Трое выпускников Технологического института штата Вирджиния исследовали, как дроны могут определять влажность почвы для классного проекта в рамках курса профессора Кан Ся «Мониторинг и анализ окружающей среды» Школы наук о растениях и окружающей среде.
Мэтт Дарра, Грейди Хессе и Райан Хамфри из Школа наук о растениях и окружающей среде были внедрены в точное земледелие как практику управления, при которой автономные исследовательские устройства отправляются для сбора образцов земли и почвы для регулярного выявления областей, нуждающихся в дополнительных питательных веществах.
«Мы видели, что в прошлом с помощью дронов проводилась работа по изучению различий в растительности, но мы не видели ничего по прогнозированию уровня влажности почвы и содержания органического вещества в почве», — сказал Гессе из Берривилля, штат Вирджиния, выпускник факультета экологических наук. .
Они задавались вопросом, можно ли повторить это с помощью дрона.
«Это может стать новаторством», — сказал Дарра из Лас-Вегаса, штат Невада, выпускник факультета экологии. «Помимо того, что летать на дронах — это круто, мы думали, что сможем принять участие в потенциально революционных исследованиях, будучи студентами».
В ходе исследования были изучены данные индекса растительности с поправкой на почву (SAVI) и индекса нормализованной разницы растительности (NDVI), двух спектральных индексов почвы, полученных с дронов для определения уровня влажности голой почвы.
Этот экспериментальный учебный проект в конечном итоге охватил множество дисциплин в Колледж сельского хозяйства и наук о жизни. В число преподавателей, участвовавших в студенческом проекте, входили Сонг Ли, доцент Школы наук о растениях и окружающей среде, специализирующийся на передовой геномике и сенсорных технологиях, Саназ Шафиан, доцент Школы наук о растениях и окружающей среде, Шон Ядрничек, менеджер фермы Homefield Farm компании Virginia Tech и Ся. Ли, Шафиан и Ся — преподаватели, аффилированные с Центр передовых инноваций в сельском хозяйстве.
Ферма Homefield, партнерство Dining Services и Колледжа сельского хозяйства и наук о жизни и единственное сертифицированное органическое предприятие, принадлежащее университету в Вирджинии, стала местом исследования студентов. Ферма площадью шесть акров, управляемая студентами, расположена в восьми милях к западу от кампуса Блэксбурга и обеспечивает около 50,000 XNUMX фунтов свежих продуктов для столовых и фермы Хоумфилда на территории кампуса. Ферма является частью Технологического института штата Вирджиния. Деятельность колледжа на ферме, в который также входит ферма Кентленд.
«Благодаря всей помощи преподавателей и сотрудников этот исследовательский проект стал для нас значимым», — сказал Дарра.
Студенты пришли к выводу, что в этом направлении необходима дополнительная работа, в частности, разработка правильных показателей свойств почвы, включая влажность почвы. Трио обнаружило, что корреляция между их наборами данных NDVI и SAVI была незначительной и недостаточно сильной для надежного использования.
В конце семестра группа – вместе с другими студентами курса – поделилась этими результатами и выводами через Zoom. Группа обсудила свои аэрофотоснимки, то, как они соотнесли результаты, и многое другое.
«Моя любимая часть проекта — это когда мы увидели наши результаты», — сказал Хамфри из Йорктауна, штат Вирджиния, также выпускник факультета экологических наук. «Мы увидели, что можем быть правы в одних аспектах и неправы в других. Но я думаю, что было впечатляюще просто увидеть, чего мы смогли достичь всего за один семестр во время пандемии».
– Макс Эстерхейзен, Технический университет Вирджинии
Мэтт Дарра, Грейди Хессе и Райан Хамфри готовятся запустить дрон на ферме Хоумфилд для измерения влажности почвы. Фото: предоставлено Даррой, Гессе и Хамфри