РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРИМЕНЕНИЯ БПЛА ДЛЯ АНАЛИЗА КАЧЕСТВЕННОГО СОСТОЯНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ САХАЛИНСКОЙ ОБЛАСТИ

  • Svetlana V. Abramova Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сахалинский государственный университет» http://orcid.org/0000-0002-9863-5287
  • Evgeniy N. Boyarov Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сахалинский государственный университет» http://orcid.org/0000-0001-7283-1872
  • Andrey Yu. Sobolev Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сахалинский государственный университет»
Ключевые слова: беспилотные летательные аппараты, экологический мониторинг, сельскохозяйственные угодья, датчики, анализ данных, агротехнические мероприятия, рекомендации

Аннотация

Обоснование. Оценка качественного состояния сельскохозяйственных угодий является важнейшей составляющей в сфере аграрного управления и экологического контроля и представляет собой перманентную научную проблему. Применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) с набором датчиков для такой оценки позволяет оперативно получать актуальную и достоверную информацию объективного контроля, что дает возможность существенно повысить качество выводов и разработать рекомендации по улучшению управления земельными ресурсами и устойчивому развитию сельскохозяйственных угодий.

Цель. Разработка методики использования БПЛА для оценки качественного состояния сельскохозяйственных угодий Сахалинской области для ее применения в оптимизации агротехнических практик.

Материалы и методы. В отдельных зонах сельскохозяйственного назначения Сахалинской области дистанционными методами была проведена оценка качественного состояния. С помощью набора датчиков, расположенных на БПЛА, определяли качество воздуха, температуру, влажность, уровень пыли.

Результаты. Показано, что применение БПЛА в сельском хозяйстве Сахалинской области предоставляет широкие возможности для мониторинга сельскохозяйственных показателей, позволяя создать компактную и гибкую систему сбора данных за счет подключения и интеграции различных датчиков, что дает возможность создания масштабируемой системы. Впервые разработана модель применения БПЛА для экологического мониторинга сельскохозяйственных угодий Сахалинской области, важным элементом которой является авторский интерфейс, позволяющий обрабатывать в реальном времени показания датчиков и хранить их в специализированной базе данных. С целью реализации модели разработана и апробирована авторская методика использования БПЛА для оценки качественного состояния сельскохозяйственных угодий в Сахалинской области.

Заключение. Полученные результаты подтвердили эффективность данного подхода для сбора первичных данных экологического. Выбор подходящих БПЛА и датчиков, точный сбор и анализ данных, а также выработка научно обоснованных рекомендаций предоставили основу для построения модели применение БПЛА для экологического мониторинга сельскохозяйственных угодий Сахалинской области. Разработанную модель можно считать прототипом системы комплексного мониторинга, которая может быть масштабируемой за счет изменения набора используемых датчиков.

Информация о спонсорстве. Исследование выполнено при поддержке Правительства Сахалинской области в ходе реализации научного проекта в рамках грантовых исследований молодых ученых «Проведение экологического мониторинга сельскохозяйственных угодий Сахалинской области с использованием беспилотного летательного аппарата».

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Svetlana V. Abramova, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сахалинский государственный университет»

д.п.н., доцент, заведующий кафедрой безопасности жизнедеятельности, Академик Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности

Evgeniy N. Boyarov, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сахалинский государственный университет»

д.п.н., доцент, профессор кафедры безопасности жизнедеятельности, Академик Международной академии наук экологии и безопасности жизнедеятельности

Andrey Yu. Sobolev, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Сахалинский государственный университет»

к.п.н., доцент кафедры безопасности жизнедеятельности

Литература

Список литературы

Абрамова С. В., Бояров Е. Н., Купцова О. В., Двойнова Н. Ф. Риск-ориентированная модель природопользования в условиях заказника «Долинский» Сахалинской области // Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). 2023. Т. 28, № 2. С. 89-103. https://doi.org/10.33764/2411-1759-2023-28-2-89-103

Агродроны // ГЕОМИР. URL: https://www.geomir. ru/publikatsii/agrodrony/ (дата обращения: 05.08.2023)

Бидак Э.В. Преимущества использования БПЛА в сельском хозяйстве / Э. В. Бидак, А. Р. Мевша, Д. В. Пода // Новая наука: история становления, современное состояние, перспективы развития: сборник статей Международной научно-практической конференции, Волгоград, 18 ноября 2017 года. Часть 3. Волгоград: ОМЕГА САЙНС, 2017. С. 197-200.

Бочаров К.О. Применение дронов в сельском хозяйстве // Наука без границ. 2021. №6 (58). С. 88-94.

Купреева Е.Н. Технология применения беспилотных систем в геодезических исследованиях, возможности и преимущества // Каталог научных и инновационных разработок ФГБОУ ВО "Омский государственный аграрный университет им. П.А. Столыпина": Сборник материалов по итогам учебной, научно-исследовательской и практической деятельности. Омск: Омский государственный аграрный университет имени П.А. Столыпина, 2023. С. 215-221.

Курносенко Д. В. Применение беспилотных летательных аппаратов в качестве средств мониторинга земель сельскохозяйственного назначения // Инновационные тенденции развития российской науки: Материалы XII Международной научно-практической конференции молодых ученых, Красноярск, 08–09 апреля 2019 года / Красноярский государственный аграрный университет. Часть I. Красноярск: Красноярский государственный аграрный университет, 2019. С. 237-240.

Курченко Н.Ю. Использование БПЛА в сельском хозяйстве / Н. Ю. Курченко, В. В. Бовш // Вектор современной науки: Сборник тезисов по материалам Международной научно-практической конференции студентов и молодых ученых, Краснодар, 15 ноября 2022 года. Краснодар: Кубанский государственный аграрный университет имени И.Т. Трубилина, 2022. С. 848-849.

Морозова Н. В. Мониторинг земельных ресурсов. Методика сбора информации при осуществлении мониторинга // E-Scio. 2020. № 4(43). С. 342-347.

Ознамец В.В. Пространственная съемка и моделирование с использованием беспилотных летательных аппаратов // Образовательные ресурсы и технологии. 2020. № 1(30). С. 83-91. https://doi.org/10.21777/2500-2112-2020-1-83-91

Пермяков Д.С. Перспективы использования БПЛА в сельском хозяйстве / Д. С. Пермяков, А. Г. Носков // Инновационные технологии в науке и образовании (Конференция "ИТНО 2022"): Сборник научных трудов Х Юбилейной международной научно-практической конференции, с. Дивноморское, 26 сентября – 02 2022 года / Редколлегия: Ю.Ф. Лачуга [и др.]. Ростов-на-Дону: ДГТУ-ПРИНТ, 2022. С. 240-244. https://doi.org/10.23947/itse.2022.240-244

Сравнительный анализ параметров БПЛА для сельского хозяйства / В. Ю. Микайлов, Е. А. Грика, В. В. Тихоновский, Н. Е. Сацкевич // Состояние и инновации технического сервиса машин и оборудования : Материалы XIV международной научно-практической конференции, посвященной памяти доцента М.А. Анфиногенова, Новосибирск, 10-11 ноября 2022 года. Новосибирск: Издательский центр Новосибирского государственного аграрного университета "Золотой колос", 2022. С. 147-150.

Точное земледелие как один из аспектов цифровизации сельского хозяйства / С. В. Шайтура, А. В. Коломейцев, И. И. Позняк [и др.] // Вестник Курской государственной сельскохозяйственной академии. 2022. № 3. С. 161-166.

Хорош И.А. Возможности применения беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве / И. А. Хорош, Д. В. Курносенко // Актуальные проблемы аграрной науки: прикладные и исследовательские аспекты : сборник научных трудов II Всероссийской (национальной) научно-практической конференции, Нальчик, 10-11 февраля 2022 года. Нальчик: Кабардино-Балкарский государственный аграрный университет имени В.М. Кокова, 2022. С. 173-176.

Чекусов М. С. Применение БПЛА в цифровом сельском хозяйстве / М. С. Чекусов, А. А. Кем, А. Н. Шмидт // Информационные технологии, системы и приборы в АПК. АГРОИНФО-2021: Материалы 8-й Международной научно-практической конференции, р.п. Краснообск, 21–22 октября 2021 года / под ред. В.В. Альта. Новосибирск-Краснообск: Сибирский федеральный научный центр агробиотехнологий Российской академии наук, 2021. С. 363-365. https://doi.org/10.26898/agroinfo-2021-363-365

Юдина Н.П. Применение БПЛА в сельском хозяйстве / Н. П. Юдина, Е. С. Юрова // Территория инноваций. 2016. № 3. С. 39-44.

Agriculture 4.0: Agriculture and Environment Monitoring // electronicsforu. URL: https://www.electronicsforu.com/technology-trends/tech-focus/agriculture-4-environment-monitoring (дата обращения: 05.06.2023).

Bongiovanni R., Lowenberg-DeBoer J. Precision agriculture and sustainability // Precis. Agric. 2004. Vol. 5. P. 359–387. https://doi.org/10.1023/B:PRAG.0000040806.39604.aa

FAO, 2017. Drone for agriculture. URL: http://www.fao.org/policy-support/tools-and-publications/resources-details/en/c/1234537 (дата обращения: 05.08.2023).

Paul K.K., Roy J.D., Sarkar S. Using UAV and Deep Learning A Systematic Review // Internet of Things Robotic and Drone Technology. 2021. https://doi.org/10.1201/9781003181613-1

Tsouros D.C, Bibi S., Sarigiannidis P.G. A review on UAV- based applications for precision agriculture // Information. 2019. Vol. 10, 349. https://doi.org/10.3390/info10110349

Vermesan O., Bahr R., Ottella M., Serrano M., Karlsen T., Wahlstrøm T., Sand H.E., Ashwathnarayan M., Gamba M.T. Internet of Robotic Things Intelligent Connectivity and Platforms // Frontiers in Robotics and AI. 2020. Vol. 7, 104. https://doi.org/10.3389/frobt.2020.00104

References

Abramova S.V., Boyarov E.N., Kupcova O.V., Dvoynova N.F. Risk-orientirovannaya model' prirodopol'zovaniya v usloviyah zakaznika «Dolinskij» Sahalinskoj oblasti [Risk-oriented model of nature management in the conditions of the Dolinsky Nature Reserve of the Sakhalin region]. Vestnik Sibirskogo gosudarstvennogo universiteta geosistem i tekhnologij, 2023, vol. 28, no. 2, pp. 89-103.

Agrodrony [Agrodrons]. https://www.geomir.ru/publikatsii/agrodrony/

Bidak E. V., Mevsha A. R., Poda D. V. Preimushchestva ispol'zovaniya BPLA v sel'skom hozyajstve [Advantages of using UAVs in agriculture]. New science: history of formation, current state, prospects of development: a collection of articles of the International Scientific and Practical Conference, Volgograd, November 18, 2017. Volgograd: OMEGA SAJNS, 2017, pp. 197-200.

Bocharov K.O. Primenenie dronov v sel'skom hozyajstve [The use of drones in agriculture]. Nauka bez granits, 2021, vol. 6 (58), pp. 88-94.

Kupreeva E.N. Tekhnologiya primeneniya bespilotnyh sistem v geodezicheskih issledovaniyah, vozmozhnosti i preimushchestva [Technology of application of unmanned systems in geodetic research, opportunities and advantages]. Catalog of scientific and innovative developments of Omsk State Agrarian University named after P.A. Stolypin: Collection of materials on the results of educational, research and practical activities. Omsk, 2023, pp. 215-221.

Kurnosenko D. V. Primenenie bespilotnyh letatel'nyh apparatov v kachestve sredstv monitoringa zemel' sel'skohozyajstvennogo naznacheniya [The use of unmanned aerial vehicles as means of monitoring agricultural land]. Innovative trends in the development of Russian science: Proceedings of the XII International Scientific and Practical Conference of Young Scientists, Krasnoyarsk, April 08-09, 2019. Krasnoyarsk, 2019, pp. 237-240.

Kurchenko N.Yu., Bovsh V.V. Ispol'zovanie BPLA v sel'skom hozyajstve [The use of UAVs in agriculture]. Vector of modern science: Collection of abstracts on the materials of the International scientific-practical conference of students and young scientists, Krasnodar, November 15, 2022. Krasnodar: Kuban State Agrarian University named after I.T. Trubilin, 2022, pp. 848-849.

Morozova N. V. Monitoring zemel'nyh resursov. Metodika sbora informacii pri osushchestvlenii monitoringa [Spatial survey and modeling using unmanned aerial vehicles]. E-Scio, 2020, vol. 4(43), pp. 342-347.

Oznamec V.V. Obrazovatel'nye resursy i tekhnologii, 2020, no. 1(30), pp. 83-91. https://doi.org/10.21777/2500-2112-2020-1-83-91

Permyakov D. S. Noskov A. G. Perspektivy ispol'zovaniya BPLA v sel'skom hozyajstve [Prospects of using UAVs in agriculture]. Innovative Technologies in Science and Education (Conference "ITNO 2022"): Collection of scientific papers of the X Jubilee International Scientific and Practical Conference, v. Divnomorskoye, September 26 - 02, 2022 / Editorial Board: Y.F. Lachuga et al. Rostov-on-Don: DGTU-PRINT, 2022, pp. 240-244. https://doi.org/10.23947/itse.2022.240-244

Mikajlov V.Yu., Grika E.A., Tihonovskij V.V., Sackevich N.E. Sravnitel'nyj analiz parametrov BPLA dlya sel'skogo hozyajstva [Comparative analysis of UAV parameters for agriculture]. State and innovations of technical service of machines and equipment : Proceedings of the XIV International Scientific and Practical Conference in memory of Associate Professor M. A. Anfinogenov, Novosibirsk, November 10-11, 2022. Novosibirsk: Zolotoy Kolos, 2022, pp. 147-150.

SHajtura S. V., A. V. Kolomejcev, I. I. Poznyak Tochnoe zemledelie kak odin iz aspektov cifrovizacii sel'skogo hozyajstva [Precision agriculture as one of the aspects of digitalization of agriculture]. Vestnik Kurskoj gosudarstvennoj sel'skohozyajstvennoj akademii, 2022, no. 3, pp. 161-166.

Horosh I.A., Kurnosenko D.V. Vozmozhnosti primeneniya bespilotnyh letatel'nyh apparatov v sel'skom hozyajstve [The possibilities of using unmanned aerial vehicles in agriculture]. Actual problems of agrarian science: applied and research aspects: a collection of scientific papers of the II All-Russian (national) scientific-practical conference, Nalchik, February 10-11, 2022. Nalchik: Kabardino-Balkarian State Agrarian University named after V.M. Kokov, 2022, pp. 173-176.

CHekusov M.S., Kem A.A., SHmidt A.N. Primenenie BPLA v cifrovom sel'skom hozyajstve [The use of UAVs in digital agriculture]. Information technologies, systems and devices in agroindustrial complex. AGROINFO-2021: Proceedings of the 8th International Scientific and Practical Conference, Krasnobsk, October 21-22, 2021 / edited by V.V. Alt. Alta. Novosibirsk-Krasnoobsk: Siberian Federal Scientific Center of Agrobiotechnologies of the Russian Academy of Sciences, 2021, pp. 363-365. https://doi.org/10.26898/agroinfo-2021-363-365

Yudina N.P., Yurova E.S. Primenenie BPLA v sel'skom hozyajstve [The use of UAVs in agriculture]. Territoriya innovatsiy, 2016, no. 3, pp. 39-44.

Agriculture 4.0: Agriculture and Environment Monitoring. https://www.electronicsforu.com/technology-trends/tech-focus/agriculture-4-environment-monitoring

Bongiovanni R., Lowenberg-DeBoer J. Precision agriculture and sustainability. Precis. Agric., 2004, vol. 5, pp. 359–387. https://doi.org/10.1023/B:PRAG.0000040806.39604.aa

FAO, 2017. Drone for agriculture. URL: http://www.fao.org/policy-support/tools-and-publications/resources-details/en/c/1234537

Paul K.K., Roy J.D., Sarkar S. Using UAV and Deep Learning A Systematic Review. Internet of Things Robotic and Drone Technology, 2021. https://doi.org/10.1201/9781003181613-1

Tsouros D.C, Bibi S., Sarigiannidis P.G. A review on UAV- based applications for precision agriculture. Information, 2019, vol. 10, 349. https://doi.org/10.3390/info10110349

Vermesan O., Bahr R., Ottella M., Serrano M., Karlsen T., Wahlstrøm T., Sand H.E., Ashwathnarayan M., Gamba M.T. Internet of Robotic Things Intelligent Connectivity and Platforms. Frontiers in Robotics and AI, 2020, vol. 7, 104. https://doi.org/10.3389/frobt.2020.00104


Просмотров аннотации: 36
Загрузок PDF: 20
Опубликован
2024-04-30
Как цитировать
Abramova, S., Boyarov, E., & Sobolev, A. (2024). РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПРИМЕНЕНИЯ БПЛА ДЛЯ АНАЛИЗА КАЧЕСТВЕННОГО СОСТОЯНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ САХАЛИНСКОЙ ОБЛАСТИ. Siberian Journal of Life Sciences and Agriculture, 16(2), 93-112. https://doi.org/10.12731/2658-6649-2024-16-2-803
Раздел
Экология, почвоведение и природопользование