Прочный и надежный METOS^® Погодные станции используются многими виноградарями, яблоневодами и овощеводами по всему миру на протяжении десятилетий.

Там, где необходим полив, Pessl Instruments также рекомендует устанавливать датчики влажности почвы, продаваемые под маркой METOS.^® торговой марки, для экономии воды и затрат. METOS^® оборудование поставляется с программным решением для мониторинга данных и принятия решений -. Полевой климат.

В этой статье мы хотим познакомить вас с новым дополнением Fieldclimate под названием Farmview. С помощью Farmview мы предлагаем нашим пользователям возможность администрировать поля и зоны сельскохозяйственных культур, рассчитывать модели эвапотранспирации, видеть предстоящие водные нагрузки и управлять орошением для данной культуры в заданных границах. Кроме того, инструмент FarmView позволяет увидеть влияние орошения, погоды и влажности почвы с помощью стационарных и виртуальных станций, а также спутниковых данных.

Сосредоточьтесь на виджетах и картографии

В FarmView мы сделали ставку на обзорные виджеты и виджеты отображения, позволяющие просматривать, фильтровать и сортировать поля. Мы убеждены, что такие инструменты делают поддержку принятия решений более удобной для пользователя. После определения вашей фермы, поля, зоны посевов и ее границ вы получаете обзорную страницу всех зон/полей посевов и их основных характеристик. Отсюда вы можете легко обновлять или удалять зоны посевов, фильтровать их и видеть, какие из них активны, а какие нет.

Рисунок 1. Пример страницы управления FarmView.

Виджет водопотребления предлагает вам актуальную информацию о состоянии воды на ваших полях. Это может быть смоделировано или измерено в зависимости от того, какие датчики вы установили на своем поле или какие виртуальные станции вы приобрели. Виджет также дает возможность определить приоритетность полей, требующих вашего внимания. Сопровождающая карта отображает значения в пространстве.

Рисунок 2. Пример виджета FarmView, отображающего сумму влажности почвы в мм, и виджета картографии, отображающего относительную ПАВ.

Контролируйте использование воды культурами и принимайте детальные решения по орошению

Независимо от того, какие датчики вы установили или какие виртуальные станции приобрели, FarmView может ответить на ваш вопрос о водопотреблении сельскохозяйственных культур. С помощью модуля FarmView Irrimet вы можете моделировать влажность с помощью датчиков дождя и эвапотранспирации METOS или виртуальных датчиков, используя простую модель водного баланса. Используя инструменты влажности почвы в FarmView, вы измеряете фактическую влажность с помощью датчика влажности почвы. Все результаты могут быть отображены в мм воды или % доступной для растений воды (PAW). Используя мм, вы можете увидеть фактический дефицит воды и, таким образом, легко принять решение о количестве воды, необходимой для полива.

Если вы решите приобрести датчики влажности почвы с несколькими глубинами, FarmView предложит дополнительную возможность анализа каждой глубины отдельно, опять же в % или мм. Еще одним плюсом наличия датчиков влажности почвы является то, что вы можете суммировать глубины, соответствующие вашей культуре на данной стадии роста (Рисунок 3).

Алгоритм балансировки водного баланса использует эвапотранспирацию на основе Пенмана-Монтейта. Алгоритмы прозрачны и хорошо описаны в справке к программному обеспечению и видеоуроки.

Рисунок 3. Влажность почвы, полученная с помощью датчиков на разных глубинах (внизу), и сумма влажности почвы (вверху) показаны для разных стадий глубины залегания корней.

Сочетая вышеперечисленные инструменты с вашим опытом, вы принимаете решение о времени и количестве полива в соответствии с конкретной стадией развития культуры. FarmView сопровождает вас и дальше - при вводе и сохранении количества полива. Google-календарь предлагает функции ввода данных для дождевальных, поворотных, заливочных и капельных технологий. Все это сразу же учитывается при расчете водопотребления сельскохозяйственных культур.

Рисунок 4. Календарь Irrimet, позволяющий вводить регулярные или единичные события орошения.

Разведка со спутника

Для дальнейшего расширения функциональных возможностей FarmView мы решили использовать спутниковые данные с помощью Sinergse. Услуги Sentinel-Hub. Мы начали с оптических данных Sentinel-2, доступных во всем мире, и, в соответствии с будущими потребностями, мы можем также добавить данные высокого разрешения (например, Planet Lab) или микроволновые данные для мониторинга влажности почвы.

Большим преимуществом данных спутника Sentinel-2 является не только, как часто рекламируется, высокое пространственное разрешение, но и высокая повторяемость. Некоторые районы мира получают снимки каждый третий день. Используя эту информацию вместе с текущими и историческими данными станции METOS (например, накопленный вегетационный градусо-день (AcGDD) или количество осадков), мы можем предоставить вам основанные на ИИ оценки стадий развития культур, необходимые для мониторинга водопотребления сельскохозяйственных культур (как описано в предыдущей главе). И наоборот, мы можем судить о типе погодных условий во время различных стадий культуры, о том, было ли достигнуто достаточное количество GDD или как погода могла повлиять на биомассу в разные годы.

Рисунок 5. Пример временного ряда биомассы на кукурузном поле в 2020 году (верхний график) вместе с балансом воды (средний) и накопленными днями вегетации и осадками, наложенными на различные стадии развития культуры (внизу). Ожидается, что кукуруза хорошего качества достигнет значений LAI до 6.

Далее, оптические и среднеинфракрасные данные Sentinel-2, полученные в начале сезона, используются во время отбора проб для наших датчиков питания - Mobilab, а также для датчика растительности - Dualex.

Еще одним большим преимуществом данных Sentinel-2 является высокое пространственное разрешение (10 м), позволяющее просматривать карты биомассы, создавать карты управления или применения, и, наконец, что не менее важно, позволяющее обнаружить влияние экстремальных погодных явлений (например, заморозки, град, бури) или рельефа местности (рис. 6). Рекомендуется проверять состояние биомассы перед каждой операцией, будь то опрыскивание, орошение или сбор урожая, а также через несколько дней после нее. Плотные временные ряды в обширных регионах мира позволяют изучать эффекты менее чем за неделю и дают возможность действовать на ранней стадии. Например, обнаружение большой части поля, где посев не удался из-за температурного или влажностного стресса, может побудить вас к повторному посеву. Еще один
Примером может быть нарушение техники орошения на труднодоступном поле, которое может быть обнаружено всего за несколько дней как аномалия в росте растительности, отслеживаемой со спутника.

Рисунок 6. Кукурузное поле в центральной Бразилии в конце марта - начале апреля 2020 года. Снижение биомассы в северо-западной части поля связано с эрозией холма. Полосы отражают террасы, созданные для предотвращения потери воды.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ и взгляд в будущее

Сервис FarmView в рамках Fieldclimate объединяет существующее оборудование и программное обеспечение METOS® со спутниковыми данными, чтобы предоставить вам комплексную систему мониторинга ваших полей в пространстве и времени. FarmView предлагает вам ряд интеллектуальных инструментов и виджетов, которые позволяют сортировать ваши поля на основе действий, необходимых для посева, опрыскивания, внесения удобрений, сбора урожая или других стратегий управления.

В этой статье мы представили модули FarmView для мониторинга водопотребления сельскохозяйственных культур - Irrimet и Soil moisture - и продукты на основе спутниковых данных Sentinel-2. Наши следующие цели - предоставить выходные данные в виде картографических виджетов с красочными схемами и предоставить карты отбора проб почвы и растительности Sentinel-2. Следующие модули FarmView будут представлены в 2021 году и будут включать мониторинг заболеваний, картирование питания и продукты на основе трекеров.