Сотрудники Пенсильванского государственного университета разработали экономичный способ точного картирования сельскохозяйственных земель. Исследование подтвердило, что применение беспилотных летательных аппаратов в связке с фотограмметрией позволяет выявлять зоны риска загрязнения водоемов с той же эффективностью, что и дорогостоящее лазерное сканирование.
Долгое время стандартом для создания детальных моделей рельефа считалась технология LiDAR. Лазерные датчики, установленные на самолетах, позволяют с высокой точностью измерять высоту местности и определять пути движения воды. Это необходимо для обнаружения участков, где скапливается или активно вымывается фосфор – один из основных аграрных загрязнителей. Однако высокая стоимость аренды авиации и сложности при обработке данных ограничивали использование этого метода в сельском хозяйстве.
Предложенная учеными альтернатива базируется на методе фотограмметрии «Structure from Motion». Беспилотник делает серию перекрывающихся снимков высокого разрешения, из которых затем воссоздается трехмерная модель местности. В ходе тестов в штате Пенсильвания точность высотных измерений показала корреляцию 0,999 по сравнению с данными лазерного сканирования. Расхождения в определении границ зон риска не превысили 1,53%.
Преимущество использования дронов заключается не только в экономии средств, но и в гибкости. Мониторинг можно проводить регулярно, отслеживая изменения ландшафта в реальном времени. Это особенно важно для соблюдения экологических норм, так как, согласно наблюдениям, около 80% стоков фосфора обычно приходится лишь на 20% площади полей. Своевременное обновление карт позволяет аграриям точечно высаживать защитные лесополосы или возводить водоотводные сооружения.
Исследовательская работа проводилась в бассейне реки Саскуэханна, которая питает Чесапикский залив. Усилия по снижению выбросов удобрений в этом регионе имеют решающее значение для восстановления водных экосистем восточного побережья США. Авторы работы полагают, что доступность технологий картографирования с помощью беспилотников ускорит переход к экологически устойчивому земледелию в регионах с ограниченным бюджетом.