استفاده از روشهای نوین مانند پهپادها برای افزایش بهره وری مزارع کشاورزی نظیر این مناطق اجتناب ناپذیر است.
با صنعتی شدن و گسترش فعالیت های کشاورزی ، استفاده از فناوری‌های نوین به بخش جدانشدنی کشاورزی تبدیل شده است که نکته مهم گسترش بکارگیری پهپاد ها در این عرصه است.
روزهای ابتدایی بکارگیری پهپادها در کشاورزی پایین
چالش های اولیه پهپادها در امور مربوط به کشاورزی را می توان در دو چیز خلاصه کرد: هزینه و قابلیت استفاده. برای شروع، ۵ سال پیش یک پهپاد دارای بال های ثابت با یک دوربین با کیفیت بالا که قادر به پرواز در فواصل متوسط بوده، چیزی در حدود ۱۰ تا ۳۰ هزار دلار قیمت داشته است. سخت افزار کامپیوتری و نرم افزار به هم دوختن تصاویر مورد نیاز برای پردازش نقشه های پهپادی، چندین هزار دلار دیگر هزینه داشته است. برای همه جز تعداد انگشت شماری از شرکت های بزرگ فعال در زمینه کشاورزی و همکارانشان، این برچسب قیمت به سختی قابل هضم بوده است، خصوصاً برای یک فناوری که برای اثبات ارزش هایش به یک کشاورز معمولی کار چندانی نکرده است.
ولی، جدای از بازدارندگی آشکار قیمت، چرا فناوری پهپاد در سال ۲۰۱۳ هنوز ارزش خود را به صنعت کشاورزی ثابت نکرده بوده است؟ اولاً، راه حل های نقشه برداری کاربر پسندی چون DroneDeploy هنوز در بازار نبودند و بنابراین، یک کشاورز باید از دانش فناوری بسیار بالایی تنها برای به هم دوختن نقشه های زمین خود، برخوردار می بود. تمام اینها به جای ابر باید در محل انجام می شده است، که نیازمند یک رایانه شخصی دسکتاپ قوی بوده است، و این بیشتر از دو روز تنها برای پردازش یک نقشه زمان می برده است. وقتی مساله بیماری ای است که در حال تخریب محصولات زراعی شماست، دو روز نیز ممکن است یک عمر باشد.
نتایج برای اندک افراد پیگیری که به ایجاد نقشه های پهپادی از زمین هایشان اصرار داشتند، به اندازه ای که در ابتدا امید داشتند مفید نبود، تولید کنندگان قول های بزرگی داده بودند. اگر منصفانه به موضوع نگاه کنیم، این ناشی از عدم تلاش در بخش تجاری صنعت پهپاد نبود. بلکه در مورد تمامی مقاصد و اهداف، فناوری در مراحل اولیه بود و روزهای کودکیش را سپری می کرد.
۵ سال پیش، سنجنده های با قدرت تفکیک بالا مانند Tetracam در دسترس بودند و قادر به اخذ داده های با کیفیت بودند. اما صنعت در آغاز مسیر دریافتن این بود که باید با این همه داده چه کرد. بطور مختصر، صنعت UAV نیاز داشت تا دریابد که چطور یک نقشه ۱۶۰ جریبی از یک مزرعه ذرت تهیه کرده و آن را برای کشاورزی که در کنار این زمین ایستاده و در مورد محصول آتی نگران است، مفید جلوه دهد.
محاسبات مبتنی بر ابر و تجزیه و تحلیل های پیشرفته، ارزش واقعی این دستگاه ها را به تولید کنندگان و متخصصان کشاورزی عرضه می دارد
در طول چندین سال گذشته، پیشرفت فناوری، قیمت سخت افزار پهپاد را برای کشاورزان حرفه ای متوسط، بسیار قابل دسترسی تر کرده است. پهپادهای هلیکوپتری (دارای پره های چرخان) راحت تر تولید می شوند، موتورها کاراتر هستند و عمر باتری افزایش یافته است. با رهبری DJI، با کاسته شدن از موانع ورودی و دلپذیرتر شدن ریسک سرمایه گذاری روی پهپاد، یک کشاورز قادر به خرید یک پهپاد نقشه برداری با قیمتی بین هزار تا سه هزار دلار خواهد بود.
به محض اینکه یک کشاورز تردید را رها کرده و یک پهپاد بخرد، پروسه نقشه برداری بسیار کاربرپسندتر از چیزی خواهد بود که در گذشته بوده است. اولاً سرعت اینترنت خانگی بطور قابل توجهی افزایش یافته است و انتقال بسیاری از محاسبات جهانی به ابر را ممکن می سازد. نقشه برداری با پهپاد نیز از این قاعده مستثنی نیست. حالا، به جای جمع آوری داده، رجوع به کامپیوتر دسکتاپ و ورود به پروسه طاقت فرسای به هم دوختن یک نقشه بصورت محلی، یک کشاورز می تواند تبلت و یا تلفن همراه هوشمندش را بردارد، تنها با یک باتری ۱۶۰ جریب پرواز کند و تصاویر حاصل را به محض فرود پهپاد، برای پردازش در ابر بارگذاری نماید. شرکت های تولید کننده نرم افزارهای نقشه برداری مانند DroneDeploy بقیه کار را به عهده می گیرند و کشاورز برای تحقق این مسایل نیاز به داشتن هیچ دانش فنی ای در رابطه با فتوگرامتری ندارد.
به عنوان یک صنعت، ما ایده های بهتری برای برای کار با داده های پهپادی نیز داریم. اگرچه هنوز چیزهای بسیاری برای آموختن داریم، شرکت هایی نظیر Agremo، Aglytixو Skymatics راه حل هایی را توسعه داده اند که گیاهان را می شمارند، تعداد باقیمانده را بررسی کرده و میزان خسارت به محصول را محاسبه می کنند. بازیگران اصلی مانند John Deere، Case IH-New Holland (CNH) و Climate Precision ارزشی که این سطح از تحلیل ها به دنیای کشاورزی معرفی نموده را دریافته، و آمادگی خود را برای شروع رقابت در زمینه ایجاد راه حل های زمینی برای فروشگاه DroneDeploy App اعلام نموده اند.
در بخش ما، کاربران DroneDeploy به رکورد تهیه ۱۰ میلیون جریب نقشه با استفاده از نرم افزار ما دست یافته اند. پایگاه عظیم کاربران ما در زمینه کشاورزی همواره ما را برای بهبود و پالایش نرم افزار و تحلیل هایمان به چالش می کشند. برخی از جدیدترین پیشرفت های ما در زمینه کشاورزی عبارتند از:
بهبود فرآیند دوخت تصاویر به هم که ۹۰ درصد حفره های نقشه های محصولات مربوط به اواخر فصل را حذف می کند.
سازگاری با Sentera و SLANTRANGE، سنجنده های مادون قرمز نزدیک و چندطیفی طراحی شده خاص کشاورزی.
اسکنر زمین:
نقشه های آنی تهیه کرده و داده های پهپادی را برای اقدام سریع در مقابل تهدیدات محصول، حتی پیش از آنکه پهپاد فرود آید، بکار می گیرد.
به عنوان یک صنعت، ما راه درازی را در طول ۵ سال گذشته پیموده ایم. ولی هیچ کس انکار کننده این نیست که همچنان چیزهای بسیاری وجود دارد که باید در مورد پهپادها و امکاناتی که آنها به دنیای کشاورزی عرضه می کنند، یاد بگیریم.
آلمان که از کشورهای پیشتاز در زمینه به کار گیری از این فناوری در زمینه کشاورزی است.
برای مثال برای کنترل مزارع پهپادهایی با دوربین های دیجیتال که حتی با موبایل نیز کنترل میشوند فرستاده میشوند.
رئیس جامعه کشاورزان آلمان در این زمینه می‌گوید من الان نمی توانم طرح کلی زمینم را از روی موبایلم ببینم فقط کافیست به صورت تقریبی آن را کشیده و بعد خود برنامه موبایل قادر است با در نظر گرفتن کوتاهترین مسیر بهترین مسیر را برای پرواز پهپاد محاسبه کند.
یکی از مزیت های استفاده از پهپاد در این صنعت این است که از منظره فیلم های هوایی می توانند مواردی را مشاهده کنند که از زاویه دید زمینی مخفی است. مواردی از قبیل وجود موش ها شپش ها و آفات را میتونا تشخیص داد
و همینطور می توانیم میزان رطوبت زمینمان را تشخیص دهیم و این اطلاعات میتواند در نحوه آبدهی و زهکشی مفید باشد. این تصاویر توسط پهپادها گرفته میشود که شرایط محیطی و میزان آسیب دیدگی محصولات را در اثر آفات یا باد و باران نشان می دهد بنابراین پهپادها ابزاری ارزشمند در این صنعت به حساب می آیند.
صنعت کشاورزی:
استفاده تجاری از هواپیماهای بدون سرنشین به نام پهپاد ها بیشتر شناخته شده هستند. امروزه کاربرد آنها در بخش های مختلف صنعتی به سرعت در حال گسترش است بخش کشاورزی یکی از پرکاربرد ترین بخش ها برای پهپادها است.
استفاده از پهپادها در کشاورزی این تنها در افزایش سرعت تولید محصولات کشاورزی موثر است در که باعث انگیزه بیشتر در کشاورزان و به دنبال آن بهره وری بیشتری خواهد شد.
طراحی و پیاده سازی اطلاعات جغرافیایی
یکی از موثرترین راه های حفاظت نظم دهی در دسترسی آسان و فشرده سازی اطلاعات به کارگیری نرم افزارهای سامانه اطلاعات جغرافیایی است عمود پرواز ها با برخورداری از مانور ارتفاعی دید از بالا و بهره‌مندی از دوربین ها و حسگرهای پرقدرت ، قادرند با ارائه تصاویر با کیفیت، اطلاعات مناسب برای نرم افزارهای GIS جهت متمایز سازی جزئیاتی همچون نقشه کانال ها ، زهکشها، نقشه شماتیک مزارع ، نوع محصولات کشت شده نقش طبقه بندی اراضی و غیره را فراهم کنند.
سنجش از راه دور برای مطالعه پوشش گیاهی و مطالعات آبیاری
شاخص نرمال تفاوت پوشش گیاهی شاخص گرافیکی ساده ای است که در تحلیل ها و اندازه گیری های سنجش از دور ارزیابی موجود یا عدم وجود پوشش گیاهی یک منطقه کاربرد دارد.
مطالعه رفتار زمانی پوشش گیاهی طبقه بندی پوشش گیاهی در سطح جهان پایش محصولات کشاورزی و مطالعات خشکسالی حفاظت محیط زیست بررسی تعادل میزان انرژی و آب در سطح جهان از جمله کاربردهای این شاخص به شمار می رود.
سم پاشی و آبیاری مزارع
اسکن مداوم منطقه تحت پوشش همراه با تنظیم میزان سموم با توجه به فاصله سنجی همزمان موجب افزایش بهره وری و کاهش و سموم برجامانده در اکوسیستم یا نفوذ کننده لایه های آب های زیرزمینی خواهد شد.
با اجرای سمپاشی با سامانه های هوایی این مرحله با سرعتی پنج برابر بیشتر از روشهای سنتی مکانیزه قابل انجام است.
بذر پاشی هوایی
تخریب بافت های گیاهی نه با عاملیت مستقیم انسانی بلکه با اثرگذاری عوامل صنعتی در مقیاس وسیع رخ می دهد.
بنابراین مقابله سنتی با این سطح از تخریب اساس آن فاقد کارآمد می باشد و بهره گیری از درخت کاری به روش صنعتی برای خنثی کردن این روند روش قابل تاملی است پهپادها قادر من فراتر از پایش هوایی اثر گذاری فیزیکی هم داشته باشند که این سامانه میتواند مواد مغذی مورد نیاز را به طریقی نسبتا مکانیزه شده به خاک برساند
پایش مزارع
یکی از بزرگترین موانع در کنترل مزارع وسعت زیاد آن ها و کارآمد اندک روش های پایش فعلی است افزایش ناپایداری های جوی منجر به خطر زیاد و افزایش هزینه میشود امروز با معرفی و توسعه فناوری پهپادها هزینه ها کاهش یافته و پاسخ به نیاز ها دقیق تر شده است.
پهپاد های کشاورزی
توان تفکیک مکانی بسیار بالای پهپادهای کشاورزی و بزرگترین تمایز آنها نسبت به تصاویر ماهواره سنجش از دور می باشد که این ویژگی امکان شناسایی گیاهان غیر سالم را فراهم می کند.
این توانایی تفکیک مکانی بسیار بالا امکان شمارش تعداد درختان را ایجاد میکند
به عنوان مثال کاربرد این فناوری در مزرعه کاشت کاج های کریسمس مشاهده می شود
با توجه به این که پهپادهای کشاورزی قابلیت نصب دوربین های مادون قرمز را دارند این امکان را ایجاد میکنند تا بتوان پوششهای گیاهی را از لحاظ میزان کلروفیل ، شاخص سطح برگ و… بررسی کرد.
پهپاد های کشاورزی و معرفی چند مدل
پهپادها برخلاف ماهواره‌ها را بسیاری از هواپیماهای سرنشین‌دار می‌توانند در هوای ابری میز مزارع و باغ ها را تحت پوشش قرار دهند پهپاد ها انواع مختلفی دارند که هر دو ای پهپادهای بال ثابت و مولتی روتور ها در کشاورزی کاربرد دارند البته هر کدام از این دو نوع پهپاد دارای مزایا و محدودیت های خاص خود هستند.
پهپاد بال ثابت دارای طراحی ساده تر است و همین ویژگی باعث می شود تا نیاز به تعمیر و نگهداری کمتری داشته باشد.
و همچنین دارای آیرودینامیکی بهتر نسبت به مولتی روتور ها هستند بنابراین می توانند سریع تر و طولانی تر پرواز کنند علاوه بر آن می توانند بارهای سنگین تر را با استفاده از قدرت کمتر حمل کنند.
برخاست و فرود این نوع پهپاد ها کمی پیچیده بوده اما به طور کلی برای مزارع و باغهای کوچک استفاده از مولتی روتور ها و برای مزارع و باغهای بزرگ استفاده از پهپادهای بال ثابت توصیه می شود
پهپاد1
این نوع پهپاد کاربر پسند ترین ابزار فتوگرامتری موجود در بازار است این پهپاد ساخته شده از مواد کامپوزیت با دوام با سرعت بالا و نفوذ عالی در باد به سادگی با دست پرتاب شده و فرودی بسیاری ایمن روی بدنه دارد و میتواند برای نقشه‌برداری استخراج معادن ، امور دقیق مرتبط با کشاورزی مورد استفاده قرار بگیرد.
پهپاد ۲
این نوع پهپاد دارای طراحی محکم و قابل اعتماد، واحد کنترل و چهار دوربین اختیاری است که می‌توانند قابلیت سنجشی قابل ملاحظه‌ای را فراهم آورند.
پهپاد ۳
این نوع پهپاد یک پهپاد حرفه ای است و به طور خاص برای پاسخ به نیازهای مطرح شده در ارتباط با وظایف نقشه برداری امور دقیق مرتبط با کشاورزی و بازرسی صنعتی طراحی شده است این پهپاد به صورت مستقل تصاویر با کیفیت بالا و زمین مبنا را تهیه می نماید که می‌توانند در فرآیند پردازش به ابرنقاط و مدل های سه بعدی با دقت بالا تبدیل شوند
پهپاد ۴
پهپاد نقشه برداری ققنوس یک پهپاد حرفه ای برای فتوگرامتری و کاربرد های سنجش از دور در مناطق وسیع است. پکیج پهپاد فونیکس شامل ایستگاه زمینی نرم افزار مدیریت پروازو پهپاد بدون دم فونیکس ،انواع آپشن های سنسور و جعبه مخصوص حمل و نقل می باشد. پهپاد فونیکسhttp://phoenix-air.ir/ با مداومت پروازی 1 ساعت میتواند در مناطق دور از دسترس و تا ارتفاع 900 متر از زمین و در شرایط باد 40 کیلومتردر ساعت تصویر برداری کند.
این پهپاد یک نوع پهپاد و کشاورزی پیشرفته است که میتواند صد ها جریب را در فقط یک پرواز تا ۱۰ برابر بیشتر از پهپادهای عمود پرواز پوشش دهد که این ویژگی کارایی پایش و مدیریت محصول را بسیار افزایش می دهد.
پهپاد 5
این نوع پرنده از محصولات پروازی مولتی روتور ها محسوب میشوند که به صورت عمودپرواز از سطح زمین بلند می شوند.
طراحی و ساختمان بدنه کاملا مشخص است .دارای 6 موتور با زاویه 60 درجه و فاصله استاندارد نسبت در طراحی مدل پروازی نهایی تعبیه شده است به همین سبب دستگاه به راحتی پرواز میکند. قادر به حمل دوربین های DSLR است.
برای مصارف تخصصی همچون صنعتی و تجاری (ساخت مستند،ساخت تیزر ،پایش زمین های زراعی و … ) استفاده می شود.
نتیجه
امروزه از پهپادها استفاده زیادی می شود.تصویربرداری گرفت تا عملیات‌های نظامی و نجات اما اینکه بتوان از پهپاد در کشاورزی هم استفاده کرد که بسیار جالب به نظر میرسد استفاده از روشهای نوین همچون پهپادها برای افزایش بهره‌وری مزارع امری اجتناب ناپذیر است.
تصاویر تهیه شده توسط پهپادها اطلاعات مفید از زمین کشاورزان را به دست می‌آورد و کمک تصاویر بدست آمده توسط دوربین های چند طیفی پهپادها از سطح زمین های کشاورزی اطلاعات بسیار ارزشمندی از میزان و محل تجمع آفات و علفهای هرز به دست می‌آید که میتواند مبنایی جهت سمپاشی نقطه ای قرار گیرد و همین موجب مصرف بهینه سموم شیمیایی و به تبع آن افزایش سلامت محصولات غذایی می گردد.
و همین طور به کمک تصاویر به دست آمده می توان به راحتی ساخت و سازهای غیرمجاز در اراضی منابع طبیعی و نیز چرا های بی رویه در مراتع را تشخیص داد
یک کارشناس و متخصص به راحتی میتواند در زمان کمتر از یک ساعت با یک پهپاد سطح زیر کشت و میزان خسارت وارد شده به محصولات را طی یک حادثه غیرمترقبه در یک زمین کشاورزی با مساحت سطح هکتار را برآورد کند
پهپادهای عمود پرواز محلول پاش توانایی حمل ۱۵ الی ۲۰ کیلو گرم محلول را دارا هستند و به کمک نازلهای میکرونر قادرند غلظت بالاتری از محلول را در زمان کمتر از ۱۰ دقیقه در یک هکتار به صورت یکنواخت پخش کنند از مزیت های روش سمپاشی با پهپاد به نسبت روشهای سنتی می‌توان به قیمت تمام شده پایین سرعت بالا عدم آسیب به گیاهان و خاک کاهش مصرف آب و مصرف بهینه سم اشاره نمود.
