Drone đa phổ là drone mang camera chụp riêng từng dải sóng hẹp, thường gồm lục, đỏ, rìa đỏ và cận hồng ngoại, để tính các chỉ số phản ánh tình trạng cây trồng như NDVI hay NDRE và lập bản đồ vùng cây khoẻ, cây yếu. Với người làm dịch vụ, chọn drone đa phổ cần xét bốn điểm: các dải phổ có khớp loại cây và chỉ số khách cần không, có cảm biến ánh sáng mặt trời để bù khi mây thay đổi không, có quy trình hiệu chuẩn bằng tấm phản xạ chuẩn không, và phần mềm có xuất được bản đồ chỉ số cùng bản đồ phun theo vùng không.
Đầu tư đa phổ chỉ có lý khi bạn có khách hiểu và dùng dữ liệu: trang trại lớn, vườn cây ăn trái quy mô, hợp tác xã có cán bộ kỹ thuật, đơn vị nghiên cứu giống. Bài này giải thích khác biệt giữa đa phổ và camera thường, các thành phần của bộ thiết bị, cách giao sản phẩm và những trường hợp chưa nên đầu tư. Cách AI đọc bản đồ và góc chủ ruộng cân nhắc thuê dịch vụ có ở trang Không Phận; ở đây là phía người bay. Bản đồ chỉ số là công cụ hỗ trợ, không thay chẩn đoán của cán bộ bảo vệ thực vật.
Đa phổ khác camera thường ra sao
Camera thường ghi ba kênh đỏ, lục, lam rộng, mô phỏng mắt người. Cây khoẻ và cây hơi yếu nhiều khi trông gần như giống nhau trong ảnh thường, đến lúc thấy vàng lá bằng mắt thì vấn đề đã rõ. Lá cây khoẻ phản xạ mạnh ánh sáng cận hồng ngoại (do cấu trúc tế bào lá) và hấp thụ mạnh ánh sáng đỏ (do diệp lục dùng cho quang hợp). Khi cây gặp căng thẳng vì thiếu nước, thiếu dinh dưỡng, sâu bệnh, tỷ lệ này thay đổi, đôi khi trước khi mắt người thấy.
Camera đa phổ tách các dải sóng hẹp bằng nhiều cảm biến riêng, mỗi cảm biến có kính lọc cho một dải. Ảnh đầu ra không đẹp theo nghĩa thông thường, mà là dữ liệu phản xạ của từng dải trên từng điểm ảnh. Phần mềm kết hợp các dải theo công thức để tạo bản đồ chỉ số. Chỉ số phổ biến nhất là NDVI, tính bằng hiệu của cận hồng ngoại và đỏ chia cho tổng của chúng, cho giá trị từ âm một đến một; vùng thực vật dày khoẻ thường có giá trị cao.
Điều quan trọng với người làm dịch vụ: bản đồ chỉ số chỉ ra chỗ nào khác, không nói vì sao khác. Một vùng chỉ số thấp có thể do thiếu nước, úng, thiếu đạm, sâu bệnh, giống khác, đất khác, hay đơn giản là cây vừa tỉa cành. Sản phẩm có giá trị là bản đồ kèm đánh dấu vùng cần kiểm tra thực địa, để chủ vườn và cán bộ kỹ thuật xuống xem. Hứa với khách rằng drone "phát hiện bệnh" là hứa quá sức thiết bị.
Các dải phổ và chỉ số thường dùng
Đỏ và cận hồng ngoại: nền của NDVI. NDVI tốt để phân biệt vùng có thực vật và không, mật độ tán lá, và theo dõi biến động lớn qua mùa vụ. Hạn chế: khi tán lá đã dày, NDVI dễ bão hoà, các vùng khoẻ và hơi yếu cho giá trị gần nhau.
Rìa đỏ: nhạy hơn khi tán dày. Dải rìa đỏ nằm giữa đỏ và cận hồng ngoại, nơi phản xạ của lá thay đổi rất nhanh theo hàm lượng diệp lục. Chỉ số NDRE dùng rìa đỏ thay cho đỏ, thường phân biệt tốt hơn ở cây đã khép tán như lúa giai đoạn sau, vườn cây ăn trái trưởng thành. Nếu khách chủ yếu là vườn cây lâu năm, camera có dải rìa đỏ đáng ưu tiên.
Lục và lam. Kênh lục dùng trong một số chỉ số liên quan diệp lục; một số camera có kênh lam cho các ứng dụng riêng. Số dải nhiều hơn mở thêm chỉ số, nhưng phần lớn dịch vụ thực tế xoay quanh vài chỉ số chính.
Camera thường kèm theo. Nhiều drone đa phổ có thêm một camera thường độ phân giải cao, để tạo bản đồ trực ảnh màu thật giúp khách định hướng và đối chiếu. Đây là tính năng thực dụng: chủ vườn dễ hiểu bản đồ hơn khi thấy nhà kho, lối đi, mương nước quen thuộc.
Chỉ số khả kiến từ camera thường. Có những chỉ số tính chỉ từ ba kênh đỏ, lục, lam của camera thường. Chúng cho manh mối thô với chi phí thấp, nhưng không đo được cận hồng ngoại và kém ổn định giữa các lần bay. Có thể dùng để thử nghiệm dịch vụ trước khi đầu tư đa phổ thật, miễn là nói rõ giới hạn với khách.
Cảm biến ánh sáng mặt trời và tấm hiệu chuẩn: thứ làm dữ liệu so sánh được
Lượng ánh sáng chiếu xuống ruộng thay đổi liên tục theo mây, giờ trong ngày và mùa. Nếu không bù, cùng một vườn cây có thể cho giá trị chỉ số khác nhau giữa hai lần bay chỉ vì trời âm u hơn. Cảm biến ánh sáng mặt trời gắn trên đỉnh drone đo cường độ ánh sáng tới ở từng dải trong lúc bay, để phần mềm chuẩn hoá giá trị phản xạ. Với khí hậu nhiệt đới nhiều mây trôi như ở nhiều vùng Việt Nam, đây gần như là thành phần bắt buộc.
Tấm hiệu chuẩn phản xạ là tấm có hệ số phản xạ đã biết ở từng dải. Chụp tấm này trước và sau mỗi chuyến bay giúp phần mềm quy đổi giá trị số của camera thành phản xạ thật. Tấm cần giữ sạch, không trầy, cất trong hộp, và thay theo khuyến nghị của nhà sản xuất vì bề mặt lão hoá theo thời gian. Quên chụp tấm hiệu chuẩn là lỗi phổ biến khiến dữ liệu cả buổi bay khó so sánh với lần sau.
Ngoài ra, nên bay trong khung giờ ánh sáng ổn định quanh giữa ngày, giữ cùng độ cao và cùng tuyến cho các lần bay của cùng một vườn. Dịch vụ đa phổ có giá trị nhất khi theo dõi theo thời gian, nên tính nhất quán giữa các lần bay quan trọng hơn chất lượng một lần bay riêng lẻ.
Một thói quen nên có là lập hồ sơ cho từng vườn: tuyến bay đã lưu, độ cao, giờ bay, ảnh tấm hiệu chuẩn, điều kiện mây và gió của mỗi lần. Khi khách hỏi vì sao vùng này tháng trước xanh mà tháng này đỏ, bạn có đủ dữ liệu để loại trừ nguyên nhân do cách bay, trước khi kết luận là cây thay đổi. Hồ sơ đó cũng là thứ chứng minh năng lực khi chào dịch vụ cho trang trại mới.
Từ bản đồ chỉ số đến bản đồ phun theo vùng
Một trong những sản phẩm khách trả tiền rõ nhất là bản đồ phun hoặc bón theo vùng: thay vì phun đều cả ruộng, chia ruộng thành các vùng theo chỉ số và đề xuất mức xử lý khác nhau. Một số drone phun nông nghiệp đọc được bản đồ này và tự điều chỉnh lưu lượng theo vùng. Người làm dịch vụ có cả drone đa phổ lẫn drone phun có thể cung cấp quy trình trọn gói: bay khảo sát, lập bản đồ, phun theo vùng.
Ở bước này cần ranh giới rõ: người bay cung cấp bản đồ và vận hành thiết bị, còn quyết định loại thuốc, phân và liều lượng thuộc chủ ruộng theo nhãn sản phẩm và khuyến cáo của cán bộ khuyến nông, bảo vệ thực vật. Bản đồ phun theo vùng chỉ chia mức tương đối; con số cụ thể cho từng mức phải do người có chuyên môn đặt.
Khi chọn thiết bị, kiểm phần mềm xử lý có xuất được bản đồ phun ở định dạng mà drone phun của bạn hoặc của đối tác đọc được không. Không tương thích định dạng là chỗ nhiều dịch vụ trọn gói bị gãy, phải làm thủ công tốn công và dễ sai.
Phần mềm và cách giao sản phẩm cho chủ vườn
Chủ vườn không cần ảnh đa phổ thô; họ cần thứ đọc được và làm được. Một bộ sản phẩm giao tốt thường có các phần sau.
- Bản đồ trực ảnh màu thật toàn vườn, để định hướng.
- Bản đồ chỉ số với thang màu đơn giản và chú thích dễ hiểu, kèm ngày bay và điều kiện thời tiết.
- Danh sách vùng cần kiểm tra thực địa, mỗi vùng có toạ độ hoặc mô tả vị trí theo hàng, lô, cùng ảnh trích.
- So sánh với lần bay trước nếu là dịch vụ theo dõi định kỳ: vùng nào cải thiện, vùng nào xấu đi.
- Bản đồ phun hoặc bón theo vùng khi khách yêu cầu, với mức tương đối và ghi chú rằng liều do người có chuyên môn quyết.
- Ghi chú giới hạn: bản đồ chỉ ra khác biệt, cần kiểm tra thực địa để xác định nguyên nhân.
AI trong phần mềm có thể tự phân vùng, đếm cây, ước số cây thiếu, đánh dấu vùng bất thường. Những chức năng này tiết kiệm thời gian, nhưng kết quả cần người rà lại trước khi gửi khách. Dữ liệu vườn của khách là dữ liệu kinh doanh, cần giữ kín và không tải lên dịch vụ đám mây khi chưa được đồng ý.
Khi nào chưa nên đầu tư drone đa phổ
Khách chưa có ai đọc và dùng dữ liệu. Hộ nhỏ chủ yếu cần phun thuốc, ít khi trả tiền cho bản đồ chỉ số. Nếu khu vực của bạn chưa có trang trại lớn, hợp tác xã có cán bộ kỹ thuật hay đơn vị nghiên cứu, máy đa phổ dễ nằm kho.
Bạn chưa có kỹ năng xử lý và giải thích dữ liệu. Giá trị nằm ở phần giải thích. Hãy học xử lý trên dữ liệu mẫu và làm vài dự án hợp tác trước, ví dụ thuê máy hoặc làm cùng một đơn vị đã có thiết bị.
Bạn định thay chẩn đoán bằng bản đồ. Nếu mô hình kinh doanh dựa vào việc nói với khách "cây bị bệnh gì", đó là ngoài phạm vi thiết bị và chuyên môn của người bay. Bản đồ chỉ hỗ trợ cán bộ kỹ thuật.
Chưa có quy trình nhất quán. Dịch vụ theo dõi cần bay lặp lại cùng điều kiện. Nếu lịch làm việc của bạn chưa cho phép bay định kỳ đúng hẹn, giá trị so sánh giữa các lần bay giảm mạnh. Khách trả tiền cho chuỗi dữ liệu theo mùa vụ, nên lỡ một lần bay vào giai đoạn quan trọng của cây là làm hổng cả chuỗi, khó bù lại bằng lần bay sau.
Câu hỏi thường gặp
Drone đa phổ có phát hiện được sâu bệnh không?
Drone đa phổ phát hiện vùng cây có phản xạ khác thường, có thể do sâu bệnh nhưng cũng có thể do thiếu nước, thiếu dinh dưỡng, đất khác hay giống khác. Nó không xác định được bệnh gì. Cần cán bộ bảo vệ thực vật hoặc người có chuyên môn kiểm tra thực địa để kết luận và đề xuất xử lý.
NDVI và NDRE khác nhau thế nào khi chọn camera?
NDVI dùng đỏ và cận hồng ngoại, tốt cho theo dõi mật độ tán và biến động lớn nhưng dễ bão hoà khi tán dày. NDRE dùng rìa đỏ, thường phân biệt tốt hơn ở cây đã khép tán. Nếu khách chủ yếu là vườn cây lâu năm, ưu tiên camera có dải rìa đỏ.
Có thể dùng camera thường để làm dịch vụ chỉ số cây trồng không?
Có chỉ số tính từ ba kênh của camera thường, cho manh mối thô với chi phí thấp. Nhưng không có cận hồng ngoại và khó so sánh giữa các lần bay. Có thể dùng để thử thị trường, miễn là nói rõ giới hạn với khách và không quảng cáo như dịch vụ đa phổ.
Bao lâu nên bay theo dõi một vườn?
Tuỳ cây trồng, giai đoạn và mục tiêu của khách. Theo dõi theo mùa vụ có thể vài lần mỗi vụ ở các giai đoạn quan trọng; theo dõi vấn đề cụ thể có thể dày hơn. Quan trọng là bay lặp lại cùng điều kiện để dữ liệu so sánh được.
Tấm hiệu chuẩn bị bẩn có ảnh hưởng nhiều không?
Có. Bụi, vết bẩn hay trầy xước làm thay đổi hệ số phản xạ, dẫn tới sai lệch toàn bộ dữ liệu chuyến bay. Giữ tấm trong hộp, cầm ở mép, không đặt xuống đất bẩn, và thay theo khuyến nghị của nhà sản xuất.
Dữ liệu đa phổ có thể dùng cho bảo hiểm nông nghiệp không?
Dữ liệu đa phổ có thể là một nguồn tham khảo cho đánh giá thiệt hại, nhưng việc dữ liệu nào được chấp nhận phụ thuộc quy định và yêu cầu của tổ chức bảo hiểm. Người làm dịch vụ không nên cam kết điều này với khách; góc bảo hiểm và trách nhiệm xem trang Không Phận.