Современные программные комплексы обработки данных дистанционного зондирования земли.

ВВЕДЕНИЕ 6
ГЛАВА 1. 10
ДИСТАНЦИОННОЕ ЗОНДИРОВАНИЕ ЗЕМЛИ БЕСПИЛОТНЫМИ ЛЕТАТЕЛЬНЫМИ АППАРАТАМИ 10
1.1 Понятие дистанционного зондирования Земли, его практическое применение 10
1.2. Способы приложения методов дистанционного зондирования Земли в сельскохозяйственном секторе 13
1.3 Методы получения данных дистанционного зондирования Земли с помощью использования БПЛА 17
1.4. Современные беспилотные летательные аппараты, используемые в целях сельского хозяйства 23
ГЛАВА 2. 38
Современные программные комплексы обработки данных дистанционного зондирования земли 38
2.1 Обзор программного обеспечения для обработки космических снимков 38
2.2. Программно-аппаратное оснащение беспилотных летательных аппаратов 42
2.3. Использование глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС) для определения пространственного местоположения БПЛА 57
2.4. Геоинформационные системы и облачные сервисы 62
ГЛАВА 3 71
ПРИМЕНЕНИЕ ИНЖЕНЕРНО-ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ КОНТРОЛЯ И МОНИТОРИНГА ЗЕМЕЛЬ В ЦЕЛЯХ СНИЖЕНИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ РИСКОВ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОГО НАЗНАЧЕНИЯ 71
3.1. Виды угроз объектам сельскохозяйственного назначения и варианты их предотвращения и перспективы развития системы безопасности особо охраняемых сельскохозяйственных территорий 71
3.2. Расчет экономической эффективности внедрения БПЛА 77
3.3 Расчет эколого-экономической и ресурсосберегающей эффективности применения БПЛА в сравнении с традиционными средствами 84
3.4 Сравнение экономических затрат и эффектов применения опрыскивателей и БПЛА для защиты растений. 88
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 91
ЛИТЕРАТУРА 93
Приложение 1 99

Весь текст будет доступен после покупки

Актуальность темы магистерской диссертации. На сегодняшний день в результате интенсивного использования природных ресурсов, происходит множество изменений природных систем, загрязняется окружающая среда, и поэтому появляется острая необходимость выявления антропогенной и естественной составляющих этих изменений. Экологический мониторинг — совокупность мероприятий, направленных на наблюдение, оценку состояния окружающей среды на текущий момент, прогнозирования, становится все более востребованным. Одним из методов экологического мониторинга является дистанционное зондирование. Актуальность работы обусловлена необходимостью создания технических систем оперативного контроля и мониторинга сельскохозяйственных земель на территориях Российской Федерации в целях эффективного управления экологической безопасностью.
Мы осознаём, что сельскохозяйственные угодья являются стратегическими ресурсами, которые обеспечивают продовольственную безопасность населения. Эти угодья играют важную роль в сельскохозяйственном производстве, имеют специальный правовой статус и требуют особой защиты для сохранения их площади, предотвращения негативных почвенных процессов и улучшения плодородия. Нерациональное и неправильное использование этих земель может привести к их деградации, что проявляется в потере плодородия, зарастании, засорении и других негативных последствиях, негативно сказывающихся на сельскохозяйственном производстве. Рациональное использование земельных ресурсов, то есть умное земледелие, является важным аспектом для эффективного функционирования сельскохозяйственной отрасли и экономики в целом. Поэтому государственное управление земельными ресурсами должно сосредоточиться на организации мониторинга земель с целью достижения этих задач.

Весь текст будет доступен после покупки

Природные ресурсы являются первым звеном в производственном процессе, играя важную роль при развитии и модернизации экономики страны. Современные технические средства позволяют проводить мониторинг и разведку ресурсов и территорий с помощью дистанционных аппаратов, исключая из процесса человека как посредника в сборе информации. Другими словами, инновационные технологии позволяют на расстоянии отслеживать процессы, происходящие в природных средах. Дистанционное зондирование, геоинформационные системы призваны заменить традиционные методы. Дистанционное зондирование — это метод сбора информации об особенностях земной поверхности без физического контакта с ними. Дистанционное зондирование обладает потенциалом для выявления измененных областей, связанных с массивами месторождений, сельскохозяйственной, производственной деятельностями.
Данные дистанционного зондирования обладают особыми возможностями целостности и широте, спектральному разнообразию, покрытию и дешевизне, что сегодня является основополагающим фактором в изучении территорий. Быстрый доступ к состоянию районов и высокая точность данных являются преимуществами технологии. Методы ДЗЗ значительно снижают затраты на первоначальную разведку и полу-детальные исследования. Спутниковые снимки могут облегчить задачу при составлении геологических карт, повышения качества и подготовке тематических карт.
Дистанционное зондирование предоставляет информацию об объектах на поверхности Земли и в атмосфере или вблизи нее на основе излучения, отраженного или испускаемого этими объектами. Такие данные позволяют определять состав и природу земной поверхности и атмосферы от локального, до глобального масштабов и оценивать изменения путем анализа изображений, сделанных в разные моменты времени. Дистанционное зондирование полезно для предоставления пространственной информации, которую невозможно получить другим путем.

Использование дистанционных методов и средств, основанных на получении и обработке цифровых снимков, обладает значительными преимуществами. Во-первых, это облегчает архивирование снимков с сохранением максимального объема данных для последующего анализа. Во-вторых, такие методы позволяют учет, инвентаризацию и классификацию сельскохозяйственных угодий с созданием специализированных планов и карт. Кроме того, они позволяют обнаруживать чрезвычайные ситуации на полях, оценивать потенциал продуктивности и риски потерь урожая, а также мониторить состояние мелиорации сельскохозяйственных полей [1-4]. Однако для расшифровки данных, полученных с помощью дистанционного зондирования Земли, необходимо применять различные программы, алгоритмы анализа и обработки информации.
Дистанционные методы включают в себя космическую съемку, аэрофотосъемку с пилотируемых аппаратов, аэрофото- и видеосъемку с беспилотных летательных аппаратов.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Collection: Agro-industrial complex of Russia in 2016. Rosinformagrotech, Pp. 704 (2017).
2. Guo, Y.W.; Yuan, H.Z.; He, X.K.; Shao, Z.R. Development and Prospect Analysis of agricultural aviation plant protection in China. China Plant Prot. 2014, 34, 78–82. [Google Scholar]
3. He, X.K. Brief Analysis on the Research, Development and Application of Plant Protection UAV in China. Pestic. Sci. Adm. 2018, 39, 10–17. [Google Scholar]
4. JANG G J, KIM J, YU J-K, et al.,. Review: Cost-effective Unmanned Aerial Vehicle (UAV) platform for Field Plant Breeding Application[J]. Remote Sensing, 2020, 12(6): 998.
5. Lan, Y.B.; Chen, S.D. Current status and trends of plant protection UAV and its spraying technology in China. Int. J. Precis. Agric. Aviat. 2018, 1, 19. [Google Scholar] [CrossRef]
6. Lan, Y.B.; Chen, S.D.; Deng, J.Z.; Zhou, Z.Y.; Ou, Y.F. Development situation and problem analysis of plant protection unmanned aerial vehicle in China. J. South China Agric. Univ. 2019, 40, 217–225. [Google Scholar]
7. Lan, Y.B.; Wang, G.B. Development Situation and Prospect of Plant Protection UAV Industry in China. Appl. Eng. Technol. 2018, 38, 17–27. [Google Scholar]
8. Puri, V., Nayyar, A. and Raja, L. (2017). Agriculture Drones: A Modern Breakthrough in Precision Agriculture. Journal of Statistics & Management Systems, 20(4) :507–518
9. Skobelev P., Budaev D., Brankovsky A., Voshuk G.: Multi-agent tasks scheduling for coordinated actions of unmanned aerial vehicles acting in group. International Journal of Design & Nature and Ecodynamics 13(1), 39-45 (2018).
10. Turner, J. M., Kenkel, P. L., Holcomb, R. B. and Arnall, D. B. (2016). Economic Potential of Unmanned Aircraft in Agricultural and Rural Electric Cooperatives., Texas, Selected paper prepared for presentation at the Southern Agricultural Economics Association (SAEA) Annual Meeting.

Весь текст будет доступен после покупки