Вашему вниманию - конспект презентации “Опыт ГК Геоскан по применению БАС в сельском хозяйстве”, сделанной на встрече Робототехника в сельском хозяйстве. Докладчик: Максим Васильев.  Семинар АСИ 27.02.2017. Подготовка конспекта: Алексей Бойко, RoboTrends.ru. Публикуется в скорректированном виде (часть слайдов заменена). 

М.В. Я представляю Геоскан. За несколько лет, в течение которых компания занимается применением беспилотников в сельском хозяйстве, наработан немалый опыт, которым хотелось бы с вами поделиться.

Мы в “Геоскан” разрабатываем и производим летающие беспилотники самолетного и мультироторного типа. В С.Петербурге есть собственное производство, число работающих - порядка 200 человек. Промышленно производим несколько типов БЛА.

Для автоматизированной обработки данных используется собственное ПО, разработанное в компании. С помощью этого программного обеспечения можно получать ортофотопланы, карты высот, карты по данным расчета вегетационного индекса (NDVI).

Есть собственная ГИС “Спутник” и различные приложения к ней, например, ГИС “Спутник.Карты”, которые обеспечивают визуализацию и экспорт данных, включая возможность составления карт уклонов, водотоков, результатов спектральной съемки,  маршрутов пробоотбора и подготовки файлов карт-предписаний и т.п.

 

Кратко о нашем аппарате типа “летающее крыло” Геоскан 201 Агро. В отличие от многих других аппаратов, в этой модели предусмотрено одновременное размещение двух камер. Это цифровая RGB-камера и модифицированная ИК-камера для спектральной съемки.

В процессе обследования поля, съемка ведется одновременно на две камеры, а фирменное ПО позволяет вести обработку полученных данных и их наложение, что дает очень интересные возможности для последующего анализа. В частности, удается иной раз замечать то, что не показывают стандартные NDVI-карты.

Из основных характеристик беспилотника отмечу время полета - 3 часа, за это время удается обследовать примерно до 2.5 тысяч га. Точная площадь зависит от решаемых задач, например, если требуются высокодетализированные карты, то обследовать получается примерно вдвое меньше - около 1.5 га.

Ориентир цены на февраль 2017 года (точная цена зависит от комплектации) - порядка 2 млн руб. за беспилотник в комплекте с полезной нагрузкой, наземной станцией управления, транспортным кейсом и катапультой для запуска (посадка парашютная). В стоимость также входит обучение пользованию. Обучение может производиться на месте или с выездом к нам в С.Петербург.

Пространственное разрешение получаемых карт вегетационного индекса может достигать 5-ти см на пиксель, что позволяет различать как ряды посадок, так и отдельные растения в них.

Выпускаем также Геоскан 401 - беспилотник квадрокоптерного типа. Его можно использовать для решения таких задач, как видеонаблюдение, заселения энтомофагами, составления карт с высоким разрешением, обнаружения саранчи, замеров высоты снежного покрова.

 

PhotoScan обеспечивает получение таких результатов обработки данных, как ортофотоплан, матрица высот, карта NDVI и 3D модель.

Очень интересные результаты дает наложение на результаты реальных съемок кадастровых границ. Это, например, позволяет уточнить налогооблагаемую базу. 

При составлении цифровых карт полей мы используем геодезические приемники высокоточного класса, одно- и двухчастотные. Работаем с разными системами, в основном - с TOPCON, работаем и с НАВИС. Достигаемая геодезическая точность - от 5 см по плоскости и до 10 см по высоте. Это подтверждено замерами на полигонах МИИГАиК, где мы уже 4 года отрабатываем технологию.   

По точным значениям рассчитывается и необходимость в семенах, и в удобрениях, ГСМ, рабочие часы. Данные обеспечивают возможность более точного анализа деятельности сельхозпредприятия. 

Дополнительно к трехмерной визуализации рельефа Спутник Агро позволяет:

• преобразовать карту высот в карту уклонов;
• построить горизонтали с заданным шагом
• рассчитать бессточные области и направления поверхностного стока 

По точным значениям рассчитывается и необходимость в семенах, и в удобрениях, ГСМ, рабочие часы. Данные обеспечивают возможность более точного анализа деятельности сельхозпредприятия.

На основании карт высот мы строим водотоки, что немаловажно для таких регионов, как Белгород, Воронеж, Ростовская область, где от рельефа очень много зависит. Водотоки создают зоны, где хоть удобряйте, хоть не удобряйте, но там ничего не растет, поскольку там смывается плодородный слой и выходит материнская порода.

В Белгородской области у нас был опыт выявления площадей, засеянных пропашными культурами, на участках с уклоном более 5 градусов, что запрещено законодательством, а также выявления мест, где идет смыв плодородного слоя.

 

Сопровождение мелиоративного строительства - еще одна задача из практики использования БЛА.

Цифровая модель местности совмещенная с картой высот может быть использована для:

• вертикального планирования
• моделирования подтоплений
• планирования рисовых чеков
• построения гидрологических карт

В Краснодарском Крае мы выполняли работы по инвентаризации полей. Точность наших исследований (в среднем - до 10 см в плане и до 15 см по высоте) позволяет выявить нарушения при планировании рисовых чеков. Что позволяет экономить воду и правильно планировать агротехнические работы. Если поле кривое, то неизбежно рис где-то утонет, где-то будет на поверхности, а он должен подниматься вместе с водой.

Кроме того, мы проводили инвентаризацию каналов.

С помощью комплексов Геоскан возможны как наблюдение в режиме реального времени (видео и фото), так и получение данных для последующей обработки.

Получаемые данные используются для контроля за процессом уборки, измерения площади покосов, культивирования земель и т.п.

 

Сравнение данных аэрофотосъемки озимых культур осенью и весной после зимовки – эффективный способ оценки их состояния.

Комплекс Геоскан 201 Агро, оснащенный RGB-камерой и ИК-камерой, позволяет производить общую оценку по картам NDVI и уточнять состояние посевов по ортофотопланам и снимкам высокого разрешения.

Объект: площадной

Возможный объем работ:

5 см/Пикс - до 4000 Га
15 см/Пикс - до 8800 Га

Персонал: 2 оператора

Срок выполнения полевых работ: 1 световой день

Полученные данные: ортофотоплан и матрица высот + подробная 3D-модель

 

Видеомониторинг

FullHD изображение в режиме реального времени

Возможна запись видео без трансляции

Радиус действия: до 40 км в условиях прямой радиовидимости

Персонал: 2 оператора

Полученные данные: видео разрешения 1920х1080

• Непрерывный мониторинг работы техники
• Обнаружение посторонних лиц и машин
• Выявление фактов противоправной деятельности
• Экологический мониторинг
• Предупреждение ЧС по причине природных, техногенных и антропогенных факторов

 

Мультиспектральный мониторинг

Наиболее информативен при весенних обследованиях. Данные используются как для визуального выявления проблемных участков, так и для автоматизированного построения карт NDVI

Персонал: 2 оператора
Полученные данные: мультиспектральные снимки, карты NDVI

 

Функциональность ГИС “Спутник Агро” позволяют автоматически классифицировать, векторизовать карты вегетационных индексов и создавать на их основе файлы предписаний для дифференцированного внесения удобрений.

Векторные карты в формате Shapefile легко конвертируются для конкретной модели техники, а на некоторые терминалы загружаются вообще без преобразования.

Использование мультиспектрального мониторинга обеспечивает возможность экономии на издержках, например, на удобрениях за счет дифференцированного внесения азотных удобрений. Это позволяет избежать полегания культур.

Полученные карты позволяют в дальнейшем принимать решение или о выравнивании полей, или о работе по зонам.

Определение объемов кагатов очень важно для логистики. Кагаты зачастую формируются не по краю дороги, а в сторону центра поля.

Объем корнеплодов в открытых хранилищах (кагатах) быстро и с высокой точностью рассчитывается по трехмерным моделям, построенным на основе данных аэрофотосъемки.

Одновременно обследование с помощью тепловизора позволяет отследить температурный режим и принять решение об использовании того или иного кагата в первую очередь. Температура в кагате показывает уровень гниения. Соответственно, вывозить корнеплоды в приоритетном режиме следует, прежде всего, из кагатов, где установилась температура выше.

 

Замеры с БЛА позволяют измерять объемы корнеплодов в кагате. При повторных обследованиях можно измерить не только текущий объем, но также изменение запасов за исследуемый период.

Точность измерений, как показывает практика и сравнение с данными, полученными при сдаче корнеплодов на сахарный завод, может быть высокой. Например, разница может  не превышать 1.5%.

Спасибо за внимание!  

 

+ + 

Подписывайтесь на наш Telegram, посвященный роботизации сельского хозяйства: https://t.me/robomilk