Введение
Сущность цифровой технологии БПЛА. Беспилотник – летательный аппарат без экипажа на борту, пилотируемый с земли или выполняющий программу автоматически. Используются различные сокращения: БЛА, БПЛА, «дрон», «беспилотник». Беспилотные летательные аппараты относятся к группе цифровых технологий: беспилотники, робототехника и сенсорика.
Материалы и методы
Разновидности беспилотников. Беспилотники делятся на 2 основные группы: с неподвижным крылом и винтокрылые. Беспилотник с неподвижным крылом внешне похож самолет и летит за счет тяги и аэродинамической подъемной силы. Винтокрылые БПЛА можно разделить на вертолетные и многороторные. Вертолетные имеют один большой пропеллер, а роторные несколько маленьких. Причины актуальности беспилотников в сельском хозяйстве. Сельское хозяйство из-за своего стремительного развития и цифровизации является одной из перспективных сфер для применения беспилотников наряду с космосъемкой [11]. С помощью БПЛА появляется возможность добраться до труднодоступных участков поля и оценить их состояние. Такую оценку можно произвести быстро и сразу для большой территории [1]. Кроме того, БПЛА могут выступать в качестве основного или дополнительного средства сбора данных при внедрении комплексного подхода к организации умного сельского хозяйства на предприятии [8]. Аналогичный путь проходят многие аграрные хозяйства и за рубежом [9]. Наиболее рентабельным и действенным в данном случае является осуществление аэрофото- и видеосъемки с помощью беспилотных летательных аппаратов участков сельского хозяйства, агропродовольства и растительных покровов [7]. Операции, выполняемые беспилотниками. Технологично оснащенные беспилотники в сельском хозяйстве способны выполнять разнообразные операции: 1. Аэрофотосъемка 2. Видеосъемка 3. 3D моделирование 4. Тепловизионная съёмка 5. Лазерное сканирование 6. Опрыскивание
Результаты
Задачи в сельском хозяйстве, решаемые беспилотниками. Современные беспилотные системы решают следующие задачи [2]: 1. Мониторинг за качеством посевов 2. Мониторинг за качеством мелиорации 3. Анализ рельефа и создание карты вегетационных индексов 4. Аудит и инвентаризация земель, необходимые для совершения сделок; 5. Анализ рельефа и создание карты вегетационных индексов PVI, NDVI; 6. Сбор информации для службы безопасности, в том числе с выявлением факта незаконного выпаса скота на полях; 7. Создание карт для дифференцированного удобрения и опрыскивания полей. БПЛА, как способ мониторинга за качеством мелиорации. Мониторинг – это один из универсальных и важных методов во многих областях деятельности. В сельском хозяйстве мониторинг необходим для получения информации о состоянии угодий и посевов.
Результаты
Фермеры или специалисты могут по результатам мониторинга понять, нормально ли всходят культуры, есть ли угроза со стороны сорняков и/или насекомых – вредителей, какова степень увлажненности отдельных участков или целых площадей и многое другое. Результаты мониторинга важны для принятия адекватных и своевременных решений [3]. Мелиорация земель — это комплекс технических мероприятий по улучшению гидрологических, почвенных и агроклиматических условий направленных на повышение показателей экономической эффективности использования земельных и водных ресурсов для получения высоких и устойчивых урожаев сельскохозяйственных культур. Причины экономической эффективности применения БПЛА при мелиорации сельскохозяйственных земель: 1. Оптимизация расходов по уточнению границ сельскохозяйственных земель и получение точных геопространственных данных с точность от 3 см на пиксель; 2. Сокращение расходов на привлечение специалистов геодезического профиля; 3. Снижение риска допущения ошибок за счет получения актуальных и предельно достоверных трехмерных данных о сельскохозяйственных полях; 4. Возможность проведения комплекса мониторинговых мероприятий по анализу состояния до и после строительства объектов мелиорации, сдачи реализации программы мелиорации земель и запуска всех систем в эксплуатацию; 5. Возможность для крупных агропромышленных холдингов реализовывать программы управления мелиорации своих сельскохозяйственных земель по всей России. Потребители цифровой технологии БПЛА. Беспилотные системы могут быть полезными для всех уровней сельскохозяйственного бизнеса: от малых фермерских хозяйств до крупных агрохолдингов.
Обсуждение
При использовании беспилотников для мониторинга мелиорации основным внутренним заказчиком и потребителем будет являться мелиоратор. Беспилотники помогают им решить проблему ограниченного обзора, позволяя оценивать участки с высоты. Благодаря БПЛА мелиоратор может обозреть всё поле за короткое время, зафиксировать состояние локальных фаций почв и найти решение возникших проблем [6]. Примеры реализации технологии в производстве. Примером реализации технологии беспилостников в сельском хозяйстве может служить продукция группы компаний Geoskan. Компания впервые в мире решила задачу в одной из областей искусственного интеллекта – автоматическое создание 3D-модели объекта по серии разноракурсных фотографий, это ПО используется в различных областях, в том числе в мониторинге качества мелиорации; в настоящее время это ПО поставляется в 131 страну мира [4]. Группа Геоскан – единственная в мире владеет всеми компонентами технологии беспилотных летательных аппаратов для аэрофотосъемки и геологоразведки.
Обсуждение
Решения проблемы на рынке. В настоящий момент рынок «сельскохозяйственных» БПЛА находится на начальной стадии развития. Однако эксперты полагают, что в будущем сельское хозяйство станет одним из самых крупных сегментов рынка для беспилотников, поскольку имеет ряд преимуществ перед космической съемкой и несет ряд дополнительных возможностей по выполнению агротехнологических мероприятий, таких как внесение удобрений и применение средств защиты растений, особенно в труднодоступных для человека или тракторной техники местах [12]. Среди крупнейших игроков мирового рынка БПЛА, которые ориентируются на сельское хозяйство, можно выделить таких представителей, как AeroVironment Inc, AgEagle, DJI, Yamaha и др. Среди наиболее активных участников отечественного рынка можно выделить таких игроков, как «Беспилотные технологии» (г. Новосибирск), «Геоскан» (г. Санкт-Петербург), «Автономные аэрокосмические системы — «ГеоСервис» (г. Красноярск) и ZALA AERO (г. Ижевск). Стоимость реализации технологии БПЛА. В стоимость реализации входит закупка оборудования, обучение персонала, получение лицензии по использованию информационную систему или создание своей собственной, эксплуатация БПЛА и Софта [5].
Выводы
В целом новый беспилотник стоит от 750000 – 1500000 рублей, однако цена всегда зависит от размера дрона, ёмкости аккумулятра, длительности полёта и функционала датчиков. В заключение отметим, что для стимулирования использования БПЛА в мелиоративном комплексе, наряжу с популяризацией информации об экономических выгодах использования такой техники, следует включить требования о сборе агроданных с помощью БПЛА. Для этого можно включить подходящий показатель в индекс цифровой зрелости сельского хозяйства или мелиоративного комплекса региона на основе существующих [10] или новых моделей оценки уровня цифровизации АПК.