Il y a quelques années, la technologie des drones semblait être une installation inaccessible pour les communautés agricoles pauvres, mais peu à peu, les choses ont beaucoup changé.
À l'heure actuelle, les drones sont utilisés dans le domaine agricole pour diverses opérations agricoles essentielles telles que la gestion et la surveillance des cultures, la détection des mauvaises herbes, la planification de l'irrigation, la détection des maladies, la pulvérisation de pesticides et la collecte de données à partir de capteurs au sol.
Le déploiement de drones dans l'agriculture de précision est une technologie rentable et rapide qui peut contribuer à améliorer la productivité agricole, les rendements des cultures et la rentabilité des systèmes agricoles. Les drones facilitent la gestion agricole, la surveillance des mauvaises herbes et les dommages causés par les ravageurs ; ainsi, ils aident à relever ces défis rapidement.
Les drones peuvent être utilisés efficacement pour les petits champs cultivés à basse altitude avec une plus grande précision et un faible coût que les avions habités traditionnels. L'utilisation de drones pour la gestion des cultures peut fournir des données précises et en temps réel sur un emplacement spécifique.
De plus, les drones peuvent offrir des images haute résolution de la culture pour aider à la gestion des cultures, telles que la détection des maladies, la surveillance de l'agriculture, la détection de la variabilité de la réponse des cultures à l'irrigation, la gestion des mauvaises herbes et la réduction du nombre d'herbicides.
Planification de l'irrigation
Quatre facteurs doivent être surveillés pour déterminer un besoin d'irrigation :1) La disponibilité de l'eau du sol; 2) Le besoin en eau des cultures, qui représente la quantité d'eau nécessaire aux différentes cultures pour se développer de manière optimale; 3) Quantité de précipitations ; 4) Efficacité du système d'irrigation. Ces facteurs peuvent être quantifiés en utilisant des drones pour mesurer l'humidité du sol, la température des plantes et l'évapotranspiration. Par exemple, la distribution spatiale de l'humidité du sol de surface peut être estimée à l'aide d'images multispectrales à haute résolution capturées par un drone combinées à un échantillonnage au sol. L'indice de stress hydrique des cultures peut également être calculé pour déterminer les zones de stress hydrique en utilisant des images de drones thermiques.
Détection des maladies des plantes
Selon les estimations, aux États-Unis, les pertes de récoltes causées par les maladies des plantes entraînent une perte de revenus annuelle d'environ 33 milliards de dollars. Les drones peuvent être utilisés pour la télédétection thermique afin de surveiller les schémas spatiaux et temporels des maladies des cultures de manière pré-symptomatique au cours des différentes phases de développement de la maladie. Par conséquent, les agriculteurs peuvent réduire les pertes de récolte. Par exemple, les images thermiques aériennes peuvent être utilisées pour détecter le développement précoce de champignons du sol.
Cartographie de la texture du sol
Les propriétés du sol, telles que la texture du sol, peuvent indiquer la qualité du sol qui, à son tour, influence la productivité des cultures. Les images thermiques des drones peuvent quantifier la texture du sol en mesurant les différences de température à la surface du sol dans des conditions climatiques relativement homogènes.
Couverture de résidus et cartographie du travail du sol
Les résidus de culture sont essentiels à la conservation des sols en fournissant une couche protectrice sur les champs agricoles qui protège le sol du vent et de l'eau. Une évaluation précise des résidus de culture est nécessaire pour la bonne mise en œuvre des pratiques de travail de conservation du sol. Les images thermiques aériennes peuvent clairement expliquer plus de 95 % de la variabilité de la quantité de couverture de résidus de culture, contre 77 % en utilisant des images visibles et proches de l'IR.
Mappage des tuiles de champ
Les systèmes de drainage souterrain éliminent l'excès d'eau des champs et offrent donc des avantages écologiques et économiques. Une surveillance efficace des drains souterrains peut aider les agriculteurs et les gestionnaires des ressources naturelles à mieux atténuer les impacts environnementaux et économiques négatifs. En mesurant les différences de température dans un champ, les images de drones thermiques peuvent offrir des opportunités supplémentaires dans la cartographie des tuiles de champ.
Cartographie de la maturité des cultures
Les drones peuvent être une technologie pratique pour surveiller la maturité des cultures afin de déterminer le moment de la récolte, en particulier lorsque toute la zone ne peut pas être récoltée dans le temps disponible. Par exemple, des images visuelles et infrarouges de drones provenant de zones d'essai d'orge à Lundavra, en Australie, ont été utilisées pour cartographier deux stades de croissance primaires de l'orge et ont démontré une précision de classification de 83,5 %.
Cartographie du rendement des cultures
Les agriculteurs ont besoin d'une estimation précise et précoce du rendement des cultures pour plusieurs raisons, notamment l'assurance-récolte, la planification des besoins de récolte et de stockage et la budgétisation des flux de trésorerie. Des images de drones sont utilisées pour estimer le rendement et la biomasse totale des cultures de riz en Thaïlande. Les images de drones prédisent également les rendements en grains de maïs aux stades de croissance des cultures du début à la mi-saison en Allemagne.
Défis
Il existe plusieurs défis dans le déploiement de drones en AP :
- Les caméras thermiques ont une mauvaise résolution et sont chères. Le prix varie de 2 000 $ à 50 000 $ selon la qualité et la fonctionnalité, et la majorité des caméras thermiques ont une résolution de 640 pixels sur 480 pixels.
- Les images aériennes thermiques peuvent être affectées par de nombreux facteurs, tels que l'humidité de l'atmosphère, la distance de prise de vue et d'autres sources de rayonnement thermique émises et réfléchies. Par conséquent, l'étalonnage des capteurs aériens est essentiel pour extraire des températures de surface scientifiquement fiables des objets.
- Les lectures de température par des capteurs aériens peuvent être affectées par les stades de croissance des cultures. Lorsque les plantes sont petites et clairsemées au début de la saison de croissance, les mesures de température peuvent être influencées par la réflectance de la surface du sol.
- Dans des conditions météorologiques défavorables, telles que des vents extrêmes, de la pluie et des tempêtes, le déploiement de drones dans les applications de sonorisation est un défi de taille. Dans ces conditions, les drones peuvent échouer dans leurs missions. Par conséquent, les petits drones ne peuvent pas fonctionner dans des conditions météorologiques extrêmes et ne peuvent même pas effectuer de relevés dans ces conditions.
- L'un des principaux défis est la capacité des drones légers à transporter une charge utile élevée, ce qui limite la capacité des drones à transporter un système intégré comprenant plusieurs capteurs, des caméras haute résolution et thermiques.
- Les drones ont une autonomie de batterie courte, généralement inférieure à 1 heure. Par conséquent, les limitations de puissance des drones sont l'un des défis de l'utilisation de drones en AP. Un autre défi, lorsque les drones sont utilisés pour couvrir de vastes zones, est qu'il doit revenir plusieurs fois à la station de charge pour se recharger.