Датчик влажности почвы показывает, как меняется уровень влажности в почве. После дождя показатель растет, а в засушливый период — снижается. Это помогает определить подходящий момент для полива. Но насколько репрезентативна эта точка измерения для всего участка?

Каждый фермер знает о различиях в составе своей почвы. Светлая полоса высыхает быстрее, впадина дольше остается влажной, а бывшая канава может еще долгие годы влиять на водный баланс. Именно эти различия делают сочетание датчиков и спутниковых снимков интересным: можно рассматривать локальные измерения в контексте всего поля.

В рамках проекта AgriScope компания Agurotech совместно с фермерами и партнерами по проекту исследовала, как для этого можно объединить данные датчиков, спутниковые снимки, метеоданные и искусственный интеллект. Теперь, когда мы завершаем проект, эти знания находят свое продолжение в технологиях, которые фермеры используют ежедневно.

Датчик отслеживает, что происходит в почве в месте измерения. Благодаря измерениям на разных глубинах можно увидеть, как меняется влажность в корневой зоне. Достигает ли дождь более глубоких слоев почвы? Как долго там сохраняется влага? И как быстро высыхает верхний слой?

Последовательность измерений даёт обширную информацию. Отдельное значение обретает смысл, когда известно, что ему предшествовало: дождь, орошение или несколько тёплых дней. Отслеживая эти реакции и сравнивая их с полевыми наблюдениями, фермер всё лучше изучает место измерения.

Спутниковые снимки добавляют другой масштаб. Они содержат информацию о поверхности и развитии культуры, что позволяет выявить различия в пределах одного участка. При этом спутник не наблюдает непосредственно за зоной корневой системы. Карта влажности почвы создается путем объединения спутниковых данных с другими сведениями и их преобразования в оценку влажности почвы.

И здесь на сцену выходит искусственный интеллект. Модели учатся распознавать связи между спутниковыми данными, измеренной влажностью почвы и такими факторами, как тип почвы и погодные условия. Эти связи помогают делать оценки даже для участков, где нет датчиков.

Для этого необходимы качественные полевые данные. Модель должна проверяться на измерениях, которые не использовались для обучения. В рамках проекта AgriScope это, в частности, было проведено на одиннадцати участках валидации, где расчеты сравнивались с независимыми данными датчиков. Таким образом становится понятно, при каких условиях подход работает хорошо, а где требуется дальнейшее усовершенствование.

Для сельхозпроизводителя различные источники информации объединяются в картографическом представлении. Датчик дает локальную точку отсчета; спутниковая карта показывает рассчитанное распределение влажности по участку. Это позволяет определить, является ли место измерения относительно сухим, влажным или репрезентативным для большей части поля.

Например, более сухая зона на карте может стать поводом для целенаправленного осмотра этого участка. Видите ли вы там более светлую почву, которая высыхает раньше? Наблюдается ли разница в развитии культур? Совпадает ли эта картина с предыдущими наблюдениями? Такое сочетание данных помогает проводить полевые проверки более целенаправленно и лучше интерпретировать результаты измерений.

Актуальность информации также имеет значение. При облачности не всегда доступен новый пригодный для использования спутниковый снимок. Между тем дождь, испарение и орошение изменяют состояние влажности.

Чтобы преодолеть этот промежуточный период, можно использовать водный баланс. Он рассчитывает, сколько воды поступает, исчезает и остается доступной в почве, исходя, в частности, из погодных условий, характеристик почвы, культуры и зарегистрированных данных об орошении.

Поэтому важно понимать, смотрите ли вы на свежие данные наблюдений или на расчётную оценку. Качество вводимых данных также имеет большое значение. Если данные об орошении не зарегистрированы, в модели отсутствует вода, которая фактически была подана на участок. Таким образом, простота регистрации и обмена данными напрямую влияет на практическую ценность результатов.

В повседневной практике всё это помогает прежде всего в расстановке приоритетов. Какой участок требует внимания? Где целесообразно провести дополнительный контроль? Можно ли отложить цикл орошения, учитывая прогноз погоды и имеющиеся мощности?

Опыт фермера при этом остается неоценимым. Он знает почву, культуру и ограничения своего хозяйства. По мере того как измерения и карты показывают узнаваемые закономерности, растет уверенность в том, что эту информацию можно учитывать при планировании.

Поэтому в Agurotech спутниковая информация становится неотъемлемой частью анализа состояния участка. Автоматическое определение границ участков упрощает настройку полей. Комбинированное отображение карты связывает данные датчиков с информацией обо всем участке. Аналитические данные из AgriScope помогают еще больше усовершенствовать эти приложения и сделать их доступными.

Следующим шагом является прогнозирование урожайности. Спутниковая информация о развитии культур, в сочетании с историческими данными об урожайности и данными по участкам, может помочь раньше оценить ожидаемый урожай. Это приложение пока находится в стадии разработки. Чтобы улучшить прогнозы для различных культур, типов почв и сезонов, мы рады сотрудничать с фермерами, готовыми поделиться данными об урожайности.

Хотите узнать, как датчики и спутниковые данные могут взаимодействовать на вашем хозяйстве или способствовать разработке прогнозов урожайности? Свяжитесь с Agurotech по адресу info@agurotech.com.