Wim van Wegen

Nhóm Kỹ thuật Công nghệ Công ty TNHH ANTHI Việt Nam dịch và biên soạn.

Năm 2016 Hà Lan lập kỷ lục mới trong xuất khẩu các sản phẩm nông nghiệp với tổng giá trị các loại sản phẩm xuất khẩu đi khắp thế giới lên tới 85 tỷ EURO. Kỷ lục mới này đã biến Hà lan một quốc gia với diện tích canh tác nông nghiệp chỉ vẻn vẹn 41.543 km2 trở thành quốc gia có quy mô xuất khẩu các sản phẩm nông nghiệp đứng thứ hai thế giới (Việt Nam theo thống kê chính thức năm 2015 đang có khoảng 273.022 km2 đất nông nghiệp với tổng giá trị xuất khẩu nông nghiệp năm 2015 ước khoảng 26 tỷ EURO). Nông nghiệp chính xác, hay còn được biết đến với tên gọi khác là canh tác thông minh được coi là chìa khoá giúp kim ngạch xuất khẩu nông nghiệp của Hà Lan tiếp tục tăng trưởng trong những năm tới, một phần nguyên nhân của sự tăng trưởng mạnh mẽ này chính là những đóng góp to lớn của số liệu và các kỹ thuật công nghệ địa không gian cao cấp đã và đang được ứng dụng rộng rãi và triệt để trong sản xuất nông nghiệp ở quốc gia đặc biệt này.

Tại Hà Lan việc sử dụng kỹ thuật định vị toàn cầu bằng vệ tinh GNSS (Global Navigation Satellite Systems) trong lĩnh vực nông nghiệp đã trở thành nền tảng chính yếu. Trên thực tế có rất nhiều giải pháp định vị và hướng dẫn cho xe máy nông nghiệp trong quá trình canh tác, hầu hết các giải pháp này đều được thiết kế hết sức đơn giản phục vụ cho đối tượng chính là nông dân nhằm mục đích cải thiện năng suất lao động, tiết kiệm thời gian và tăng năng suất canh tác theo thời vụ. Toàn bộ quá trình canh tác từ gieo hạt, chăm sóc, bón phân và thuốc trừ sâu, thu hoạch … đều đạt chỉ tiêu cao hơn rất nhiều so với thời kỳ chưa có sự tham gia của GNSS. Có thể coi Hà Lan là tấm gương sáng trong việc triển khai ứng dụng kỹ thuật GNSS trong canh tác nông nghiệp và chắc chắn trong những thập kỷ tới đây, mô hình nông nghiệp thông minh có sự tham gia của GNSS tại Hà Lan sẽ được mở rộng ra tại nhiều quốc gia nông nghiệp khác trên thế giới.

Tuy nhiên nói đến canh tác nông nghiệp hiện đại tại Hà Lan sẽ không chỉ có duy nhất kỹ thuật định vị vệ tinh GNSS, một trong những kỹ thuật địa không gian cao cấp thứ hai nữa cũng được áp dụng một cách rộng rãi trong lĩnh vực nông nghiệp của quốc gia này đó chính là kỹ thuật viễn thám. Viễn thám cung cấp dữ liệu trên nền tảng các công nghệ cảm biến thu thập số liệu về trái đất từ trên cao đặt trên các phương tiện mang như vệ tinh, tàu bay hoặc các thiết bị bay không người lái (UAV hoặc drones). Viễn thám sử dụng thiết bị bay không người lái UAV hoàn toàn nằm trong tầm tay của tất cả mọi nông dân Hà Lan bởi UAV đơn giản hơn khi vận hành, kích thước gọn nhỏ và quan trọng nhất là giá thành vừa phải. Một trong những sản phẩm viễn thám quan trọng ứng dụng trong lĩnh vực nông nghiệp chính là ảnh siêu phổ (Hyperspectral Imaging) tuy nhiên kỹ thuật này vẫn có giá thành cao so với khả năng chi trả của nông dân, mặc dù vậy các nhà khoa học và chính phủ Hà Lan dường như đã tìm được đúng hướng đi trong việc ứng dụng ảnh siêu phổ vào lĩnh vực nông nghiệp. Ở thời điểm hiện tại ảnh đa phổ (Multispectral Imaging) là lựa chọn thay thế với giá thành hợp lý hơn. Mặc dù ảnh đa phổ không thực sự phù hợp đối với những nhiệm vụ cụ thể trong nông nghiệp so với ảnh siêu phổ, nhưng ảnh đa phổ vẫn hỗ trợ rất nhiều cho nông dân trong việc tổng hợp và tạo ra các bản đồ đánh giá hiện trạng phục vụ cho mục tiêu sử dụng một cách hiệu quả và chính xác chất lượng cũng như phương thức sử dụng thuốc bảo vệ thực vật và phân bón trên cánh đồng. Ảnh đa phổ chụp các cánh đồng rau là công cụ tốt và trực quan để xác định các chỉ số liên quan như tình trạng hiện thời, thiếu/thừa nước hoặc các chất hữu cơ trên đối tượng quan sát …

Một trong những hướng đi mang tính sáng tạo trong việc ứng dụng kỹ thuật địa tin học vào nông nghiệp đó là sử dụng ảnh nhiệt (Thermal Imaging). Tại Hà Lan kỹ thuật ảnh nhiệt liên tục được triển khai thử nghiệm và phát triển nhanh chóng trong một thời gian ngắn và quan trọng nhất ảnh nhiệt đã thể hiện được giá trị to lớn trong lĩnh vực nông nghiệp ví dụ như phát hiện các loại sâu bệnh trên lá, giám sát vườn ươm, gieo hạt và dự báo thu hoạch. Các cảm biến đa phổ và ảnh nhiệt trọng lượng nhẹ phù hợp với các phương tiện bay không người lái UAV có giá thành không quá đắt sẽ là lựa chọn hợp lý đối với nông dân trong việc triển khai sử dụng thực tiễn.

UAV trang bị cảm biến siêu phổ Cubert UD-185 được thiết kế phục vụ cho các ứng dụng nông nghiệp.

Vậy khác biệt giữa ảnh siêu phổ và ảnh đa phổ là gì? Ảnh siêu phổ phân chia ánh sáng thành hàng nghìn kênh nhỏ để tăng mức độ chi tiết cho hình ảnh thu được, trong khi đó ảnh đa phổ chỉ làm việc với một số dải kênh ít hơn nhiều. Nhờ dải phổ thu được trên mỗi pixel khác nhau, các giải pháp siêu phổ có khả năng mang lại những chiều số liệu mới cho các đối tượng nông nghiệp trong khi ảnh đa phổ có thể bị hạn chế về phần này. Kỹ thuật hình ảnh này có khả năng ứng dụng rất rộng trong lĩnh vực nông nghiệp, chúng có khả năng phát hiện những thay đổi màu sắc nhỏ nhất trong tán lá cây. Các thiết bị bay không người lái trang bị cảm biến siêu phổ có khả năng xác định rõ ràng các hiện tượng liên quan từ khoảng cách 300 đến 400 mét trên cánh đồng. Cảm biến siêu phổ cho phép nông dân quan sát những thay đổi thậm chí là những biến đổi màu sắc nhỏ trên lá, có thể nói ảnh siêu phổ sẽ là kỹ thuật quan trọng làm thay đổi toàn bộ cục diện nông nghiệp khi chúng có giá thành hợp lý hơn trong tương lai.

Cùng với ảnh nhiệt, ảnh siêu phổ, ảnh đa phổ … kỹ thuật định vị toàn cầu bằng vệ tinh hiện vẫn đang là cánh tay chủ lực trong lĩnh vực nông nghiệp tại Hà Lan và các quốc gia phát triển khác trên thế giới, GNSS chính là biểu tượng của nông nghiệp hiện đại, nông nghiệp chính xác chắc chắn sẽ là cuộc cách mạng trên diện rộng với những thiết bị xe máy thông minh và hiệu quả hơn, kể cả khi Google hay Elon Musk có quan tâm hay không thì máy móc canh tác nông nghiệp không người lái vẫn sẽ xuất hiện, các nhà sản xuất lớn như Case, John Deere hay New Holland đang thử nghiệm nhiều mẫu xe máy nông nghiệp hoàn toàn không có người điều khiển và họ đã gặt hái được thành công ở nhiều giai đoạn.Tương lai không xa, những cánh đồng vắng bóng người nông dân sẽ xuất hiện như trong một câu chuyện cổ tích hoang đường.

Mọi thông tin xin liên hệ với chúng tôi qua hòm thư: info@anthi.com.vn