弗吉尼亚理工大学的三名大四学生在植物与环境科学学院康夏教授的环境监测与分析课程的一个班级项目中研究了无人机如何识别土壤湿度。
马特·达拉 (Matt Darrah)、格雷迪·黑塞 (Grady Hesse) 和瑞安·汉弗莱 (Ryan Humphry) 植物与环境科学学院 被引入精准农业作为一种管理实践,其中发送自主调查设备来收集土地和土壤样本,以定期识别需要补充养分的区域。
“我们看到过去有人用无人机来观察植被的差异,但我们没有看到任何预测土壤湿度和土壤有机质含量的东西,”来自弗吉尼亚州贝里维尔的环境科学研究生黑塞说。 。
他们想知道这是否可以用无人机复制。
“这可能是开创性的,”来自内华达州拉斯维加斯的环境科学专业毕业生达拉说。 “除了驾驶无人机很酷之外,我们认为我们可以作为本科生参与潜在的革命性研究。”
该研究调查了土壤调整植被指数(SAVI)和归一化植被指数(NDVI)数据,这两个土壤光谱指数是从无人机收集的,以确定裸露土壤的湿度水平。
这个实验性学习项目最终涵盖了各个学科 农业与生命科学学院。参与该学生项目的教师包括植物与环境科学学院副教授 Song Li,专门研究先进基因组学和传感器技术,Sanaz Shafian,植物与环境科学学院助理教授,Shawn Jadrnicek,弗吉尼亚理工大学霍姆菲尔德农场的农场经理和夏。 Li、Shafian 和 Xia 是该学院的附属教师 农业高精尖创新中心.
霍姆菲尔德农场 (Homefield Farm) 是餐饮服务公司与农业与生命科学学院合作建立的,也是弗吉尼亚州一所大学拥有的唯一经过认证的有机农场,也是学生们的研究地点。这个由学生经营的农场占地 50,000 英亩,位于布莱克斯堡校区以西 XNUMX 英里处,为校园内的餐饮中心和 Homefield 农场摊位提供约 XNUMX 磅新鲜农产品。该农场是弗吉尼亚理工大学的一部分 大学农场经营,其中还包括肯特兰农场。
“在所有教职员工的帮助下,这对我们来说是一个有意义的研究项目,”达拉说。
学生们认为在这方面需要做更多的工作,特别是制定适当的土壤特性指数,包括土壤湿度。三人发现他们的 NDVI 和 SAVI 数据集之间的相关性微不足道,而且不足以可靠使用。
学期结束时,该小组与课程中的其他学生一起通过 Zoom 分享了这些结果和发现。该小组讨论了他们的航拍图像、如何关联结果等等。
“这个项目中我最喜欢的部分是当我们看到我们的结果时,”来自弗吉尼亚州约克镇的汉弗莱说,他也是一名环境科学毕业生。 “我们发现我们在某些方面可能是正确的,但在其他方面可能是错误的。但我认为,看到我们在大流行期间短短一个学期内取得的成就就令人印象深刻。”
马特·达拉 (Matt Darrah)、格雷迪·黑塞 (Grady Hesse) 和瑞安·汉弗莱 (Ryan Humphry) 准备在霍姆菲尔德农场驾驶无人机测量土壤湿度。照片:由 Darrah、Hesse 和 Humphry 提供