Diagnosticering af enkelttræer fra oven

Modeller baseret på billeder fra ubemandede luftfartøjer og satellitter kan hjælpe landmænd med at overvåge de enkelte træers sundhed.

Øget dataopløsning gør det muligt at granske individuelle træer på en gård, som sætter landmændene i stand til at handle målrettet. Efterhånden som verdens befolkning vokser, det er afgørende at have forbedrede måder at optimere fødevareproduktionen på. Fjernmålingsteknologier er nøglen til at nå disse mål, give midlerne til at overvåge afgrødes sundhed over store områder.

Forskerne Kasper Johansen og Matthew McCabe ved KAUST's Water Desalination and Reuse Center, med kolleger i Australien, har demonstreret dette potentiale ved hjælp af kombinerede data fra satellit- og ubemandede luftfartøjsflyvninger (UAV) til nøjagtigt at kortlægge tilstanden af ​​macadamiatræer i Queensland.

Macadamianødder er en vigtig eksportvare for Australien, men træerne tager 15 år om at modnes og give deres maksimale udbytte, så landmænd skal tidligt identificere træer, der lider. "I øjeblikket, macadamia landmænd er afhængige af manuel visuel vurdering af hvert træ og dets kunstvandingssystem, hvilket er tidskrævende og ofte inkonsekvent, siger Johansen, "hvorimod UAV og satellit-fjernmåling kunne evaluere tusinder ad gangen."

Holdet studerede tre plantager, der indeholdt træer i forskellige aldre og sorter. Hvert træs helbred blev vurderet af en erfaren agronom ved hjælp af en fem-punkts skala fra fremragende til dårlig stand. Forskerne fløj en UAV hen over stederne for at optage spektrale billeder i grønt, rød og nær-infrarød, og de erhvervede data på tværs af flere spektralbånd fra Worldview-3 jordobservationssatellitten.

Ved at bruge træningsdata fra et par hundrede træer, holdet udviklede modeller, der relaterer de spektrale data til jordmålingerne. Modellerne var derefter i stand til korrekt at klassificere over 98 procent af de andre træer.

Interessant nok, selvom de detaljerede spektre fra Worldview-3 gav de mest nøjagtige modeller for træets sundhed, pixelstørrelsen på 1,2 meter var for grov til at identificere individuelle trækroner, hvilket kun kunne lade sig gøre med de højopløselige UAV-data. Dette fremhæver fordelene ved en kombineret UAV-satellittilgang.

Forskningen havde stor gavn af dens links McCabes forskningsgruppe på KAUST, som fokuserer på fjernmålingsapplikationer til præcisionslandbrug og omfatter relaterede undersøgelser af olivenplantager i Saudi-Arabien.

"Brugen af ​​fjernmåling til præcisionslandbrug, såsom vores undersøgelse, vil forbedre den overordnede praksis for frugthaveforvaltning, produktion og udbytte, siger Johansen. Til gengæld dette vil øge fødevare- og vandsikkerheden."

"Dette arbejde var en del af et samarbejdsprojekt finansieret af den australske regering for at støtte træafgrødeindustrien, specielt til macadamia, mango og avocado plantager, " forklarer Johansen.