fbpx

Як цифрові двійники оптимізують робочі процеси в сільському господарстві?

Застосування так званого “візуального інтелекту” для сільського та лісового господарства забезпечують легкий доступ до цифрових картах полів, лісів або плантацій. У свою чергу, це відкриває цілий світ можливостей. Крім того, користувачі можуть визначати ранні ознаки стресу на великих плантаціях, створювати точні, готові до використання карти боротьби з бур’янами і стежити за розвитком усіх процесів з плином часу. У цій статті показано, як “цифрові двійники” полів (садів) оптимізують робочі процеси для ключових видів діяльності в сільському і лісовому господарстві.

Завдяки новим платформам візуального управління даними створення цифрових двійників сільськогосподарських активів ніколи не було таким простим. Це дає можливість насінницьким компаніям, університетам, дослідницьким інститутам і агрохімічними компаніям по всьому світу розробляти сорти, які краще адаптовані до майбутнього клімату і більш дбайливі до навколишнього середовища. В точному землеробстві цифрові двійники можуть використовуватися для отримання практичних відомостей про бізнес і зниження експлуатаційних витрат.

Точне землеробство для боротьби з бур’янами та внесення добрив 

В контексті екологічної обізнаності, строгих правил і високих виробничих витрат сьогодні дуже актуальним є впровадження нових технологій точного землеробства. Завдяки цифровим двійникам своїх полів фермери тепер можуть застосовувати гербіциди тільки там, де ростуть бур’яни, що призводить до підвищення ефективності витрат і дотримання екологічних вимог.

Процес є швидким та простим після того, як дані були зібрані дронамі, оснащеними мультиспектрального камерою. Карти контролю бур’янів або внесення добрив можуть бути автоматично створені з цифрової моделі поля і передані на термінал обприскувача для внесення модуляції норми внесення. Недавні випробування на кукурудзяних полях показали, що кількість гербіцидів може бути зменшено до 50%, що призводить до зниження витрат приблизно на 30% (включаючи політ дронів і створення карт рецептів).

Карти приписів експортуються на хмарний веб-портал, який з’єднує машини, поля і операторів, і передаються на обприскувачі. Тож, обладнання для точного землеробства стає в нагоді ще більше.

Фенотипічні операції

Технології цифровізації розширюють можливості компаній для розуміння поведінки сільськогосподарських культур в даному середовищі, що призводить до випуску продуктів і рішень, які краще відповідають потребам кінцевих користувачів. Безпілотні повітряні системи нового покоління (БПЛА або дрони) та інші нові датчики, пов’язані зі складною аналітикою зображень, революціонізує дослідження в області науки про рослини і всю сільськогосподарську галузь, надаючи дані фенотипування на основі рослин і, отже, краще розуміння того, як насіння працюють у полі.

 

Різні аналітичні дані, що застосовуються до цифрових двійникам експериментальних полів, можуть використовуватися для вимірювання ознак протягом усього сезону врожаю з точністю до сантиметра, наприклад, для оцінки кількості рослин, вимірювання здоров’я рослин і висоти рослин, характеристики цвітіння, вилучення швидкості дозрівання або картування частини рослин земля, покритої зеленою рослинністю.

Стандартизація даних програм польових досліджень

При візуалізації і управлінні в хмарі цифрові двійники забезпечують легкий доступ до даних в будь-який час і в будь-якому місці. Така співпраця навколо цифрових двійників допомагає дослідницьким компаніям оптимізувати і стандартизувати свої польові дослідження з використанням дронів і, в кінцевому підсумку, ще більше прискорити свої програми по розробці нових рішень для сільськогосподарського ринку.

 

Так, наприклад, компанія BASF, щорічно проводить кілька тисяч дослідних випробувань на сільськогосподарських станціях по всьому світу для вимірювання характеристик продукції в різних польових і кліматичних умовах. Нещодавно компанія представила дрони, оснащені мультиспектрального датчиками для автоматизації та оптимізації збору польових даних, що дозволяє в режимі реального часу отримувати інформацію про те, як рослини реагують на зміни умов навколишнього середовища.

Завдяки угоді, підписаній в 2020 р. з Delair, BASF тепер може створювати цифрових двійників своїх дослідницьких областей, а також наносити на карту і аналізувати гектари ділянок на всіх випробувальних ділянках. Хмарна платформа дозволяє польовим агрономам автоматично векторизовать, а також робити географічну прив’язку мікропрограм і генерувати біологічні дані та поведінку сільськогосподарських культур для кожної ділянки. Платформа візуального інтелекту Delair надасть BASF доступ до стандартизованої і централізованій системі для управління її дослідними проектами з використанням дронів у всьому світі. «Як сільськогосподарська компанія, орієнтована на дослідження, ми хочемо використовувати весь потенціал цифровізації для прискорення інновацій. Партнерство з Delair допоможе нам глибше зрозуміти спостережувані культури і їх навколишнє середовище, а також скоротити час виведення на ринок нових продуктів », – заявила Грета де Бот, менеджер по сенсорному фенотипування насіння і ознак в BASF.

Управління садовими господарствами

Проблеми з керуванням садовими господарствами дуже схожі. Цифрові двійники плантації підвищують як продуктивність, так і раціональне використання сільськогосподарських культур, а також допомагають швидко реагувати на санітарні проблеми.

Карти розвідки, кількість дерев і висота рослин – це лише деякі з ключових показників, які можна отримати з цифрової моделі. Цифрові двійники також забезпечують регулярну і детальну інвентаризацію насаджень як на рівні поля, так і на рівні окремих дерев. Раннє попередження про стреси або захворюваннях за допомогою аналітичних програм відкриває нові способи ведення польових робіт і допомагає оптимізувати такі вводяться ресурси, як вода, добрива та хімікати.

Одна з галузей, яка вже відчула значний вплив, – це плантації пальмової олії і каучукових дерев в Африці іАзії. 

«Алгоритми, орієнтовані на сільське господарство, автоматично генерують карти і дані для обміну в Інтернеті з зображень, знятих в поле. Це рішення допомагає компанії Michelin поліпшити раціональне використання натурального каучуку протягом всього ланцюжка створення доданої вартості », – розповідає Грегорі Лестургез, агроном Департаменту плантацій Michelin.

Інвентаризація лісового господарства

Знання і регулярний моніторинг характеристик лісових угідь – ключ до ефективного і відповідального управління ними. З рішеннями для візуального управління даними ніколи не було так просто створити і оновити цифрового двійника лісу і, використовуючи цю цифрову копію, оптимізувати кожен етап володіння лісовими угіддями. Це включає в себе картографування і аналіз ГІС, планування управління лісовим господарством, інвентаризацію та планування лісозаготівель або моніторинг запасів деревини. З екологічної точки зору цифрова модель лісу грає важливу роль в розумінні і моніторингу впливу посухи та хвороб на дерева. На цифровому двійнику лісових угідь, наприклад, можна ще ефективніше проводити діагностику стану здоров’я, виявляючи мертві дерева і проблемні ділянки, або для отримання раннього попередження про захворювання за допомогою комбінації даних з супутника (макрозйомка) і даних з дрона (детальна діагностика). Завдяки такому розумінню легше знизити ризики і спланувати операції з реплантації. Крім того, автоматизовані вимірювання кількості деревини, такої як лісова біомаса, зрубана або впала деревина, також роблять цифрового двійника дуже ефективним інструментом для оцінки та оцінки вуглецевого балансу лісових угідь.

Так, всього за кілька годин тепер можна нанести на карту і оцінити більше 300 га території, при цьому збільшивши продуктивність на 50% в загальній оцінці характеристик лісу.