Екомониторинг

Своевременные наблюдения за состоянием сада является залогом успешного урожая, и как следствие бизнеса. Нет нужды упоминать, что чем раньше определить факт заболевания или степень заболевания различными болезнями плодовых деревьев, тем ранее можно среагировать и предотвратить поражения деревьев и увеличить вероятность хорошего урожая. Также отметим, что фитосанитарный мониторинг основан на визуальном наблюдении за состоянием сада. По методике визуального осмотра необходимо проводить маршрутные или детальные визуальные осмотры (на стеблях, листьях, цветках, плодах) не менее чем на 10% площади. Главная цель фитосанитарного мониторинга — получить необходимую информацию для составления прогнозов и сигнализации развития вредных организмов, болезней и принятия решения по проведению защитных мероприятий.

Решающим фактором здесь является время. Чем меньше времени проходит до принятия управленческого решения, тем лучше для хозяйственника и состояния самого сада. Значительно ускорить процесс мониторинга сада позволяет аэрофотосъемка. Визуальный осмотр даже с высоты один метр над уровнем земли не даёт представления о состоянии всей кроны дерева. Если заболевание находится в начальной стадии и имеет небольшую площадь на кроне дерева, факт обнаружения этого заболевании становится проблематичным. Также некоторые заболевания развиваются с верхней проекции кроны дерева, что усложняет их идентификацию.
Цель исследования в этом случае – проверить возможности аэрофотосъёмки для оперативного решения задач мониторинга плодовых садов.
Среди основных задач:
1. Возможность применения аэрофотосъёмки для инвентаризационных задач (подсчёт эффективной площади сада, количество молодых и взрослых деревьев и их состояния).
2. Идентификация различных заболеваний деревьев, по их фенотипическому состоянию кроны.
Объект исследования: Сад, площадью 6,4 га (геогр. координаты центра сада: 30,094843с.ш.; 50,013870 в.д.). По своей возрастной структуре крайне неоднороден, есть молодые деревья (до 3 лет), взрослые (10-25 лет), старые и отмершие. Преобладающий сорт: белый налив (папировка).
Решение инвентаризационных задач является чисто технической проблемой, и научный интерес в этом случае представляет только методика.
Методика решения подобных задач сводится к практическому оперативному определению высоты как отдельно стоящего дерева та и группы деревьев (куртины), а также определению эффективной площади плодового сада.
В первом случае дешифровочным признаком является высота объекта, которая определялась путём измерения длины падающей тени. Одним из способов измерения тени является способ сравнения, если видны основание и вершина тени. Для этого необходимо знать действительную высоту h1 хотя бы одного из высоких объёктов, изображённых на снимке (яблоня изображённая на снимке 2 под номером 5 имеет высоту 6 м). Длина падающей тени на снимке равна 4 м. Высота соседней яблони, в этом случае рассчитывается как: h2=(d2/d1)*h1=4,8м. Если известны время дня и дата аэрофотосъёмки то можно по астрономическим таблицам определить угол і падения лучей солнца и найти h по формуле: h=d tg і, где d – измеренная длина падающей тени.
Измерение площади сада производится стандартными картографическими методами ГИС систем, они подробно описаны и своё внимание на них, в рамках этой статьи, мы заострять не будем.
Суть рабочей гипотезы для решения второй задачи сводилась к индикации с помощью аэрофотосъёмки фенотипических признаков болезней плодовых насаждений. Размеры повреждённых побегов, листьев, плодов имеют сантиметровые размерности, что позволяет их идентифицировать с помощью аерофотоаппарата с разрешением в 10 м.пикс. (разршение снимка до 5 см).
Как видим большинство заболеваний, возможно, идентифицировать в видимом диапазоне, если знать состояние кроны и побегов деревьев. Однако каждое дерево на территории сада можно осмотреть, только если сад небольших размеров. А если сад имеет размеры от гектара и выше? Тогда на помощь должны прийти оперативные аэрофотоснимки.
Поэтому для лучшей идентификации заболеваний, определения состояния плодового сада использовались как плановые, так, и перспективные снимки с разных углов и экспозиций, для определения наилучшего времени, направления и угла съёмки. Облёты проводились с разных высот (от 100 м и до 25 м). В результате съёмки установили, что наиболее результативные снимки получились с самых малых высот до 25 м. Наиболее оптимальное время съёмки с 11.00 – до 15.00 при неярком солнце. В результате было получено около 100 снимков. Которые дали представление о состоянии сада, его ухоженности, возрастном разнообразии и о заболеваниях (см.рис.1).

В результате наземного анализа снимков и их сопоставления с визуальным исследованием полностью подтвердились подозрения у исследуемых деревьев на вышеуказанные заболевания.
В результате использования ДПЛА при мониторинге плодового сада были определены возможности применения аэрофотосъемки при оценке его состояния. Выяснено, что аэрофотосъёмка даёт возможность определять заболевания деревьев в верхней части кроны (использование плановых снимков) и среднего яруса дерева (перспективный снимок), с помощью фенотипических индикаторов. Возможно, при установке более мощной оптики удастся определять более широкий спектр различных заболеваний плодовых деревьев и кустарников.