Utilizando o DJI Dock para Parcelas de Teste de Agricultura de Precisão

Saiba como a Syngenta implantou uma solução de imagens totalmente autônoma para monitorar a saúde das culturas.

Com as tecnologias de sensoriamento remoto desempenhando um papel maior na agricultura de precisão, empresas de sementes e produtos químicos estão cada vez mais dependendo de imagens de drones para monitorar parcelas de teste. Temos visto o uso de drones pequenos e acessíveis por agrônomos para fornecer insights se tornar mais comum, mas como a tecnologia de drones tem sido adotada nas fazendas de pesquisa agrícola? Vamos descobrir.

Coleta de Dados em Fazendas de Pesquisa

Ao focar em fazendas de pesquisa, capturar e analisar conjuntos de dados de drones pode ser um processo muito mais difícil. Alguns desafios enfrentados por pesquisadores agrícolas ao implementar drones são:

Os pesquisadores já têm muitos papéis e responsabilidades na fazenda, e voar com drones pode adicionar uma quantidade significativa de tempo de trabalho por semana.

As missões são realizadas em uma altitude mais baixa para capturar um mapa de maior resolução para análise.

Os voos sobre fazendas de pesquisa podem levar significativamente mais tempo do que os voos sobre campos de produção agrícola comercial, pois a resolução necessária é muito maior.

A captura diária/semanal rotineira é desafiadora de manter durante a estação de crescimento.

Demanda alta de armazenamento de dados com voos recorrentes de alta resolução.

As parcelas de teste geralmente estão localizadas ao redor do mundo, mas os pesquisadores seniores estão baseados em um local central

Uma fazenda de pesquisa é onde os cientistas aplicam a pesquisa agrícola e a aplicam em aplicações do mundo real. As culturas geralmente são cultivadas em pequenos grupos, chamados “parcelas”, onde podem ser estudadas em profundidade ao lado de outros testes e controles. Cultivar nessa escala permite que agricultores e pesquisadores provem ideias antes de se comprometerem com operações comerciais em grande escala. As fazendas de pesquisa são de propriedade de uma variedade de personalidades agrícolas, desde agricultores que executam seus próprios testes até empresas de sementes e produtos químicos que se concentram nos mais altos níveis de pesquisa.

Muitos desses desafios giram em torno da captura de parcelas, bem como dos grandes requisitos de transferência e armazenamento de dados. É aqui que o DJI Dock pode ajudar a aliviar um pouco a pressão. Com a capacidade de implantar um drone remotamente, agendar voos recorrentes, hospedar grandes quantidades de dados na nuvem e até mesmo transferir dados diretamente para uma equipe de pesquisa sênior via APIs do FlightHub 2.

Com esses fatores em jogo, vamos descobrir como a Syngenta implantou o primeiro DJI Dock para fins de pesquisa agrícola.

Teste da Syngenta e DJI Dock

A Syngenta é uma empresa global com sede na Suíça. Os 30.000 funcionários da Syngenta em mais de 90 países estão trabalhando para transformar a forma como as culturas são cultivadas e protegidas. A Syngenta acelera sua inovação e investe no avanço de uma agricultura mais sustentável, que é boa para a natureza, os agricultores e a sociedade.

Como parte de seu desejo por inovação e integração de novas tecnologias, a Syngenta decidiu implantar o DJI Dock em uma fazenda de pesquisa em Illinois. O DJI Dock foi instalado em uma área com acesso a 3 diferentes parcelas de grande porte capturando tanto milho quanto soja, era o local ideal para testar as capacidades de operações remotas de drones para uso agrícola. Depois que a instalação e configuração foram concluídas, era hora de planejar as missões.

Planejamento de Missão

Há muitas maneiras de utilizar o Matrice 30T para pesquisa agrícola. O sensor de Zoom pode ajudar a capturar imagens no nível das folhas para procurar doenças e danos causados por insetos específicos, o sensor Térmico dá insights sobre o estresse causado pelo calor, fertilizantes e níveis de água, e o sensor Wide pode ajudar a gerar ortomosaicos básicos. No entanto, para usar a força de cada sensor, é necessário diferentes planos de missão.

Primeiro, um objetivo importante para a Syngenta era a captura autônoma de parcelas de teste de nitrogênio para gerar ortomosaicos. O FlightHub 2 recentemente lançou suporte para o planejamento de rotas de área com os drones da série Matrice 30 e Mavic 3 Enterprise. Ao usar a Rota de Área, pudemos clicar ao redor da parcela para definir os limites da missão e ajustar a altitude da rota de voo com base na Distância de Amostragem do Solo.

Em seguida, queríamos criar um plano de voo para utilizar o sensor Zoom para capturar fotos de alta resolução. Este tipo de planejamento de missão pode ser feito de duas maneiras diferentes. Se o objetivo for capturar algumas fotos de Zoom, a funcionalidade de plano de rota de Waypoint dentro do FlightHub 2 funciona bem. Selecione a opção de Rota de Waypoint e use o modo de Voo Virtual para voar facilmente virtualmente ao redor da parcela e criar waypoints para o drone parar e acionar a lente de Zoom.

Se o objetivo for automatizar um grande número de capturas de Zoom, o software de planejamento de voo de terceiros como o UgCS pode ajudar a criar um plano de voo para o sensor de Zoom em minutos. Assim que a missão for criada no UgCS, ela pode ser exportada como um kmz. Para importar no FlightHub 2, navegue até a Biblioteca de Rotas de Voo e escolha Importar um KMZ em vez de criar um novo plano de voo. Para mais informações sobre o UgCS, visite o site deles.

A única coisa que restava fazer antes do voo era agendar cada Rota de Voo. Isso pode ser feito na guia Biblioteca de Planos de Tarefas. Para os dados mais precisos possíveis, as missões foram agendadas por volta das 10h às 14h durante a semana para que os pesquisadores pudessem ficar de olho no drone, e as imagens capturadas fossem com a luz solar diretamente acima.

Processamento de Dados

Uma vez que as missões foram criadas e agendadas, o drone começou a capturar dados sobre as parcelas. A equipe da Syngenta agora podia acessar as fotos brutas de qualquer lugar do mundo com o FlightHub 2.

A Syngenta é parceira da DroneDeploy, uma solução de terceiros especializada em fotogrametria, para ajudar a processar os dados de suas parcelas de pesquisa. No momento dos testes, cada pasta de missão foi exportada manualmente e carregada em um projeto compartilhado da DroneDeploy.

Dados térmicos no DroneDeploy destacando estresse hídrico

Mapa de saúde vegetal VARI derivado do sensor visual Matrice 30T

Com a captura de dados concluída, a análise final ocorrerá durante os meses de inverno. Todas as fontes de captura de dados (incluindo resultados de testes de solo; amostragem de tecidos; mapas de plantio, aplicação e rendimento; e dados de drone) serão sobrepostas e analisadas por agrônomos altamente treinados e cientistas de plantas.

O que vem a seguir para o DJI Dock & Agricultura

Embora os testes tenham sido limitados a agosto e setembro, a Syngenta concluiu que o conceito de um Dock localizado na fazenda de testes para capturar dados repetíveis economizou à equipe de agronomia 10 horas/semana de voo e transferência de dados. Com o Dock capturando e transferindo dados automaticamente para a nuvem, a equipe de agronomia pôde se concentrar em tarefas mais importantes, como análise de dados, coleta de amostras de tecidos e muito mais.

“Com o DJI Dock capturando automaticamente dados semanalmente, agora temos mais tempo para nos concentrar no que é importante, na fazenda de pesquisa. Isso não apenas nos economiza tempo, mas também aumenta a frequência de captura, desbloqueando um nível mais profundo de tendências de crescimento de plantas.” – Bill McDonell (Líder de Soluções Digitais, Syngenta)

A matriz de sensores do Matrice 30T entrou em jogo para diferentes fins. O sensor de Zoom provou ser valioso para entender a pressão de doenças ao nível das folhas. A tecnologia de zoom oblíquo ajuda a capturar níveis extremamente altos de detalhes, mas cada foto é simplesmente uma “instantâneo” de um único local. O sensor Wide pode criar mapas ortomosaicos básicos. O sensor térmico encontrou algumas anormalidades no final da temporada, à medida que o estresse hídrico aumentava.

Com o novo produto Dock 2 da DJI focado em mapeamento e topografia, 2024 promete ser um ótimo ano para pesquisas sobre soluções de dock autônomas entre a DJI e a Syngenta.