Radar pomaga w zarządzaniu uprawami rolnymi, ARTYKUŁY - ELEKTRYKA, ARTYKUŁY 5, WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZE ...
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
Stosowane są też metody tzw. fałszywych
kolorów (false color). Podczerwień jest
wyświetlana np. jako kolor czerwony, inne
kolory są odpowiednio przesunięte. Otrzy-
mywane obrazy - w zależności od potrzeb
- mogą pokazywać wybrane zagadnienia,
np. działanie herbicydów lub pestycydów
na uprawy roślinne, skutki stosowania róż-
nych odmian nawozów sztucznych, zmiany
w uprawach spowodowane przez szkod-
niki, niewłaściwe (zbyt małe lub zbyt duże)
nawodnienie określonych obszarów gleby
itp.
Oprócz opisywanych powyżej optycznych
czujników pasywnych, dla potrzeb rolnict-
wa zaczynają być stosowane również czuj-
niki aktywne (np. radarowe), wysyłające
i odbierające własne sygnały mikrofalowe.
Radar pomaga
w zarządzaniu uprawami rolnymi
Moran S. i in.: Radar imagery for preci-
sion crop and soil management. Modern
Opracował - Witold Bobrowski.
Od kilkudziesięciu już lat czujniki optyczne
do pomiarów zdalnych odbitego elektro-
magnetycznego promieniowania słonecz-
nego (widzialnego i podczerwonego),
umieszczane na samolotach oraz na sateli-
tach, służą do badania upraw rolnych, zwła-
szcza w Stanach Zjednoczonych. Przy ich
użyciu tworzone są komputerowe obrazy
umożliwiające ocenę stanu roślinności oraz
ewentualnych zagrożeń plonów. Oddają
one ogromne usługi w krajach o zaawan-
sowanym rolnictwie.
Stosowane czujniki optyczne, tzw. pasyw-
ne, mają jednak wiele naturalnych ograni-
czeń. Możliwość ich działania jest uzależ-
niona w znacznym stopniu m.in. od warun-
ków pogodowych.
W ostatnich latach coraz większe zastoso-
wanie znajdują czujniki tzw. aktywne - sa-
me wysyłające sygnały i dokonujące po-
miaru ich odbicia. Są to w szczególności
czujniki radarowe (SAR - Synthetic Aper-
ture Radar). Badają rozkłady odbitego pro-
mieniowania mikrofalowego. Wysyłają im-
pulsy i mierzą czas opóźnienia oraz natęże-
nia odbitego echa (amplitudę i przesunięcie
fazowe). Tak zwane rozproszenie wsteczne
wiązki radarowej (backscatter) zależy głó-
wnie od właściwości dielektrycznych gleby
i pokrywającej ją roślinności. Nierówności
gleby, liście, łodygi, owoce itp. tworzą
układy geometryczne elementów rozpra-
szających, wpływające na kierunek i pola-
ryzację odbitego promieniowania.
Zależności te są obecnie intensywnie bada-
ne. W porównaniu z czujnikami optycz-
nymi, czujniki radarowe wykazują bowiem
wiele zalet. Umożliwiają przenikanie wars-
twy chmur i mgieł, pozwalają na zbieranie
danych pomiarowych zarówno w dzień, jak
i w nocy - sygnały radarowe są niezależne
od kąta padania promieniowania słonecz-
nego.
Badania porównawcze właściwości czuj-
ników optycznych i radarowych są prze-
prowadzane na wydziałach rolnych uniwer-
sytetów amerykańskich, m.in. w University
of Arizona Maricopa Agricultural Center.
Na 770-hektarowym polu doświadczalnym,
położonym o 48 km na południe od miasta
Phenix, utworzono stosunkowo duże pros-
tokątne poletka o wymiarach
0,27 x 1,6 km. Są na nich uprawiane rośliny
całorocznie, np. lucerna (alfalfa), na innych
w okresie letnim rośnie bawełna, a okresie
zimowym różne odmiany zboża. Prowa-
dzone są szczegółowe badania naziemne
dotyczące stanu roślinności, zbiorów, za-
stosowanych upraw rolnych, nawodnienia,
użytych herbicydów i pestycydów itp. Pod-
stawowym sposobem nawadniania poletek
doświadczalnych jest zalewanie (flooding),
w związku z czym tworzą one poziome
obwałowane baseny.
Wyniki badań prowadzonych na poletkach
doświadczalnych są porównywane z wyni-
kami obserwacji wykonywanych przy uży-
ciu czujników aktywnych z samolotów i sa-
telitów. Określane są zwłaszcza korelacje
pomiędzy wynikami pomiarów naziem-
nych i zdalnych.
Jednym z rozważanych zagadnień jest op-
tymalna częstotliwość zbierania danych
z pól uprawnych. Szacuje się np., że do
oceny rozwoju zbóż wystarczająca jest
przeciętna częstotliwość od 10 do 20 dni.
W określonych etapach wegetacji roślin
może być jednak wymagane zwiększenie
częstotliwości pomiarów.
Ze statystyk meteorologicznych prowadzo-
nych w środkowozachodnich Stanach Zjed-
noczonych wynika, że co najmniej l H- 2 dni
w tygodniu są słoneczne, co pozwala na
stosunkowo częste wykonywanie pomia-
rów optycznych przy użyciu czujników
pasywnych. Pomiary przy użyciu czujni-
ków aktywnych, radarowych, mogą być
wykonywane praktycznie bez przerwy.
W ramach prowadzonego w kilku stanach
USA programu badawczego „Averde", da-
ne pomiarowe zbierane przez satelity Ziemi
są przekazywane w ciągu 24 godzin do
zainteresowanych producentów rolnych,
w postaci obrazów, za pośrednictwem sieci
Internetu.
CZUJNIKI OBROTÓW
DO PRACY
W TRUDNYCH WARUNKACH
Czujniki obrotów typu HOG 131 są przeznaczo-
ne do bezpośredniego instalowania na wałach
elektrowni wiatrowych. Szczególnie trudne wa-
runki pracy występują w elektrowniach instalo-
wanych na otwartym morzu (off-shore). Czujniki
muszą być wówczas odporne na działanie ostre-
go morskiego powietrza, mgiy solnej, wyłado-
wań elektrostatycznych oraz atmosferycznych,
gwałtownych zmian temperatury itp.
Podwójny system kardanowy czujników kom-
pensuje występowanie osiowych i promienio-
wych ruchów wału generatora,
(wb-12)
Automatisierung + Datentechnik 2003 nr 9
WIADOMOŚCI ELEKTROTECHNICZNE • ROK LXXII • 2004 nr 1-2
65
[ Pobierz całość w formacie PDF ]