Counting coconut trees with drones in Western Samoa

On the Pacific islands of Samoa drone technology is used in a coconut tree survey to forecast more accurately yield and production of virgin coconut oil. 

In 2015 the Samoan agricultural non-governmental organisation Women in Business Development Incorporated (WIBDI) realised that it needed a new way to collect and organise comprehensive data from associated farms. The organisation helps local rural families actively engage through fair-trade in the niche market of organic products. They were wondering what would make it easier to carry out organic standards inspections and conduct counts of certain crops, in particular coconut trees.

Coconut is Samoa’s most important renewable resource and export product. The country exports copra coconut oil, virgin coconut oil, coconut cream, desiccated coconut, coconut fibre (coir) and shell products mainly to Australia and New Zealand. WIBDI is the largest exporter of virgin coconut oil in Samoa and its main buyer is The Body Shop, which is based in the United Kingdom.

In search for answers to the data collection problem, WIBDI turned to Samoan tech-services company Skyeye for help. Skyeye’s experts explained to them that the technology of unmanned aerial vehicles (UAVs) – also known as drones – was the perfect solution. It is cheaper than a manned aircraft and capable of collecting higher-resolution imagery than those that are available from a satellite.

Open source server

For its mapping work, Skyeye uses a fixed wing professional mapping UAV, which is capable of covering large areas in a single autonomous flight. ’The drone allows us to capture images of farms that are not easily accessible and it gives us the flexibility to fly whenever we want as long as the weather permits it. Being able to capture up-to-date imagery has been a massive benefit to this digitisation project,’ says Skyeye’s Geographic Information System (GIS) technician Ephraim Reynolds.

After technicians download images from the UAV, they process them into orthomosaics: stitched-together images that have been digitally corrected for distortion, so that they can be overlaid onto a map. They then open these image layers in a free, open source GIS computer programme, known as QGIS. In QGIS, they are able to digitise key farm features – and the high resolution drone imagery clearly shows individual coconut trees, allowing them to conduct a visual count of total tree numbers.

Skyeye uses a GIS feature known as a Web Feature Service (WFS), which allows them to grant users access to its geoserver – an open source server made for sharing geospatial data. With WFS, users are able to download individual layers of information, such as the layer containing information about farm’s coconut trees. With these geospatial data farmers then can make their own changes and updates to the digital map. ‘In this way, Skyeye is able to divide the labour and make the process of analysing the drone imagery faster and more centralised within one system,’ says Reynolds.

Locating landing areas for drones

To further speed up the process of mapping, Skyeye shows farmers images of their farms from the air so they can draw their boundaries. By estimating the age of the palm trees on each of the farmer’s property, WIBDI is able to forecast the yield and production of virgin coconut oil. These estimates can in turn be used to assess the feasibility of future business ventures, and to make more accurate estimates of expected annual profits.

While the drones have been a boon to WIBDI, they have not been entirely trouble-free. According to Reynolds, Skyeye’s biggest challenge has been locating suitable landing areas, as the drone requires an open area free of vegetation to safely land after completing a mission – and such an area can be hard to find on a tropical island. ‘Google’s satellite imagery in Samoa is outdated. Sometimes, we found that the best solution is to ask the locals in the village where we can find suitably clearing,’ he describes.

Maintaining a strong radio link to the drone was another hassle due to tall coconut trees, which can obstruct the signal and result in the drone not capturing images. ’For this, we shortened the range of the drone’s flight path, or found higher ground to launch it from,’ explains Reynolds.

By the end of January 2016, Skyeye had mapped 10,480 hectares by drone and counted 138,180 coconut trees. The drone survey of all 558 farms in WIBDI’s network should be completed by April 2016. In the future, Skyeye Samoa hopes to extend the tree-counting process it has developed for WIBDI.  ’As Samoa and the Pacific continue to realise how drone technology can be used in various industries, especially in agriculture, the region will become better able to reach large markets and keep up with modern advancements,’ says Reynolds.

About the authors:

Ephraim Reynolds (ephraim@skyeye.ws) is GIS technician at Skyeye. Faumuina Felolini Tafuna’i (flyinggeesepro@gmail.com) is media specialist at Women in Business Development Inc. WIBDI.

Source:

Republished with permission from ICT Update, issue 82, April 2016

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— Drones 4 Agriculture (@UAV4Ag) June 4, 2016

Djiru Warrangburra Peoples share their traditional knowledge across generations: a P3DM experience in Australia

Attracting approximately 2 million tourists each year, the Wet Tropics region is home to more than 18 distinct Rainforest Aboriginal tribal groups for whom the region holds deep cultural and spiritual significance. Many of these Aboriginal groups deal with multiple threats to their traditional landscapes, due to pressures such as tourism, agriculture and population growth. As some of the most disadvantaged people in Australia, Aboriginal people often do not have the resources to address these threats comprehensively and regularly experience the loss of vital cultural heritage and access to their traditional landscapes as a result of these pressures.

The Djiru Warrangburra people are one of the culturally rich Rainforest Aboriginal tribal groups of the region. They live in and around the rainforests and coastal flats of the Mission Beach area, about 2 hours south of the regional centre of Cairns.

Djiru traditional lands are also home to some of the last remaining numbers of the southern cassowary - Casuarius casuarius johnsonii - a species endemic to the Wet Tropics World Heritage Area and listed as endangered. 

In April 2016 Djiru people began implementing a participatory 3-dimensional model (P3DM) covering close to 60,000 hectares (576 sq km) of land and sea, and including areas such as World Heritage, National Parks, freehold tenure.

At a scale of 1:10,000 the Djiru P3DM exercise is intended to encourage intragenerational sharing of knowledge vital to the longevity of Djiru culture ad the identity of Djiru people. Still in progress the P3DM is expected to be complete by June 2016. The project is being facilitated by the Wet Tropics Management Authority and is funded under the Queensland Gambling Community Benefit Fund.

Les drones du Sri Lanka, de véritables pionniers

L'Institut international de gestion de l'eau (IIGE) au Sri Lanka a lancé des expérimentations avec des drones dans le but de fournir des informations utiles à de nombreuses études telles que la surveillance des récoltes, la réduction des effets des catastrophes naturelles, et la prévention des maladies. 

Ces derniers mois, l'Institut international de gestion de l'eau de Colombo a utilisé des drones, appelés dans le monde anglophone « véhicules aériens sans pilote (UAV) », afin de surveiller les récoltes de riz dans la région aride d'Anuradhapura et ses alentours. Des capteurs de couleur RVB (rouge, vert, bleu) et des capteurs proche infrarouge ont par exemple été utilisés pour photographier les champs de riz. Ces technologies ont le potentiel d'aider les agriculteurs à repérer les champs sous pression et à déterminer les potentielles zones à faible altitude pour le partage des ressources.

Le drone de l'institut est également régulièrement utilisé en partenariat avec les autorités locales. En décembre 2015, le département des relevés topographiques du Sri Lanka a mis en place un plan de réduction des effets des catastrophes pour Badulla, la capitale de la province d'Uva.

Si des techniques conventionnelles avaient été utilisées, le département aurait mis plus d'un an à effectuer le relevé topographique de la ville. En revanche, le drone de l'IIGE a réussi à cartographier la totalité de la zone de 10 km2 en à peine trois jours, avec quatorze vols, 4 600 images haute résolution obtenues, et une résolution spatiale moyenne de quatre centimètres.

.@IWMI_ #SriLanka utilise les #drones pour le suivi des #cultures #maladies & #catastrophes https://t.co/QvOpSbiUsw pic.twitter.com/CuAY1T94e4

— Drones 4 Agriculture (@UAV4Ag) May 26, 2016

Prévention des maladies

L'imagerie par drone peut également servir à mieux comprendre la propagation des maladies, ce qui aide les experts du domaine de la santé à créer des cartes de grande qualité. La maladie rénale chronique d'étiologie incertaine (CKDu) est l'une des maladies non contagieuses les plus graves touchant les Sri Lankais aujourd'hui, et elle reste mal comprise. Diagnostiquée pour la première fois au milieu des années 1990, cette maladie est désormais présente dans six des neuf provinces du pays. Elle est essentiellement confinée dans la région sèche et ne touche que les agriculteurs cultivant le riz. La CKDu aurait jusqu'à présent entraîné la mort d'environ 25 000 personnes, et on estime que 8 000 personnes reçoivent actuellement un traitement.

Dans la région de Mahiyangana, la CKDu se serait propagée en contaminant l'eau potable issue des puits. Le drone a été utilisé pour rassembler des données géoréférencées sur les lieux d'habitation des ménages et l'emplacement des puits. Les données collectées peuvent en outre servir à la réalisation d'un modèle numérique d'élévation afin de localiser les zones élevées et basses de deux villages.

Les données ont été utilisées dans le cadre d'un projet pilote sur la prévention de la CKDu dans la région. Selon Ranjith Mulleriyawa, le responsable du projet, ces photos et cartes aériennes ont fourni aux chercheurs une meilleure vue globale de la région, et les ont aidés à comprendre de quelle manière les puits contaminés sont liés à la propagation de la CKDu dans les zones concernées.

Haute précision

L'IIGE prévoit également d'utiliser le drone au Népal afin de répertorier les sources d'eau fraîche à l'aide d'un petit capteur thermique. Les bassins hydrographiques ciblés au Népal sont dissimulés derrière une végétation dense, ce qui rend difficile l'utilisation de capteurs optiques standards afin d'identifier et de localiser les sources. Le capteur thermique monté sur le drone peut trouver les sources à travers la végétation car leur température est inférieure à celle de la terre qui les entoure.

Si l'utilisation des drones dans la recherche ainsi que d'autres applications pratiques de cette technologie sont encore balbutiantes, les premiers essais de l'IIGE ont déjà démontré leur efficacité. En effet, les drones peuvent servir à effectuer des relevés topographiques des régions étendues et difficiles d'accès en un temps relativement limité, et avec une grande précision. Pour les experts et décideurs politiques, ces images aériennes peuvent constituer des sources d'informations plus précises et davantage actualisées que celles dont ils disposaient auparavant. Les images de grande qualité des drones peuvent aider les agriculteurs à repérer de manière précoce les mauvaises récoltes, et leur donner assez de temps pour réagir.

Selon l'IIGE, les relevés topographiques effectués par des drones seront particulièrement utiles dans les recherches qui nécessitent une surveillance très précise et répétée. Il peut s'agir par exemple de vérifier les changements dans les systèmes de culture, de modifier le statut de ressources hydriques importantes et de documenter l'étendue des catastrophes environnementales. Il ne fait aucun doute que les agriculteurs ne tarderont pas à utiliser des drones pour surveiller leurs cultures, tout comme ils utilisent aujourd'hui des machines plus traditionnelles pour semer et récolter.

À propos de l'auteur :

Salman Siddiqui (S.Siddiqui@cgiar.org) est responsable senior de la division des systèmes d’information géographique, des capteurs à distance, et de la gestion des données auprès de l'Institut international de gestion de l'eau au Sri Lanka.

Source:

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