Спосіб визначення стану ґрунтів та посівів сільськогосподарських культур за допомогою аерофотознімків ґрунтової поверхні

Реферат: Спосіб визначення стану ґрунтів та посівів за допомогою аерофотознімків ґрунтової поверхні включає визначення ділянки поля, її аерофотозйомки, аналіз фотознімків. Фотографування визначеної поверхні проводять з висоти від 50 до 200 м за допомогою дистанційно пілотованого літального апарату, з можливістю одержання знімків з високою роздільною здатністю до посадки апарату, за їх аналізом визначають площу просівів або інших ділянок поля, які потребують агротехнічних заходів. UA 70307 U (54) СПОСІБ ВИЗНАЧЕННЯ СТАНУ ҐРУНТІВ ТА ПОСІВІВ СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКИХ КУЛЬТУР ЗА ДОПОМОГОЮ АЕРОФОТОЗНІМКІВ ҐРУНТОВОЇ ПОВЕРХНІ UA 70307 U UA 70307 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Корисна модель належить до галузі сільського господарства, зокрема до способу визначення стану ґрунтів та посівів господарств різних форм власності за допомогою аерофотознімків ґрунтової поверхні. Відомо спосіб визначення стану посівів, який базується на картографічній основі планів землекористування та рекогносцировочного огляду полів. Проведення обстеження стану врожайності сільськогосподарських рослин звичайно проводиться шляхом візуального спостереження поля та наступним нанесенням ситуації на картографічну основу планів землекористування. Недоліком такого способу є його великозатратність та наявність людського фактора, який приводить до значних похибок. Відомі звичайні аерофотозйомки, які виконують для господарських потреб, але вони належать до складних технологічних процесів. Традиційно їх виконують за допомогою звичайних носіїв фотоапаратури, таких як сільськогосподарські літаки (АН-2), літаки-лабораторії аерофотозйомки (АН-26), гелікоптери (МІ-6) та інколи мотопараплани [ВИСХАГИ ФГУП "Госземкадастрсъемка" Аэрофотосъемочные работы, 2008 г.]. Аерофотозйомку для сільського господарства виконують з метою виявлення стану ґрунтів та сільськогосподарських культур, інвентаризації земель тощо. Однак, висока ціна цих робіт, необхідність наявності близько розташованого аеродрому і обмежена висота польоту (більше 200 м) таких засобів робить їх недоступними для більшості власників полів. Крім того, виконання польоту до місця знімання проводиться тільки в певних "коридорах" та зйомки проводять тільки у відведених для цього зонах на висоті більше 200 м, що призводить до зменшення роздільної здатності отриманого знімку. Таким чином, вищезгадані недоліки підвищують вартість аерофотозйомки та зменшують рентабельність. Зазначимо що відношення якість/ціна у більшості випадків при аерофотозйомці є визначальною. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення способу визначення стану ґрунтів та посівів за рахунок можливості одержання знімків ґрунтової поверхні з більшою деталізацією та наочністю визначення дефектних ділянок, що дозволяє скоротити трати часу та палива й отримати точний експресний метод та вилучити людський фактор, таким чином підвищити вірогідність та рентабельність способу. Поставлена задача вирішується за рахунок того, що у відомому способі визначення стану ґрунтів та посівів за допомогою аерофотознімків ґрунтової поверхні, який включає визначення ділянки поля, її аерофотозйомки, аналіз фотознімків, згідно з корисною моделлю, фотографування визначеної поверхні проводять з висоти від 50 до 200 м за допомогою дистанційно пілотованого літального апарату, з можливістю одержання знімків з високою роздільною здатністю до посадки апарату, за їх аналізом визначають площу просівів або інших ділянок поля, які потребують агротехнічних заходів. Запропонований спосіб здійснюється таким чином. Після зльоту ДПЛА здійснюється набір висоти від 50 до 200 м (залежно від зйомки і необхідності деталізації знімка). Після інтенсивного набору висоти літальний апарат (ЛА) прямує в зону зйомки під керуванням "пілота" (ручне керування), або автоматично (під керуванням автопілоту). Після виходу в зону зйомки ЛА починає її обліт. Протягом всього польоту фотоапарат проводить серії знімків (до 5 кадрів в секунду), що дозволяє проводити перекриття знімків для їх подальшої обробки. Плановість зйомки досягається системою стабілізації, яка утримує ЛА в горизонтальній площині запобігаючи обертанню і пікіруванню апарату. Після зйомки апарат повертається в точку старту для проведення посадки (заявка № а2010 10319 Безпілотний літальний апарат). Знімки завантажуються у відповідну програмну середу, де обробляються, причому робота зі знімками може вестися як до посадки апарату, так і після неї. Якщо поле має розмір завеликий ніж площа відображена на знімку тоді знімки "зшиваються" у панораму за допомогою програмного забезпечення "Panorama Factory". В результаті застосування цього програмного пакету отримаємо зведену панораму, до якої вже можна "прив'язати" географічні координати. В іншому випадку відразу починають аналіз отриманого знімку, зразок якого приведений на Фіг. 1. На фото представлено поле соняшника, яке було зроблено в червні 2009 р. Після цього знімку присвоюються географічні координати. В результаті чого отримуємо карту з прив'язкою по реперним точкам. Після прив'язки з'являється можливість обробляти знімок стандартним географічним інструментарієм. Візуально на знімку можливо розрізнити місця просівів, а їх площу визначити важче бо вона має не завжди прямокутну форму. Тому за допомогою кнопки "полігон" в програмному картографічному комплексі "Mapinfo" наносять полігони на ті місця на знімку на яких відсутня 1 UA 70307 U 5 10 15 20 25 рослинність. Потім наносять загальну площу поля для визначення загальної площі просівів у разі коли загальна площа невідома. На знімку полігони просівів - (червоний колір), загальна площа поля - (жовтий колір) (див. Фіг. 2). Після цього суми площ полігонів просівів підсумовуються за допомогою комп'ютерної програми "Mapinfo", а різниця між загальною площею поля та площею просівів й є ефективною площею посіву. В даному випадку загальна площа поля складає 87 га, а сумарна площа просівів дорівнює 17 га. Тобто власник поля може розраховувати на урожай з 70 га площі. Таким же чином можна визначати площі осолонцювання, забруднення та засмічення полів тощо. В порівнянні з існуючою методикою обстеження урожайності території поля запропонований спосіб має наступні переваги: 1. Оперативність отримання результатів зйомки найвища - знімки отримуються або в ході зйомки, або відразу після неї, причому через висоту фотографування одержані знімки характеризуються високою чіткістю контурів просівів та інших дефектів. 2. Одержані знімки дають можливість отримати точну інформацію про стан поля, обрахувати ефективну площу посівів, площу просівів та ділянки поля, які потребують агротехнічних заходів. 3. Загальна вартість зйомки менша в порівнянні з традиційними методами, бо не потребує ані пального, ані кваліфікаційних спеціалістів. ФОРМУЛА КОРИСНОЇ МОДЕЛІ Спосіб визначення стану ґрунтів та посівів за допомогою аерофотознімків ґрунтової поверхні, який включає визначення ділянки поля, її аерофотозйомки, аналіз фотознімків, який відрізняється тим, що фотографування визначеної поверхні проводять з висоти від 50 до 200 м за допомогою дистанційно пілотованого літального апарату, з можливістю одержання знімків з високою роздільною здатністю до посадки апарату, за їх аналізом визначають площу просівів або інших ділянок поля, які потребують агротехнічних заходів. 2 UA 70307 U Комп’ютерна верстка І. Скворцова Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 3