Висвітлено питання механізму корозії у разі контакту різнорідних металів стосовно впливу змінного струму. Встановлено, що його проходження крізь з'єднання, яке перебуває під шаром конденсату, викликає розкришення пасивувальних плівок і нагромадження ними конденсату, завдяки чому їх опір зменшується, а руйнування контакту прискорюється. Науково обгрунтовано й експериментально доведено, що під шаром конденсату утворення поверхневих плівок з високими діелекричними властивостями відбувається завдяки утворенню на металі квазігальванічних пар внаслідок нерівномірної аерації, що вносить суттєві зміни в існуючі уявлення про механізм руйнування однорідних провідників. Теоретично обгрунтовано та експериментально встановлено необхідність врахування під час прогнозування динаміки руйнування приєднувальних вузлів нульових захисних та заземлювальних провідників проходження струмів першої та третьої гармонік, обумовлених зміщенням нейтралі та несинусоїдністю кривої напруги мережі живлення. Науково обгрунтовано та експериментально доведено можливість підвищення вірогідності досліджень динаміки зміни електричних параметрів нульових захисних та заземлювальних провідників шляхом штучного відтворення в них електричних процесів і забезпечення випадіння на їх поверхні крапель конденсату створенням спеціальної конструкції кліматичної камери. Розроблено математичну модель, яка описує динаміку зміни електричного опору контакту залежно від тривалості експозиції, складу конденсату, сили змінного струму крізь контакт. Доведено вплив рівномірності тиску на достовірність досліджень пробивної напруги та опору поверхневих плівок, яка досягається перпендикулярною

Наведено методику для експрес-аналізу грунту стосовно вмісту гумусу, що базується на порівнянні кольору грунтів та еталонних зразків за допомогою цифрової фотокамери та комп'ютерної програми Land damage expert. Розглянуто методику калібрувальних досліджень.

Розроблено методику розпізнавання образів в системі дистанційного моніторингу станів посівів із використанням нейронних мереж.

Розглянуто можливість використання для камери GoPro Hero 4 зі штатним (оптичним) і інфрачервоним об'єктивом для моніторингу стану азотного живлення кукурудзи. Встановлено, що інфрачервоний об'єктив фіксує "червону" (640 - 690 нм) та інфрачервону (820 - 880 нм) ділянки спектрів. Визначено, що інфрачервоний діапазон надає кращий результат у разі моніторингу стану азотного живлення кукурудзи. Запропоновано інтегральний спектральний стресовий індекс за використання інфрачервоного фільтра для штатної фотокамери безпілотного літального апарата, котрий враховує як спектральну, так і геометричну складові.

Показано, що для оперативної оцінки та аналізу оптичних образів об'єктів рослинних насаджень із використанням спектральних характеристик в оптичному діапазоні, обсяги даних, представлених адитивною моделлю кольорів у форматі RGB, досить значні, що потребує суттєвих обчислювальних ресурсів для їх використання в нейронних мережах. Запропоновано замість значної за обсягами вибірки на вхід нейронної мережі подавати статистичні характеристики вибірки, що скорочує обчислювальний ресурс, адекватно представляючи при цьому зображення.

Застосування безпілотних літальних апаратів (БПЛА), як платформи для сенсорного обладнання, має розширити потенціал спектральних досліджень і забезпечити можливість отримання даних, придатних для управління врожаєм. Мета роботи - розроблення методу програмної ідентифікації на цифрових знімках посівів культури суцільного висіву пікселів, що відповідають саме рослинам, а також оцінка горизонтальної проєкції куполу рослин. Ідентифікацію рослинних насаджень для культур суцільного висіву виконували в 2017 - 2018 рр. на дослідному стаціонарі з вивчення системи застосування добрив НУБІП України на прикладі пшениці озимої сорту Colonia в стадії вегетації кущення та вихід у трубку. Зйомку здійснювали з допомогою БПЛА Phantom 3+ з висоти 40 - 100 метрів камерою FC200. Цифрову обробку графічних даних формату jpeg проводили в програмному середовищі MathCAD, де графічні дані розглядались у вигляді матриці, кількість стовбців якої була втричі більшою за кількість пікселів по горизонталі вихідного зображення. Досліджено ефективність каскадних фільтрів та спеціалізованих індексів EGVI, ERVI та MNVI. Встановлено, що фільтрація грунту по окремому каналу за умов оптичного моніторингу рослинних насаджень виявилась недостатньо ефективною для культур суцільного висіву. Індекси для ідентифікації рослин в оптичному діапазоні EGVI, ERVI та MNVI, створені для висот в 5 - 7 метрів, виявились недієздатними для висот від 40 м і вище, а тому їх використання у виробничих масштабах є недоцільним. Виходячи з результатів розробили методику ідентифікації рослин для практичного використання на основі спектральних портретів рослин, що базується на оцінці різниці між значеннями інтенсивностей зеленого та синього каналів пікселю. Запропоновано для створення вегетаційних індексів з метою ідентифікації культур суцільного висіву використовувати горизонтальну проєкцію куполу рослин як частку загальної площі зображення, що належить куполу рослин.

Застосування безпілотних літальних апаратів (БПЛА), як платформи для сенсорного обладнання, має розширити потенціал спектральних досліджень і забезпечити можливість отримання даних, придатних для управління врожаєм. Мета роботи - розроблення методу програмної ідентифікації на цифрових знімках посівів культури суцільного висіву пікселів, що відповідають саме рослинам, а також оцінка горизонтальної проєкції куполу рослин. Ідентифікацію рослинних насаджень для культур суцільного висіву виконували в 2017 - 2018 рр. на дослідному стаціонарі з вивчення системи застосування добрив НУБІП України на прикладі пшениці озимої сорту Colonia в стадії вегетації кущення та вихід у трубку. Зйомку здійснювали з допомогою БПЛА Phantom 3+ з висоти 40 - 100 метрів камерою FC200. Цифрову обробку графічних даних формату jpeg проводили в програмному середовищі MathCAD, де графічні дані розглядались у вигляді матриці, кількість стовбців якої була втричі більшою за кількість пікселів по горизонталі вихідного зображення. Досліджено ефективність каскадних фільтрів та спеціалізованих індексів EGVI, ERVI та MNVI. Встановлено, що фільтрація грунту по окремому каналу за умов оптичного моніторингу рослинних насаджень виявилась недостатньо ефективною для культур суцільного висіву. Індекси для ідентифікації рослин в оптичному діапазоні EGVI, ERVI та MNVI, створені для висот в 5 - 7 метрів, виявились недієздатними для висот від 40 м і вище, а тому їх використання у виробничих масштабах є недоцільним. Виходячи з результатів розробили методику ідентифікації рослин для практичного використання на основі спектральних портретів рослин, що базується на оцінці різниці між значеннями інтенсивностей зеленого та синього каналів пікселю. Запропоновано для створення вегетаційних індексів з метою ідентифікації культур суцільного висіву використовувати горизонтальну проєкцію куполу рослин як частку загальної площі зображення, що належить куполу рослин.

Досліджено прикладні аспекти використання безпілотних літальних апаратів (БПЛА), а саме і моніторингу посівів озимої пшениці стосовно стресів, зумовлених післядією гербіцидів. Під післядією гербіцидів розуміють вплив решток гербіцидів, що залишились від культури попередника і які викликають стресовий стан у нових посівів. Питання має місцеву специфіку, пов'язану як з невідповідністю технологій вирощування рослин, так і з недостатнім вивченням впливу новітніх засобів захисту рослин за вітчизняних грунтових умов. Відновлення врожайності посівів можливо за своєчасної ідентифікації причин стресу, проте термін прийняття рішень є обмеженим, що потребує впровадження новітніх технологій моніторингу, придатних для промислових масштабів. Мета досліджень - вдосконалення методики оперативного моніторингу за допомогою БПЛА виробничих посівів озимих культур на прикладі пшениці стосовно впливу післядії гербіцидів. Досліди проводили в лабораторних умовах та на виробничих полях для пшениці сорту Mulan. За лабораторних досліджень з використанням фітокамер не вдалось встановити для спектральних чи спектрально-простороових методів моніторингу чітких критеріїв, які однозначно звідчили б про стрес, зумовлений саме післядією гербіцидів. За польових досліджень з використанням комплексу Slantrange, змонтованому на БПЛА DJI Matrice 200, як об'єкта досліджень аналізували розподіл стресових ділянок на полі. Досліди проводили у 2018 р. на виробничих полях у Київській обл. Показано, що карти стресових індексів, одержані на базі даних із високою розподільчою здатністю від БПЛА, можна розглядати як окремий об'єкт досліджень стосовно інтерпретації причин стресів складних біотехнічних об'єктів, таких як посіви зернових культур. Встановлено, що підвищення вірогідності та достовірності даних моніторингу можна досягти за впровадження систем машинної обробки даних та комп'ютерного навчання стосовно пошуку кореляційних зв'язків між розподілом стресових станів рослин у полі та виконанням технологічних операцій, рельєфу місцевості тощо.

Щоб мати уявлення про майбутній врожай аграрії зацікавлені якомога раніше одержати об'єктивну інформацію про стан рослин. Оцінка стану прапорцевого листка за допомогою безпілотного літального апарата (БПЛА) є перспективною для оцінки якості майбутнього врожаю пшениці озимої. Оптимальним знаряддям для моніторингу стану фітоценозів вважається БПЛА, що здатні надати аграріям цифрові знімки високої розподільчої здатності за прийнятну вартість. Аналіз літературних джерел засвідчив відсутність напрацювань щодо ідентифікації стану прапорцевого листка, придатних для БПЛА. В умовах дослідного стаціонару кафедри агрохімії та якості продукції рослинництва НУБІП України в Київській обл. здійснено виміри інтенсивності складових кольору пшениці. Стан прапорцевого листка оцінювали візуально у наземних дослідженнях. Було зафіксовано, що добре розвинений прапорцевий листок був у посівах з рекомендованою та полуторною до неї дозами мінеральних добрив. Повітряну фотозйомку здійснювали цифровою (RGB) камерою FC200 з висоти 100 м. Математичну обробку одержаних результатів формату jpeg проводили засобами MathCad. За результатами роботи було запропоновано маркерний індекс стресу, побудований на визначенні стану прапорцевого листка, що є індикатором формування врожайності зерна у колосі. Було продемонстровано доцільність врахування під час моніторингу пшениці, окрім середнього значення інтенсивності, яскравості каналу кольору і величини половини ширини розподілу. Ця величина може слугувати як додатковий параметр за створення стресових індексів, а також свідчити про стан переходу між етапами росту і розвитку рослин. Експериментально доведено, що кольорові знімки пшениці мають створюватися під конкретні етапи органогенезу. З урахуванням того, що тривалість етапів становить кілька днів, саме БПЛА є оптимальним знаряддям для потреб точного землеробства, адже може використовуватись безпосередньо сільгоспвиробниками.

Стреси технологічного характеру є актуальним викликом для озимих культур і зокрема ріпаку під час промисловому виробництва і за масового використання агрохімії та засобів захисту рослин. Ефективні реанімаційні заходи можливі лише на початкових етапах вегетації і потребують достовірної та доступної інформації про стан посівів. Мета роботи - розроблення індексу за результатами аналізу мультиспектральних знімків із високою просторовою розрізненістю, одержаних завдяки БПЛА для ідентифікації стресів технологічного характеру. Під час польових досліджень 30.10.2019 р. встановили, що на вражених ділянках, рослини мають аномальне забарвлення двох нижніх листків, а саме жовтого і червоного кольору. Для ідентифікації вражених рослин було запропоновано використовувати образ об'єкта, заснований на співвідношенні кількох каналів одночасно, які надають змогу розрізняти вражені та здорові рослини, грунт і листки аномального забарвлення. Запропоновано використовувати індекси RRL (ріпак червоний лист - rape red leaf), які є індикатором технологічного характеру стресу, а саме RRLgr, розрахований на виключно оптичний діапазон та індекс RRLm (канали зелений - G , червоний - R, межовий червоний - Re та ближній інфрачервоний - NIR). Такі індекси зручні для проведення моніторингу стану посівів ріпаку й автоматизованої обробки даних. Встановлено, за моніторингу посівів ріпаку у фазі вегетації 6 - 8 листків, вражених внаслідок технологічних стресів, за допомогою Slantrange 3p заввишки 100 м, для індексів RRLgr та RRLm характерне аномальне забарвлення листків, яке було зафіксовано у 1,5 і 2,1 % від загальної площі рослин на ділянці відповідно. Використання мультиспектрального аналізу надає змогу одержати можливість диференційованої ідентифікації технологічних стресів із різним проявом враження. За стандартної для Slantrange 3p висоти польоту 100 м фіксація аномального забарвлення у 1,5 % від загальної площі рослин ріпаку озимого є підставою для організації додаткового наземного обстеження ідентифікованих ділянок посівів ріпаку озимого.

Безпілотні (дистанційно керовані) літальні апарати (БПЛА) є інноваційним устаткуванням для моніторингу агрофітоценозів, що позбавлене низки принципових недоліків супутників щодо доступності, вартості, здатності розрізнення знімків. Однак, якість, відтворюваність та придатність даних спектрального моніторингу посівів сільсько-господарських культур для процесів управління врожаєм залишаються актуальними питаннями. Оскільки в концепції управління врожаєм дистанційний моніторинг є необхідною складовою, розроблення методики оцінювання придатності спектральних даних для розрахунку агрохімічних практик стало метою роботи. Аналіз літературних даних показав, що залежність кількості пікселів від значень інтенсивності складових кольору для рослин і грунту описується Гауссовим (нормальним) розподілом і відхилення зумовлюється накладанням розподілів від різних зафіксованих на фотознімку об'єктів. Дослідження проводили у 2017 - 2020 рр., аналізуючи стресовий стан рослин, зумовлений дефіцитом елементів живлення. Для моніторингу використовували БПЛА із спеціалізованим спектральним комплексом Slantrange із штатним програмним забезпеченням Slantview та камерою видимого спектра FC200 (від БПЛА Phantom 2). Перевірку проводили на полях пшениці озимої, результат підтвердив оптимальність саме Гауссового розподілу для спектрального моніторингу посівів пшениці. Встановлено, що аналіз відповідності характеру розподілу за спектральними каналами, а саме наявність двох і більше максимумів у графічному його описі свідчить про нерівномірність входження рослин у стадію вегетації або ж наявність сторонніх об'єктів. Оцінка придатності даних може здійснюватися на базі еталонних значень ширини розподілу для спектральних каналів. Це дає змогу стверджувати про доцільність введення в набори штатних вегетаційних індексів геоінформаційних систем додаткових пакетів, що відображають саме спектральні канали.

Для населення урбанізованих територій критично важливими стають питання якості та різноманітності доступних харчових продуктів, екологічної безпеки та гарантій сталого енергозабезпечення. Частина урбанізованих територій не може використовуватись безпосередньо для виробництва харчових продуктів з екологічних причин, проте цілком придатна для виробництва енергії з біомаси. Для створення стратегій переробки органічної біомаси з міських насаджень парків та скверів потрібно визначитись з інструментарієм для отримання та інтерпретації даних щодо наявної та перспективної кількості біомаси в містах, що і становило мету нашої роботи. Дослідження за допомогою безпілотних засобів здійснювали в ботанічному саду Національного університету біоресурсів і природокористування України, з використанням мультиспектральної сенсорної системи Slantrange 3Р з платформи БПЛА промислового типу. Дослідження скверів та газонів міста проводили з використанням архіву супутникових знімків у видимому діапазоні високої роздільної здатності - 0,5 м/піксель - та спеціалізованого сервісу аграрного призначення EO Browser із роздільною здатністю знімків у 10 м/піксель. Моніторинг парку з використанням комплексу Slantrange 3Р, із спеціалізованим програмним забезпеченням SlantView, дав змогу ідентифікувати крони дерев та трав'яне покриття, водночас розрізнити ліани не вдалося. Найкращі результати ідентифікації для комплексу Slantrange було отримано для червоного та інфрачервоного каналів вимірювання. За використання даних супутникового моніторингу відмічена можливість ідентифікації біомаси дерев та кущів відбувається в умовах посухи, коли трава на газонах страждає більше, ніж дерева і кущі, очевидно, завдяки розвиненій кореневій системі. Відмічено, що супутникова зйомка зазвичай здійснюється під різними кутами і, відповідно, фіксуються як дахи, так і частково стіни будівель, а відповідно, саме така зйомка є більш придатною для оцінки біомаси перспективного вертикального озеленення за допомогою ліан.

Розглянуто методологічні засади автоматизації моніторингу станів посівів із використанням безпілотних літальних апаратів, що необхідно для оптимального планування та управління процесами вирощування озимих культур. Проведено аналіз існуючих основ побудови систем підтримки прийняття рішень (СППР), розроблено нові методи і засоби автоматизованого управління процесами в агрохімсервісі з урахуванням визначених за допомогою БПЛА стресових вегетаційних індексів рослин. Розглянуто системне проектування розподілених СППР, застосування СППР для вирішення завдань хімічного захисту рослин. Обґрунтовано методику вегетаційного досліду.

Необхідність оперативного обстеження посівів у промислових масштабах потребує дотримання певного балансу між допустимою якістю знімків і прийнятним часом моніторингу, зумовленого передусім кількістю безпілотно літальних апараттів (БПЛА) та їх польотними характеристиками. Актуальною та новою проблемою для агросфери України є стреси технологічного характеру. Питання оптимальної висоти польоту для моніторингу стресів саме технологічного характеру є метою дослідження. Польові дослідження проведено з вересня по листопад 2019 р. у Бориспільському р-ні на виробничих посівах ріпаку озимого. Моніторинг здійснювали з використанням комплексу Slantrange 3p. Стреси фіксувались за двома параметрами - площа куполу й наявність аномального забарвлення двох нижніх листків (червоного і жовтого кольорів та їх суміш). Максимальна якість ідентифікації досягається за максимального просторового розрізнення знімків, що можлива на мінімальній висоті. Однак польотні характеристики БПЛА обумовлює максимальну висоту і відповідно швидкість польоту для БПЛА. Таким чином, оптимальним є компроміс між точністю виявлення стресу та виробничо-доцільними параметрами польоту, тобто потрібна багатокритеріальна оптимізація. В якості узагальненого критерію був обраний критерій узгоджених добутків, де кількість локальних критеріїв оптимізації s = 3, а вагові коефіцієнти критеріїв обираються суб'єктивно експертами. Запропонований алгоритм вибору оптимальної висоти польоту БПЛА для ідентифікації технологічного характеру стресу для посівів ріпаку озимого дасть змогу планувати заходи щодо моніторингу та обгрунтувати вибір параметрів БПЛА стосовно передусім тривалості його польоту. Використаний вид цільової функції дасть можливість фахівцям без спеціалізованої освіти з програмування вирішити задачу багатокритеріальної оптимізації за власним ваговим коефіцієнтом. Запропонований підхід не має обмежень щодо кількості параметрів оптимізації і кількості локальних критеріїв оптимальності та може використовуватись при виборі користувачем власних показників індикації.