Sistemele cu senzori de imagistică hiperspectrală și LiDAR, instalate pe drone, pot detecta nivelul de nutrienți și necesarul de apă și pot ajuta la stabilirea tratamentelor

Continuare Senzorii digitali și multispectrali sunt folosiți de mai mult timp în ramuri ale agriculturii care se ocupă de creșterea, protejarea și exploatarea plantelor cultivate, cum ar fi agrofitotehnia, pomicultura, silvicultura sau viticultura, și sunt în continuare utilizați intens și pe scară largă de către cultivatori. Sunt folosiți, în primul rând, pentru a colecta date privind fazele de creștere a plantelor, existența dăunătorilor, sănătatea generală a culturilor (de exemplu nivelul de nutrienți) și altele, informații pe care le pun la dispoziția fermierilor pentru analize și decizii privind tratamentul. Una dintre metodele de stabilire a indicelui care descrie diferența dintre reflecția vizibilă și cea în infraroșu (NDVI, normalized difference vegetation index), utilizat pentru a estima densitatea plantelor de pe o suprafață de teren, este culegerea și transmiterea informațiilor de la senzorii instalați pe drone aeriene (UAV, Unmanned Aerial Vehicle). Pentru a completa modul de implicare a dronelor aeriene în conceptul modern numit „agricultură de precizie”, trebuie precizată și noua metodă de utilizare a acestora pentru pulverizarea de la înălțime, peste culturile cu suprafețe mari, a substanțelor de combatere a dăunătorilor sau a substanțelor nutritive. Exemple se pot găsi în trimiterile din prima parte a articolului de pe site-ul (revista on-line) dronele.ro. La o conferință de anul trecut, din luna mai, care a avut ca temă de dezbatere acest domeniu, un participant a declarat, „Nicăieri nu există progrese în tehnologia agricolă care să aibă un impact mai mare și mai rapid decât în viticultură, unde practicile tradiționale de gestionare a podgoriilor se bazează pe cizme pentru mers pe teren printre rânduri și pe inspecția vizuală”. Astăzi, senzorii și dronele sunt în ajutorul podgorenilor, iar „dezvoltarea viitoare constă în detectarea multimodală hiperspectrală și integrată”. Senzorii și dronele furnizează cultivatorilor de struguri date utile și eficiente, cu o implicare importantă și practică în analize și decizii. Rolul și impactul pe care tehnologia dronelor îl joacă în cultivarea strugurilor „este legat de eficiență, adică de creșterea calității strugurilor și a vinului și de un randament care eliberează forța de muncă pentru sarcini mai productive” (sciencedirect.com). Toate acestea sunt cunoscute de majoritatea fermierilro, dar întrebarea la care se caută un răspuns rapid nu mai este dacă senzorii și tehnologia dronelor sunt utile, ci mai ales cum să fie adaptate acestui scop. Este recomandat ca de această problemă să se ocupe, să o studieze și să-i găseacă soluții cercetătorii și oamenii de știință. Profesorul Jan van Aardt, care a primit pentru studiile sale și ale echipei pe care o coordonează o subvenție din partea USDA (vezi prima aparte a articolului), lucrează cu două tehnologii. Cea de bază este utilizarea senzorilor hiperspectrali (instalați pe drone), adică tehnologia cu mai multe canale înguste de culoare, canale adiacente. În declarația profesorului, preluată și de site-ul uavexpertnews.com, se arată că este asigurată astfel „observarea întregului spectru electromagnetic”. Dr. Jan Van Aardt este din Africa de Sud, unde a obținut o diplomă de licență în științe (BS sau BSc, Bachelor of Science, care provine din termenul în latină „baccalaureus scientiae”), cu specializare în biometrie și silvicultură, de la Universitatea din Stellenbosch (Stellenbosch University) din orașul orașul din Africa de Sud al cărui nume îl poartă (Stellenbosch). Pe site-ul rit.edu, la secțiunea academicaffairs, scrie că a urmat apoi studiile pentru masterat și doctorat în silvicultură. A mai lucrat la Universitatea catolică din Leuven (Katholieke Universiteit Leuven), Belgia. A venit în Statele Unite pentru a studia silvicultura și imagistica la Universitatea de Stat și Institutul Politehnic Virginia, cunoscută ca Virginia Tech, care are principalul campus în orașul Blacksburg din statul Virginia. În anul 2008 a ajuns la centrul Chester F. Carlson al universității RIT (Rochester Institute of Technology). După cum a „recunoscut” (a se citi, a declarat) profesorul van Aardt, el este cel „care folosește datele de teledetecție pentru a analiza pădurile” (uavexpertnews.com). Împreună cu specialiștii cu care conlucrează, van Aardt a trecut la cercetări, experimente și teste pe teren. Mai multe zboruri de test cu drone, având sisteme de imagistică de detectare a luminii și hiperspectrale (LiDAR), au fost efectuate peste o podgorie de lângă Lacul Erie*, dintr-o zonă care probabil nu a fost aleasă întâmplător. Din aceleași zone cu viță-de-vie s-au colectat probe de frunze. Într-o imagine de la un zbor cu drona de la începutul lunii septembrie anul trecut, imagine redată și în prima parte a articolului, se observă nivelul mediu de azot din frunzele de viță-de-vie de pe o parcelă în suprafață de un acru (aproximativ 4.000 m²). Pentru experiment, suprafața de viță-de-vie, împărțită în sub-parcele de câte cinci rânduri, „a fost cultivată cu scopul de a fi induse diferite deficiențe de nutrienți”, se precizează în articolul de pe site-ul rit.edu. În imagine sunt reprezentate de cercuri mai mici în diametru sub-blocurile cu deficit de azot. Prin metoda implementată de echipa profesorului Jan van Aardt se pot colecta sute de canale (sau culori), alegându-se apoi doar câteva, de exemplu cele necesare pentru a estima nivelul de azot. Cercetătorii Colegiului de Științe (RIT College of Science) vor folosi informațiile culese ca să creeze în această perioadă algoritmii pentru analiză și, odată cu reluarea sezonului de creștere a viței-de-vie, să fie pregătiți pentru a realiza zboruri regulate. „Vom analiza, de asemenea, cum trebuie să arate parametrii de zbor, în ce perioadă a anului ar trebui efectuate zboruri, cât de des, cât de repede, care ar trebui să fie dimensiunea pixelilor și așa mai departe”, a spus profesorul Jan van Aardt. În final, se dorește proiectarea unei soluții practice pentru ca un podgorean sau un furnizor de servicii din domeniul viticulturii să evalueze mai ușor nutrienții și să ia deciziile optime.

* Lacul Erie este al patrulea cel mai mare (după suprafață) dintre cele cinci mari lacuri din America de Nord (Huron, Michigan, Ontario, Superior și Erie) și al unsprezecelea de pe glob. Este cel mai sudic și cel mai puțin adânc dintre Marile Lacuri. În cel mai adânc punct al său, Lacul Erie are 64 de metri adâncime. Este situat la granița internațională dintre Canada și Statele Unite, țărmul nordic al lacului fiind în provincia canadiană Ontario (care include Peninsula Ontario). În vest, sud și est sunt statele americane Michigan, Ohio, Pennsylvania și New York. În toate zonele limitrofe s-a creat un mediu favorabil agriculturii. Pe malurile Lacului Erie din vestul statului New York este un climat adecvat cultivării strugurilor și aici există mai multe podgorii și vinării (în comitatele Chautauqua și Erie), dar și regiunea canadiană de pe malul nordic a devenit o regiune viticolă importantă. Datorită temperaturilor moderate ale lacului, riscul de îngheț timpuriu este mai puțin probabil, iar sezonul de creștere a viței-de-vie este mai lung. O mare suprafață de teren din partea de sud-est a fost numită Țara sau Ținutul Vinului  (Lake Erie Wine Country). De-a lungul țărmului, pe o lungime de 53 de mile, sunt podgorii, mai mari sau mai mici, și crame care nu seamănă una cu alta.