Hồ tiêu được ví như “vàng đen”của thế giới, cũng là một nông sản xuất khẩu chủ lực của Việt Nam. Theo ước tính, xuất khẩu hạt tiêu của Việt Nam chỉ riêng trong tháng 6/2021 đạt 34 nghìn tấn, trị giá 120 triệu USD, tăng 21,6% về lượng và tăng 25,2% về trị giá so với tháng 5/2021, so với tháng 6/2020 tăng 68,5% về lượng và tăng 156,9% về trị giá. Nhằm đáp ứng yêu cầu ngày càng khắt khe của thị trường và nâng cao giá trị sản phẩm, xu hướng sản xuất hạt tiêu tại các vùng trồng có sự thay đổi, đang ngày càng ứng dụng nhiều công nghệ mới trong việc giám sát số lượng và sức khỏe cây trồng. Vào năm 2021, đội ngũ BVU tiến hành Giám sát nông nghiệp bằng công nghệ UAV trong việc giám sát số lượng và sức khỏe cây hồ tiêu tại Hậu Giang, Việt Nam.

Giới thiệu về BVU

BVU có trụ sở tại Thành phố Hồ Chí Minh là một công ty đa ngành . Trong đó, công ty còn hoạt động như là nhà cung cấp dịch vụ, sử dụng máy ảnh đa quang phổ tích hợp trên thiết bị bay không người lái (UAV,Drone,Flycam) phân tích sức khỏe cây trồng. Một phần vai trò khác của chúng tôi còn là hỗ trợ nông dân hoặc cố vấn nông nghiệp trong các quyết định quản lý nông nghiệp quan trọng.

Thu thập dữ liệu bằng máy bay không người lái (drone,UAV, flycam)

Giám sát cây trồng bằng máy bay không người lái UAV/ DRONE/ FLYCAM

“Mục đích của ứng dụng chính là giúp người nông dân dự án sức khỏe tổng thể của cây sau khi hết ngày cuối cùng của việc bón phân”, Đội ngũ kỹ thuật BVU chia sẻ.

Việc bón phân qua lá cho cây hồ tiêu bao gồm việc bón các chất dinh dưỡng vào lá cây chứ không phải hệ thống rễ như chúng ta thường biết. Điều này cho phép cây trồng phản ứng một cách chính xác và nhanh hơn hơn. Đây là một ứng dụng cực kỳ quan trọng vì nó là ứng dụng cuối cùng trước khi tiến hành thu hoạch, giúp trái cây tăng trưởng lần cuối cùng.

Giám sát cây trồng bằng máy bay không người lái UAV/ DRONE/ FLYCAM
BVU đã sử dụng DJI Phantom 4 Pro kết hợp với camera để thu thập dữ liệu ảnh. Máy bay không người lái đã bay chụp ở độ cao 90 mét với tốc độ 7 m / s với độ chồng phủ 70% (bảng bên dưới)
Giám sát nông nghiệp bằng công nghệ UAV
Giám sát nông nghiệp bằng công nghệ UAV
Bảng thống kế thiết kế bay chụp
Bảng thống kế thiết kế bay chụp
Thông số chuyến bay chụp
Thông số chuyến bay chụp

Đánh giá việc bảo vệ cây trồng trong mười phút với UAV

Sau khi dữ liệu không ảnh được thu thập,  dữ liệu sẽ được chuyển từ thẻ SD của máy bay không người lái sang máy tính

Tất cả 74 hình ảnh đã được xử lý tại chỗ bằng Pix4Dfields trong vòng chưa đầy mười phút. Trước khi xử lý, Pix4Dfields cung cấp cài đặt xử lý Nâng cao, nơi chúng ta có thể chỉ định điều kiện thời tiết trong khi thu thập dữ liệu hoặc chỉ định Khoảng cách lấy mẫu trên mặt đất (GSD) mong muốn.

Sau đó, chúng tôi tiến hành xử lý dữ liệu. Quy trình xử lý bao gồm 5 bước cơ bản:

 + Tạo ảnh trực giao (orthomosaic)

 + Tạo hai bản đồ chỉ số: NDVINDRE. Đây là các thông số quan trọng để đánh giá sức khỏe cây trồng.

XEM THÊM BÀI: Chỉ số NDVI và ứng dụng hiện nay của Viễn Thám

 + Sử dụng công cụ so sánh với orthomosaic và NDVI để so sánh nhanh khu vực bay chụp.

 + Sử dụng khoanh vùng để tạo bản đồ đơn giản hóa hơn về các vấn đề mà người dùng muốn tập trung vào.

 + Sử dụng các chú thích để làm nổi bật các khu vực trọng tâm, và thêm thông tin cho chúng.

Sau khi xử lý hình ảnh trên Pix4Dfields, đội ngũ BVU tiến hành đưa ra các phân tích hình ảnh tại chỗ, thảo luận kết quả và ngay lập tức tìm kiếm các khu vực tập trung với Người quản lý trang trại.

Xuất kết quả bằng báo cáo PDF – nhằm thêm khả năng chia sẻ kết quả với khách hàng của BVU hoặc các thành viên khác trong đội ngũ. Bằng cách kết nối với dữ liệu thu thập từ các sensor trên mặt đất (như sensor ghi nhận độ ẩm,nhiệt độ) – cho phép người dùng tận dụng thêm dữ liệu và trực quan hóa dữ liệu bên cạnh các lớp thông tin khác (bản đồ năng suất, bản đồ đất) để đưa ra quyết định sáng suốt hơn.

Thống kế số lượng cây trồng trung bình

Từ ảnh trực giao đã xử lý, chúng tôi tiến hành thống kê lượng cây trồng bằng phương pháp Đếm thống kê: Khoanh 3 vùng có diện tích 100m2, đếm số lượng cây từng
vùng, sau đó xác định giá trị trung bình. Số lượng cây tính theo công thức:

Công thức tính số lượng cây trồng
Công thức tính số lượng cây trồng
Ranh khu vực khảo sát
Ranh khu vực khảo sát

Kết quả thu được thể hiện ở bảng sau:

Kết quả đánh giá số lượng cây trồng bằng UAV
Kết quả đánh giá số lượng cây trồng bằng UAV

Phân tích bảo vệ cây trồng bằng UAV và định hướng

Với sự trợ giúp của bản đồ hiển thị các thông số tùy chỉnh và công cụ chú thích, BVU đã đánh dấu các khu vực có thể có vấn đề cho Người quản lý trang trại trên trang web. Một số vấn đề cần lưu ý:

 + Sự rò rỉ nước, đã được xác nhận ngay lập tức với quản lý trang trại

 + Ống tưới mới được xác định là một khu vực tiềm năng đáng quan tâm.  Điều này một lần nữa được xác nhận với Quản lý trang trại

 + Xác định một khu vực với sự tăng trưởng thưa hơn đáng kể. Quản lý trang trại không biết về vấn đề này, vì vậy chúng tôi quyết định đến thăm khu vực và kiểm tra

Đánh giá tăng trưởng cây trồng thông qua cảm biến MICASENSE
Đánh giá tăng trưởng cây trồng thông qua cảm biến MICASENSE

Hình trên thể hiện chỉ số che phủ mặt đất. Ở khu vực trung tâm, chỉ số che phủ mặt đất thấp hơn rất nhiều so với các khu vực xung quanh. Điều đó đồng nghĩa sự tăng trưởng cây trồng khu vực này thấp hơn đáng kể đối với cây trồng khu vực còn lại..

 Quản lý trang trại không biết về vấn đề này, vì vậy chúng tôi quyết định đến thăm khu vực và kiểm tra nguyên nhân.liệu; khoảng 14 cây hồ tiêu mọc ít hơn so với cây xung quanh chúng. Người nông dân ngay lập tức bắt đầu quá trình thu thập các mẫu đất và lá để tìm ra nguyên nhân chính xác gây ra vấn đề.

Đánh giá sinh trưởng hồ tiêu bằng UAV
Đánh giá sinh trưởng hồ tiêu bằng UAV

Với sự trợ giúp của các công cụ phân tích và xử lý tức thì Pix4Dfields. Chúng tôi có thể giúp Người quản lý trang trại đưa ra các quyết định kịp thời và tập trung trên trang web như một phần của quy trình làm việc hàng ngày của họ.