Проекты участников финального этапа НТТМ-2017

← К списку проектов

Проект
Интеллектуальная система мониторинга получения оперативных данных для нужд точного земледелия
НТТМ-2017-1858 | Категория II

Автор:

Бочкарев Дмитрий Владимирович

Бражников Артем Максимович

Трактирова Анна Сергеевна

Хацкевич Анастасия Сергеевна

Ключникова Мария Алексеевна

Научный руководитель:
Сусарев Сергей Васильевич, Мочалкин Александр Николаевич
Организация:
Самарский государственный технический университет,
Самарская область, Самара
Цель работы
Основной целью интеллектуальной системы мониторинга получения оперативных данных для нужд точного земледелия является дистанционный контроль и управление факторами определяющими эффективность производства зерновых культур.
При дистанционном контроле получают данные о готовности земель к посевным работам, данные о ходе роста растений.
Управление факторами, определяющими эффективность производства,заключается в прогнозировании показателей эффективности производства (общий валовый сбор, урожайность с га) и заключается в своевременном выявлении производственных рисков (появления вредителей, болезней растений, засоленности почв и т.д.).
Обзор предметной области
При разработке интеллектуальной системы мониторинга получения оперативных данных для нужд точного земледелия применялась
трехуровневая система мониторинга с возможностью фотосъёмки в различных спектральных диапазонах, позволяющая использовать авиа и космические снимки для картографирования и идентификации типов растительности и их стрессового состояния. Для работы со спектральной информацией использовались «индексные» изображения на основе комбинации значений яркости в определенных каналах и информативных для различных видов культур.
Система работает в реальном времени и включает три уровня мониторинга состояния полей:
уровень 1 – оптико-электронные сенсоры отечественных и зарубежных комических аппаратов, обеспечивающие получение информации дистанционного зондирования (ДЗЗ) в заданных спектральных диапазонах с требуемой периодичностью и разрешением на местности;
уровень 2 – оптико-электронные сенсоры отечественных беспилотных летательных аппаратов, функционирующих на высотах до 1 км, которые обеспечивают сверхвысокое разрешение в различных спектральных диапазонах и точность привязки снимков к местности до 5 см;
уровень 3 – эталонные полевые бесконтактные измерения, осуществляемые прецизионной гиперспектральной аппаратурой, стационарными и мобильными датчиками (устанавливаемые на рабочие органы почвообрабатывающих машин и агрегатов).
Спектральные индексы, используемые для анализа и оценки состояния растительности, носят общепринятое название вегетационных индексов.
В системе используется экспертная оценка индекса развития биомассы во времени (NDVI — Normalized Difference Vegetation Index — нормализованный относительный (разностный) вегетационный индекс), которая производится путем обработки и последующего анализа мультиспектральных аэрофотоснимков посевов для выделения биофизических параметров культуры.
Предлагаемые технологические решения позволяют выполнять работы в автономном режиме, агрегировать полученные данные и предоставлять пользователю оперативную картографическую информацию в высоком качестве (разрешении) для выработки и принятия управленческих решений.
Так для получения подробной карты полей пользователю достаточно сформировать задание – отметить в программе необходимую область, и выгрузить план облета в беспилотные летательные аппараты — далее выполнение задач происходит полностью в автоматическом режиме и не требует ручного управления аппаратами.
На выходе пользователь получает актуальные карты посевов высокого разрешения (в том числе гиперспектральные снимки) на основании которых можно оценивать ход работ, состояние посевов, будущую урожайность и принимать оперативные решения по выборочной обработке проблемных участков.
Описание результатов проекта
Разработаны общие принципы, структура построения интеллектуальной системы мониторинга получения оперативных данных для нужд точного земледелия и разработан сервис по использованию системы информационного обеспечения сельскохозяйственных производителей оперативными данными для контроля и управления производственными процессами и организации системы точного земледелия («Умное поле»).
Основными преимуществами разрабатываемой системы являются:
- Повышение урожайности с одновременным повышением качества урожая за счет устранения почвенных деградационных проявлений на основе технологии оперативного мониторинга полей и своевременного предоставления информации для нужд управления;
- Снижение техногенного воздействия на окружающую среду и биосферу земли за счет адресного подхода к внесению точно отмеренных доз удобрений на основе измерения развития посевов индексов и организации системы точного земледелия;
- Снижение затрат и повышение их окупаемости в хозяйствах за счет использования передовых IT-систем и импортозамещающих решений.
Описание применимости
Разработанные принципы построения интеллектуальной системы мониторинга получения оперативных данных для нужд точного земледелия нашли применение на ООО НПК «Сетецентрические Платформы». Был разработан интеллектуальный портал планирования и управления сельскохозяйственным производством. http://network-centric.ru/products/smartfield/
Дальнейшее развитие проекта
Дальнейшее развитие системы заключается не только в получении оперативных данных для нужд точного земледелия, но и в управлении производственным циклом, интеграции с техническими ресурсами предприятия, которые взаимодействуют между собой в общей информационной среде и способны к автономному выполнению технологических работ. Разработка такой системы является наиболее значимым направлением развития отрасли сельского хозяйства на десятилетия

Информация предоставлена участником конкурса. Организаторы конкурса не несут ответственности за содержание информации о проекте.

← К списку проектов




Список всех проектов финального этапа с датами защиты

 

© Всероссийский конкурс научно-технического творчества молодежи НТТМ