Khảo sát nông nghiệp và tài nguyên

Nông nghiệp và lâm nghiệp là lĩnh vực UAV khảo sát có tiềm năng rõ nhất ở Việt Nam, nhưng cũng là lĩnh vực dễ bán ảo tưởng nhất nếu không hiểu dữ liệu nói lên gì.

Cảm biến dùng cho khảo sát nông nghiệp

Camera màu thông thường. Rẻ nhất và hữu ích hơn nhiều người nghĩ. Thấy được mật độ, khoảng trống, vùng úng, cỏ dại, hư hỏng.

Camera đa phổ. Chụp thêm dải hồng ngoại gần và dải cạnh đỏ. Cho phép tính các chỉ số phản ánh sức khoẻ thực vật.

Camera nhiệt. Đo nhiệt độ bề mặt. Liên quan tới tình trạng nước của cây — cây thiếu nước nóng hơn.

Cảm biến quét laser. Đo cấu trúc tán cây và độ cao. Dùng trong lâm nghiệp để ước lượng sinh khối.

Chọn theo bài toán. Đếm cây và đánh giá mật độ thì camera thường đủ. Phát hiện sớm bệnh hoặc thiếu dinh dưỡng thì cần đa phổ.

Lưu ý về hiệu chuẩn. Camera đa phổ cần tấm hiệu chuẩn phản xạ chụp trước và sau mỗi chuyến bay. Không hiệu chuẩn thì số liệu không so sánh được giữa các lần.

Chi phí. Camera đa phổ đắt hơn nhiều lần camera thường. Chỉ đầu tư khi đã xác định được bài toán cụ thể mà nó giải được.

Chỉ số thực vật và cách diễn giải

Nguyên lý. Lá khoẻ phản xạ mạnh ở dải hồng ngoại gần và hấp thụ mạnh ở dải đỏ. Tỷ lệ giữa hai dải phản ánh tình trạng lá.

Chỉ số phổ biến nhất. Tính từ dải đỏ và hồng ngoại gần. Cho bản đồ mức độ xanh tốt của cây trên toàn cánh đồng.

Điều nó nói lên. Vùng nào cây kém hơn vùng khác. Đây là thông tin so sánh tương đối trong cùng thửa và cùng thời điểm.

Điều nó không nói. Nguyên nhân. Cây kém có thể do thiếu nước, thiếu dinh dưỡng, sâu bệnh, đất xấu, hoặc trồng muộn hơn. Chỉ số không phân biệt được.

Đây là hiểu lầm phổ biến nhất. Bản đồ chỉ số không phải chẩn đoán. Nó chỉ ra chỗ cần đi xem, và việc đi xem là bắt buộc.

Bão hoà. Khi tán cây đã kín, chỉ số này không phân biệt được nữa. Cần chỉ số khác cho giai đoạn sinh trưởng muộn.

So sánh giữa các lần bay. Chỉ có ý nghĩa nếu hiệu chuẩn đúng và điều kiện ánh sáng tương tự.

Giá trị thật. Phát hiện sớm vấn đề ở vùng mà đi bộ không tới, và định lượng diện tích bị ảnh hưởng.

Ứng dụng cụ thể

Đếm cây. Trong vườn cây ăn quả hoặc rừng trồng. Cho số chính xác thay vì ước lượng. Dùng cho quản lý và cho bảo hiểm.

Đánh giá tỷ lệ sống sau trồng. Đếm cây sống trên diện tích lớn nhanh hơn nhiều so với đi bộ.

Phát hiện vùng úng hoặc hạn. Từ camera thường hoặc từ camera nhiệt.

Lập bản đồ ranh giới thửa. Chính xác hơn nhiều so với dữ liệu cũ.

Ước lượng sinh khối rừng. Từ độ cao tán và độ phủ. Cần mô hình quy đổi phù hợp với loài cây.

Theo dõi sạt lở và xói mòn. So sánh mô hình địa hình giữa các thời điểm.

Giám sát nuôi trồng thuỷ sản. Đếm ao, đo diện tích, phát hiện thay đổi.

Phát hiện xâm lấn. Rừng bị chặt phá, đất bị lấn chiếm. Bằng chứng có toạ độ và thời gian.

Điều kiện bay riêng của nông nghiệp

Thời điểm trong ngày. Gần trưa cho bóng ngắn nhất, tốt cho chỉ số thực vật. Nhưng nắng gắt gây loá trên lá ướt.

Tránh sau mưa. Nước trên lá làm sai chỉ số phản xạ.

Giai đoạn sinh trưởng. Bay đúng giai đoạn mới có ý nghĩa. Bay quá sớm thì tán chưa phủ; quá muộn thì can thiệp không kịp.

Địa hình. Ruộng bậc thang và đồi dốc cần bay bám địa hình để giữ độ cao so với mặt đất đều.

Diện tích lớn. Cánh đồng rộng cần nhiều pin hoặc máy bay cánh bằng có thời gian bay dài hơn.

Vật cản. Đường dây điện qua ruộng, cây cao đơn lẻ. Khảo sát trước.

Người và gia súc. Nông dân làm việc trên đồng. Thông báo trước và không bay trên đầu người.

Bụi và côn trùng. Bám vào ống kính. Kiểm và lau thường xuyên.

Biến dữ liệu thành quyết định

Dữ liệu không tự có giá trị. Bản đồ đẹp mà không dẫn tới hành động nào thì không đáng tiền.

Hỏi trước. Người nhận sẽ làm gì với thông tin này. Nếu không trả lời được thì chưa nên bay.

Kết nối với hành động cụ thể. Vùng này cần bón thêm, vùng kia cần kiểm tra sâu bệnh, vùng nọ cần cải thiện tiêu nước.

Đơn giản hoá đầu ra. Nông dân cần bản đồ phân vùng đơn giản, không cần đám mây điểm.

Định lượng. Bao nhiêu hecta bị ảnh hưởng, ước tính thiệt hại bao nhiêu. Con số dẫn tới quyết định.

Xác nhận tại ruộng. Đi kiểm vài điểm mà bản đồ chỉ ra. Xác nhận hoặc bác bỏ. Việc này xây dựng lòng tin và cải thiện cách diễn giải.

Theo dõi kết quả. Sau khi can thiệp, bay lại xem có cải thiện không. Vòng phản hồi này biến dịch vụ bay thành dịch vụ tư vấn có giá trị thật.

Và trung thực về giới hạn. Bán UAV như giải pháp cho mọi vấn đề nông nghiệp làm hại cả ngành khi khách hàng thất vọng.

Câu hỏi thường gặp

Đọc thêm trong Tìm kiếm cứu nạn và UAV nông nghiệp.