Wytrzymały i niezawodny METOS^® Stacje pogodowe są od dziesięcioleci wykorzystywane przez wielu producentów win, jabłek i warzyw na całym świecie.

W miejscach, gdzie konieczne jest nawadnianie, Pessl Instruments zaleca również instalację czujników wilgotności gleby, sprzedawanych pod marką METOS.^® markę, aby zaoszczędzić wodę i koszty. METOS^® sprzęt jest dostarczany z oprogramowaniem do monitorowania danych i procesów decyzyjnych - Klimat pola.

W tym artykule chcemy przedstawić Ci nowy dodatek do Fieldclimate o nazwie Farmview. Dzięki Farmview oferujemy naszym użytkownikom możliwość administrowania polami i strefami upraw, obliczania modeli ewapotranspiracji, zobaczenia nadchodzących stresów wodnych i zarządzania nawadnianiem dla danej uprawy w danych granicach. Ponadto narzędzie FarmView pozwala zobaczyć wpływ nawadniania, pogody i wilgotności gleby za pomocą stacji stacjonarnych i wirtualnych oraz danych satelitarnych.

Skup się na widżetach i mapowaniu

W FarmView postawiliśmy na widżety przeglądowe i mapujące umożliwiające przeglądanie, filtrowanie i sortowanie pól. Jesteśmy przekonani, że takie narzędzia czynią wsparcie decyzyjne bardziej przyjaznym dla użytkownika. Po zdefiniowaniu gospodarstwa, pola, strefy upraw i jej granic, otrzymujesz stronę przeglądową wszystkich stref upraw/pól i ich podstawowych cech. Od tego momentu można łatwo aktualizować lub usuwać strefy upraw, filtrować je i sprawdzać, które z nich są aktywne, a które nie.

Rysunek 1. Przykład strony zarządzania FarmView.

Widget zużycia wody oferuje Ci aktualny stan wody na Twoich polach. Może on być modelowany lub mierzony w zależności od tego, jakie czujniki zainstalowałeś na swoim polu lub jakie stacje wirtualne zakupiłeś. Widżet daje również możliwość nadania priorytetu polom, które wymagają Twojej uwagi. Towarzysząca mapa wyświetla wartości w przestrzeni.

Rysunek 2. Przykład widżetu FarmView wyświetlającego sumę wilgotności gleby w mm oraz widżetu mapującego wyświetlającego względny PAW.

Monitorowanie zużycia wody w uprawach i podejmowanie szczegółowych decyzji dotyczących nawadniania

Niezależnie od tego, jakie czujniki zainstalowałeś lub jakie stacje wirtualne zakupiłeś, FarmView może odpowiedzieć na Twoje pytanie dotyczące wykorzystania wody w uprawach. Za pomocą modułu FarmView Irrimet możesz modelować wilgotność za pomocą swoich czujników deszczu i ewapotranspiracji METOS lub wirtualnych czujników za pomocą prostego modelu bilansu wodnego. Za pomocą narzędzi do pomiaru wilgotności gleby w FarmView mierzy się rzeczywistą ilość wody za pomocą czujnika wilgotności gleby. Wszystkie wyniki mogą być wyświetlane w mm wody lub % Plant Available Water ( PAW). Używając mm, masz możliwość zobaczyć rzeczywisty deficyt wody i w ten sposób łatwo zdecydować o ilości wody potrzebnej do nawadniania.

Jeśli zdecydujesz się na zakup czujników wilgotności gleby o wielu głębokościach, FarmView będzie oferował dodatkową opcję analizy każdej głębokości osobno, również w % lub mm. Kolejną zaletą posiadania czujników wilgotności gleby jest możliwość zsumowania głębokości istotnych dla danej uprawy w danej fazie wzrostu (Rysunek 3).

Algorytm bilansowania wody wykorzystuje ewapotranspirację opartą na metodzie Penmana-Montheitha. Algorytmy są przejrzyste i dobrze opisane w pomocy oprogramowania oraz tutoriale wideo.

Rysunek 3. Przedstawiono wilgotność gleby z czujników wielogłębinowych (poniżej) oraz sumę wilgotności gleby (powyżej) dla różnych etapów głębokości korzeni.

Łącząc powyższe narzędzia z własnym doświadczeniem, decydujesz o terminie i ilości nawadniania w zależności od fazy uprawy. FarmView towarzyszy Ci jeszcze bardziej - podczas wprowadzania i zapisywania ilości nawadniania. Kalendarz przypominający google oferuje możliwość wprowadzania danych dla technologii zraszania, nawadniania punktowego, zalewowego i kroplowego. Następnie jest to natychmiast uwzględniane w obliczeniach zużycia wody w uprawach.

Rysunek 4. Kalendarz Irrimet umożliwiający wprowadzenie regularnych lub pojedynczych zdarzeń nawadniających.

Zwiad z satelitą

Aby jeszcze bardziej zwiększyć funkcjonalność FarmView, zdecydowaliśmy się na pobieranie danych satelitarnych za pomocą Sinergse. Usługi Sentinel-Hub. Zaczęliśmy od optycznych danych Sentinel-2 dostępnych na całym świecie i, zgodnie z przyszłym zapotrzebowaniem, jesteśmy w stanie dodać również dane o wysokiej rozdzielczości (np. Planet Lab) lub dane mikrofalowe do monitorowania wilgotności gleby.

Dużą zaletą danych z satelity Sentinel-2 jest nie tylko, jak często się reklamuje, wysoka rozdzielczość przestrzenna, ale także wysoka rewizytowość. Niektóre obszary świata otrzymują obrazy co trzeci dzień. Wykorzystując te informacje wraz z aktualnymi i historycznymi danymi ze stacji METOS (wykorzystującymi np. skumulowane dni stopni wegetacji (AcGDD) lub opady), możemy dostarczyć Państwu oparte na AI szacunki etapów upraw wymaganych w monitoringu wykorzystania wody w uprawach (jak opisano w poprzednim rozdziale). I odwrotnie, możemy ocenić rodzaj warunków pogodowych podczas różnych etapów uprawy, czy osiągnięto wystarczającą ilość GDD lub jak pogoda mogła wpłynąć na biomasę w różnych latach.

Rysunek 5. Przykładowa sekwencja czasowa biomasy na polu kukurydzy w 2020 roku (górny wykres) wraz z wynikiem bilansu wodnego (środkowy) oraz skumulowanymi dniami wegetacyjnymi i opadami atmosferycznymi nałożonymi na różne fazy uprawy (poniżej). Oczekuje się, że dobrej jakości kukurydza osiągnie wartości LAI do 6.

Następnie dane optyczne Sentinel-2 oraz dane w średniej podczerwieni z początku sezonu są wykorzystywane podczas pobierania próbek dla naszych czujników żywieniowych - Mobilab, jak również dla czujnika roślinności - Dualex.

Kolejną wielką zaletą danych Sentinel-2 jest ich wysoka rozdzielczość przestrzenna wynosząca 10 m, która umożliwia przeglądanie map biomasy, generowanie map zarządzania lub aplikacji, a także pomaga wykryć efekty ekstremalnych zjawisk pogodowych (np. mróz, grad, burze) lub topograficznych (Rysunek 6). Zaleca się sprawdzenie stanu biomasy przed każdą operacją, jeśli jest to oprysk, nawadnianie lub zbiór i ponownie kilka dni po. Gęste serie czasowe w rozległych regionach świata pozwalają na badanie efektów w czasie krótszym niż tydzień i umożliwiają wczesne działanie. Na przykład wykrycie dużej części pola, na którym nie udało się wysiać nasion z powodu stresu związanego z temperaturą lub wilgocią, może zmotywować do ponownego wysiania. Kolejna strona
Przykładem może być błąd w technice nawadniania na trudno dostępnym polu, który może być wykryty w ciągu zaledwie kilku dni jako anomalia we wzroście roślinności monitorowanej przez satelitę.

Rysunek 6. Pole kukurydzy w centralnej Brazylii na przełomie marca i kwietnia 2020 roku. Zmniejszona biomasa w północno-zachodniej części pola jest spowodowana erozją wzgórza. Paski odzwierciedlają tarasy utworzone w celu zablokowania utraty wody.

WNIOSKI i spojrzenie w przyszłość

Usługa FarmView w ramach Fieldclimate łączy istniejący sprzęt i oprogramowanie METOS® z danymi satelitarnymi, aby dostarczyć Ci kompleksowy system monitorowania Twoich pól w przestrzeni i czasie. FarmView oferuje szereg inteligentnych narzędzi i widżetów, które umożliwiają sortowanie pól w oparciu o działania potrzebne do siewu, oprysku, stosowania nawozów, zbiorów lub innych strategii zarządzania.

W tym artykule przedstawiliśmy moduły FarmView do monitorowania zużycia wody w uprawach - Irrimet i Soil moisture - oraz produkty oparte na danych satelitarnych Sentinel-2. Nasze kolejne cele to dostarczenie wyjść w postaci widżetów mapowych z kolorowymi schematami oraz dostarczenie map próbkowania gleby i roślinności Sentinel-2. Kolejne moduły FarmView zostaną wprowadzone w 2021 r. i będą obejmować monitorowanie chorób, mapowanie odżywiania oraz produkty oparte na trackerach.