Продуктивность кукурузы в реальном времени: спутники, полевые камеры и фермеры объединяют усилия

Ученые из Университета Иллинойса при участии членов Ассоциации производителей кукурузы Иллинойса разработали новый масштабируемый метод оценки продуктивности сельскохозяйственных культур в реальном времени. Исследование, опубликованное в журнале Remote Sensing of Environment, объединяет полевые измерения, уникальную сеть камер на полях и спутниковые данные высокого разрешения и частоты съемки, обеспечивая высокоточную оценку продуктивности культур в Иллинойсе и за его пределами.

Разработка предоставляет полезную информацию для фермеров на уровне поля или его участков. Метод использует новые спутниковые продукты для оценки индекса листовой поверхности (LAI), который служит индикатором продуктивности культуры и урожайности зерна. Точность спутниковых оценок подтверждена наземными измерениями.

Исследователи использовали данные о поверхностном отражении, измеряемом двумя типами спутников, для оценки LAI. Оба спутниковых набора данных обеспечивают детальное разрешение (3 или 30 метров) и ежедневный мониторинг одной и той же точки. Были разработаны два математических алгоритма для преобразования данных об отражении в LAI. Для их проверки в 36 кукурузных полях по всему штату была развернута сеть камер, а также проводились прямые ручные измерения LAI дважды в неделю в течение сезона 2017 года. Спутниковые оценки LAI отлично согласовались с наземными данными.

«Мы первые, кто разработал масштабируемые данные LAI с высокой временной и пространственной детализацией для использования фермерами. Эти методы были полностью проверены с помощью беспрецедентной камерной сети на сельхозугодьях», — говорит Кайю Гуань, соавтор исследования.

Наличие данных LAI в реальном времени может быть ключевым для оперативного управления. Например, метод может выявлять отстающие в развитии поля или их участки, что позволит скорректировать практики управления, такие как внесение удобрений или пестицидов. В ближайшем будущем команда планирует сделать эти данные доступными для фермеров.