농업에서 드론에 대해 이야기할 때 우리는 단순히 드론으로 항공 사진을 찍는 것 이상에 대해 이야기합니다. 드론은 조감도를 제공하는 귀중한 도구이지만, 더 중요한 것은 드론으로 촬영된 이미지로 수행하는 작업입니다. 정밀 농업용으로 제작된 드론 사진 측량 소프트웨어를 사용하여 재배자는 발아율부터 1차 수확량 추이까지 일년 내내 작물에 대한 인사이트를 얻을 수 있습니다.

태국 콘캔 대학교의 Khwantri Saengprachatanarug 부교수가 이끌고 있는 한 팀은 이 기술을 활용하고 있습니다. 그녀는 태국 콘캔 대학교 공학부의 농업공학부에 속하는 생물 감지 및 현장 로봇 연구소(BSFR)의 소장입니다. BSFR은 UAV뿐만 아니라 휴대용 NIR 기기를 사용하여 농업과 관련된 다양한 모델을 개발하고 있습니다. 대학 외부의 민간 기업과 협력하고, 원격 감지 기술을 사용하여 농작물 관리를 위한 농업 관행을 개선합니다 .

그들은 태국 콘캔 지방에 위치한 8개월 된 사탕수수 밭을 분석하는 프로젝트에 착수했습니다. 프로젝트의 목적은 Brix 함량과 사탕수수의 1차 수확량을 추정하는 것이었습니다. 이 데이터는 수확 일정을 최적화하는 데 사용됩니다.

농업에서 드론을 사용할 때, 근적외선 이미지는 작물에 대한 인사이트를 얻기 위해 사용됩니다.

프로젝트 디테일

농업에서 일하는 드론

이 프로젝트의 첫 번째 부분은 드론과 다중 스펙트럼 이미지를 사용하여 현장의 Brix 측정이었습니다.

Brix란?

용해성 고형분이라고도 하는 Brix는 사탕수수의 성숙도를 나타내는 값입니다. Brix는 일반적으로 휴대용 굴절계와 밭 주변에서 무작위로 사탕수수를 샘플링하여 측정합니다. 그런데 이 Brix 추정은 UAV 기술을 사용하면 전체 밭에 걸쳐 작물의 설탕 함량과 성숙도를 정확하게 나타낼 수 있습니다.

Brix 값 맵은 PIX4Dmapper의 데이터로 생성되었습니다.

드론으로 1차 수확량 추정 측정

연구원들은 작물의 주요 수확량에 대한 계산의 일환으로 사탕수수의 높이를 측정하기 위해 PIX4Dmapper의 특정 산출물을 사용했습니다. 그들은 MicaSense Rededge 및 MicaSese Rededge MX 카메라가 장착된 6로터 VESPA HEX 드론을 사용하여 총 295장의 이미지를 촬영했습니다. 그 이미지를 PIX4Dmapper로 가져오고 다중 분광 이미지를 사용하여 반사율 맵과 DSM(디지털 표면 모델)을 생성했습니다.

적외선 이미지를 사용하여 연구팀은 작물 분석에 식생 지수를 사용할 수 있습니다

BSFR 연구실 결과 분석

현재 BSFR 연구실은 PIX4Dmapper에 의해 생성된 반사율 맵에서 추출한 엽록소 지수 rededge(Cirededge)와 같은 다양한 잠재적 식생 지수를 사용하여 Brix 모델을 개발했습니다. Brix 모델의 RMSEP(Root Mean Square Error of Prediction, 평균 제곱근 오차)는 약 ±1도 Brix입니다. 사탕수수 수확량 추정을 위해 실험실은 지상 제어 지점(GCP) 또는 RTK GPS 를 사용하지 않고 한 번의 비행으로 밭에서 사탕수수 높이를 계산하기 위해 PIX4Dmapper 및 BASFR의 자체 이미지 처리 기술로 생성된 DSM을 활용했습니다. 추정된 사탕수수 높이는 RMSEP ± 0.3미터이며 이 높이 데이터는 1차 사탕수수 수확량을 예측하는 데 사용되는 반면 개발된 수확량 모델은 최대 약 5%의 오차 범위로 여러 분야에 대한 총 수확량 예측을 제공합니다.

사탕수수 엽층부의 높이를 현장의 높이와 비교했습니다.

BSFR 팀은 HG 로보틱과 협력하여 BSFR 연구소에서 개발한 모든 모델을 포함하는 기체 관리를 위한 애플리케이션 Hivegrid를 도입했습니다. 수량 관리자, 계약자 또는 관심 있는 사용자가 캡처한 이미지를 업로드하여 발아율을 나타내는 사탕수수 밭의 엽층부 비율과 건강과 상태를 보여주는 사탕수수의 높이 맵을 보고 사탕수수 밭의 활력에 대한 인사이트를 얻을 수 있습니다. 추가적으로, 사용자들은 사탕수수밭의 현재 상태를 이전 비행 임무와 비교할 수 있습니다.

드론과 Pix4D를 사용한 정밀 농업

PIX4Dmapper 및 Hivegrid 앱을 통해 생성된 모든 모델은 신뢰할 수 있는 높은 정밀도의 결과를 제공했습니다.

"PIX4Dmapper는 지도 생성 프로세스를 쉽게 이해할 수 있도록 지도 생성의 각 단계에 대한 명확한 정보를 제공하기 때문에 우리의 프로젝트에는 PIX4Dmapper를 사용합니다." - Chanreaksa Chea, BSFR 연구소 연구조교

PIX4Dmapper의 결과물이 제공하는 가치는 BSFR 팀에게 중요하며, 성공적인 투자 수익입니다. 농업에만 종사하는 농학자, 재배농가, 농업인들도 만능 측량 도구인 PIX4Dmapper가 아닌 전문 농업용 사진 측량 소프트웨어 PIX4Dfields를 사용할 수 있습니다. 소프트웨어 사용법을 배우고자 하는 사람들은 온라인 커뮤니티와 여러 언어로 된 기술 자료를 이용할 수 있습니다.

사진 측량 기술의 힘 덕분에 BSFR 팀은 산출물을 사용하여 가능한 최고로 많고 성공적인 수확량을 계획할 수 있었습니다. 헬셀 사이트에서 농업 분야의 드론에 대한 더 많은 성공 사례를 읽어보세요. 더 전문적인 정밀농업에 대한 내용이 궁금하다면 무료 농업 eBook을 확인하세요.

출처:https://www.pix4d.com/blog/optimizing-harvest-schedules-sugarcane