fbpx

Как цифровые двойники оптимизируют рабочие процессы в сельском хозяйстве?

Применение так называемого “визуального интеллекта” для сельского и лесного хозяйства обеспечивают легкий доступ к цифровым картам полей, лесов или плантаций. В свою очередь, это открывает целый мир возможностей. Кроме того, пользователи могут определять ранние признаки стресса на больших плантациях, создавать точные, готовые к использованию карты борьбы с сорняками и следить за развитием всех процессов с течением времени. В этой статье показано, как “цифровые двойники” полей (садов) оптимизируют рабочие процессы для ключевых видов деятельности в сельском и лесном хозяйстве.

Благодаря новым платформам визуального управления данными создание цифровых двойников сельскохозяйственных активов никогда не было таким простым. Это дает возможность семеноводческим компаниям, университетам, исследовательским институтам и агрохимическим компаниям по всему миру разрабатывать сорта, которые лучше адаптированы к будущему климату и более бережны к окружающей среде. В точном земледелии цифровые двойники могут использоваться для получения практических сведений о бизнесе и снижения эксплуатационных расходов.

Точное земледелие для борьбы с сорняками и внесения удобрений 

В контексте экологической осведомленности, строгих правил и высоких производственных затрат сегодня очень актуальным является внедрение новых технологий точного земледелия. Благодаря цифровым двойникам своих полей фермеры теперь могут применять гербициды только там, где растут сорняки, что приводит к повышению эффективности затрат и соблюдению экологических требований.

Процесс является быстрым и простым после того, как данные были собраны дронами, оснащенными мультиспектральной камерой. Карты контроля сорняков или внесения удобрений могут быть автоматически созданы из цифровой модели поля и переданы на терминал опрыскивателя для внесения модуляции нормы внесения. Недавние испытания на кукурузных полях показали, что количество гербицидов может быть уменьшено до 50%, что приводит к снижению затрат примерно на 30% (включая полет дронов и создание карт рецептов).

Карты предписаний экспортируются на облачный веб-портал, соединяющий машины, поля и операторов, и передаются на опрыскиватели.

Фенотипические операции

Технологии цифровизации расширяют возможности компаний для понимания поведения сельскохозяйственных культур в данной среде, что приводит к выпуску продуктов и решений, которые лучше соответствуют потребностям конечных пользователей. Беспилотные воздушные системы нового поколения (БПЛА или дроны) и другие новые датчики, связанные со сложной аналитикой изображений, революционизируют исследования в области науки о растениях и всю сельскохозяйственную отрасль, предоставляя данные фенотипирования на основе растений и, следовательно, лучшее понимание того, как семена работают в поле.

Различные аналитические данные, применяемые к цифровым двойникам экспериментальных полей, могут использоваться для измерения признаков в течение всего сезона урожая с точностью до сантиметра, например, для оценки количества растений, измерения здоровья растений и высоты растений, характеристики цветения, извлечения скорости созревания или картирования части растений земля, покрытой зеленой растительностью.

Стандартизация данных программ полевых исследований

При визуализации и управлении в облаке цифровые двойники обеспечивают легкий доступ к данным в любое время и в любом месте. Такое сотрудничество вокруг цифровых двойников помогает исследовательским компаниям оптимизировать и стандартизировать свои полевые исследования с использованием дронов и, в конечном итоге, еще больше ускорить свои программы по разработке новых решений для сельскохозяйственного рынка.

Так, например, компания BASF, ежегодно проводит несколько тысяч исследовательских испытаний на сельскохозяйственных станциях по всему миру для измерения характеристик продукции в различных полевых и климатических условиях. Недавно компания представила дроны, оснащенные мультиспектральными датчиками для автоматизации и оптимизации сбора полевых данных, что позволяет в режиме реального времени получать информацию о том, как растения реагируют на изменения условий окружающей среды. Благодаря соглашению, подписанному в 2020г. с Delair, BASF теперь может создавать цифровых двойников своих исследовательских областей, а также наносить на карту и анализировать гектары участков на всех испытательных участках. Облачная платформа позволяет полевым агрономам автоматически векторизовать, а также делать географическую привязку микропрограмм и генерировать биологические данные и поведение сельскохозяйственных культур для каждого участка. Платформа визуального интеллекта Delair предоставит BASF доступ к стандартизированной и централизованной системе для управления ее исследовательскими проектами с использованием дронов во всем мире. «Как сельскохозяйственная компания, ориентированная на исследования, мы хотим использовать весь потенциал цифровизации для ускорения инноваций. Партнерство с Delair поможет нам глубже понять наблюдаемые культуры и окружающую их среду, а также сократить время вывода на рынок новых продуктов », — заявила Грета де Бот, менеджер по сенсорному фенотипированию семян и признаков в BASF.

Управление садовыми хозяйствами

Проблемы с управлением садовыми хозяйствами очень похожи. Цифровые двойники плантации повышают как продуктивность, так и рациональное использование сельскохозяйственных культур, а также помогают быстро реагировать на санитарные проблемы.

Карты разведки, количество деревьев и высота растений — это лишь некоторые из ключевых показателей, которые можно извлечь из цифровой модели. Цифровые двойники также обеспечивают регулярную и подробную инвентаризацию насаждений как на уровне поля, так и на уровне отдельных деревьев. Раннее предупреждение о стрессах или заболеваниях с помощью аналитических программ открывает новые способы ведения полевых работ и помогает оптимизировать такие вводимые ресурсы, как вода, удобрения и химикаты.

Одна из отраслей, которая уже ощутила значительное воздействие, — это плантации пальмового масла и каучуковых деревьев в Африке и Азии

«Алгоритмы, ориентированные на сельское хозяйство, автоматически генерируют карты и данные для обмена в Интернете из изображений, снятых в поле. Это решение помогает компании Michelin улучшить рациональное использование натурального каучука на протяжении всей цепочки создания добавленной стоимости », — рассказывает Грегори Лестургез, агроном Департамента плантаций Michelin.

Инвентаризация лесного хозяйства

Знание и регулярный мониторинг характеристик лесных угодий — ключ к эффективному и ответственному управлению ими. С решениями для визуального управления данными никогда не было так просто создать и обновить цифрового двойника леса и, используя эту цифровую копию, оптимизировать каждый этап владения лесными угодьями. Это включает в себя картографирование и анализ ГИС, планирование управления лесным хозяйством, инвентаризацию и планирование лесозаготовок или мониторинг запасов древесины. С экологической точки зрения цифровая модель леса играет важную роль в понимании и мониторинге воздействия засухи и болезней на деревья. На цифровом двойнике лесных угодий, например, можно еще эффективнее проводить диагностику состояния здоровья, обнаруживая мертвые деревья и проблемные участки, или для получения раннего предупреждения о заболеваниях с помощью комбинации данных со спутника (макросъемка) и данных с дрона (подробная диагностика). Благодаря такому пониманию легче снизить риски и спланировать операции по реплантации. Кроме того, автоматизированные измерения количества древесины, такой как лесная биомасса, срубленная или упавшая древесина, также делают цифрового двойника очень эффективным инструментом для оценки и оценки углеродного баланса лесных угодий.

Так, всего за несколько часов теперь можно нанести на карту и оценить более 300 га территории, при этом увеличив продуктивность на 50% в общей оценке характеристик леса.