Research of development and productivity of agricultural crops using unmanned aerial vehicles | Исследование развития и продуктивности сельскохозяйственных культур с применением беспилотных летательных аппаратов

English. The results of an analytical review of the use of unmanned aerial vehicles and artificial neural networks in agricultural production are presented. Unmanned aerial vehicles can be used as air robots, performing the functions of aerial photography, transportation of technological components, such as plant protection products and performing other similar functions. The classification of the fields of application of unmanned aerial vehicles in agricultural production is presented. The proposed classification involves streamlining the areas of application of unmanned aerial vehicles in agriculture, depending on the composition used. A conceptual model of a software information-analytical complex designed to monitor, obtain and process remote sensing data using unmanned aerial vehicles in various parts of the spectrum has been developed. The software package is designed to obtain and process the results, as well as the subsequent analysis of the totality of images and calculated vegetation indices. The main research problems are formulated that are solved by the developed software, which determine its structure. To predict the yield of various crops, a methodology has been developed for applying the results of aerial photography in conjunction with experimental data on the biological development of crops. For the purpose of practical use of the developed methodology, a database is formed for each culture. The results can be used to build neural network mathematical models of the relationship of optical spectral characteristics with crop performance.

Russian. Представлены результаты аналитического обзора применения беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и искусственных нейронных сетей в с.-х. производстве. БПЛА могут использоваться в качестве воздушных роботов, выполняющих функции аэрофотосъемки, транспортировки технологических компонентов, таких как средства защиты растений, и выполняющих другие аналогичные функции. Представлена классификация областей применения БПЛА в с.-х. производстве. Предложенная классификация предполагает упорядочение областей применения БПЛА в сельском хозяйстве в зависимости от используемого состава. Разработана концептуальная модель программного информационно-аналитического комплекса, предназначенного для мониторинга, получения и обработки данных дистанционного зондирования с использованием БПЛА в различных частях спектра. Программный комплекс предназначен для получения и обработки результатов, а также последующего анализа совокупности изображений и рассчитываемых вегетационных индексов. Сформулированы основные исследовательские задачи, решаемые разработанным программным обеспечением, которые определяют его структуру. Для прогнозирования урожайности различных культур разработана методика применения результатов аэрофотосъемки совместно с экспериментальными данными по биологическому развитию с.-х. культур. С целью практического использования разработанной методики формируется база данных по каждой культуре. Полученные результаты могут использоваться для построения нейросетевых математических моделей взаимосвязи оптико-спектральных характеристик с продуктивностью с.-х. культур.