Diweddariad Terfynol Cyllid Arbrofi Maesnewydd

Prif ganlyniadau: 

  • Gall delweddau aml-sbectrol o badogau pori a gesglir gan ddefnyddio drôn gynnig opsiwn rhesymol yn hytrach na darlleniadau mesurydd plât (±250 kg DM/Ha) o fewn ystod o ~1800 i 3500 kg DM/Ha.
  • Mae data o ddelweddau Coch, Gwyrdd a Glas (RGB) (delweddau lle caiff pob picsel ei ddiffinio yn ôl faint o liwiau coch, gwyrdd a glas sy’n bresennol) yn cynhyrchu modelau gwannach yn gyffredinol, ond maent yn dal i allu cyflawni rhagfynegiadau rhesymol o ddarlleniadau mesurydd plât (±325 kg DM/Ha).
  • Nid oedd data o ddelweddau drôn yn gallu rhagfynegi gwerth D, egni metaboladwy na chemeg y porthiant yn ddibynadwy ar y cyfan, ac eithrio ffibr glanedol niwtral (NDF) i ryw raddau (± 23 g/kg) o fewn ystod o ~380 to 540 g/kg (n = 22, angen rhagor o ddata).
  • Roedd samplu gan ddefnyddio drôn yn cynnig arbediad amser sylweddol o’i gymharu â defnyddio mesurydd plât, ond roedd angen offer arbenigol, hyfforddiant a meddalwedd, tywydd ffafriol a chaniatâd i ddefnyddio’r gofod aer. 

Cefndir: 

Mae fferm Maesnewydd, sy’n cael ei ffermio gan Jâms Morgan a’i deulu, yn fenter gymysg gyda buches o 130 o wartheg llaeth, gydag anifeiliaid cyfnewid sy’n cael eu magu gartref yn brif ffocws. Wrth i’r fenter laeth barhau i dyfu, mae gwella rheolaeth ar y borfa wedi dod yn brif flaenoriaeth i hybu effeithlonrwydd adnoddau a phroffidioldeb yn gyffredinol. Mae casglu data yn rheolaidd yn hanfodol er mwyn monitro twf ac ansawdd y borfa, ond mae prinder oriau llafur yn ei gwneud hi’n anodd casglu mesuriadau gyda mesurydd plât. Mae’r prosiect hwn yn archwilio a all delweddau drôn aml-sbectrol gynnig opsiwn dibynadwy arall yn hytrach na’r mesurydd plât, gyda’r nod o fuddsoddi yn yr offer a’r hyfforddiant angenrheidiol i fabwysiadu’r dull rhagfynegol hwn yn y dyfodol.

Diben y gwaith: 

  1. Creu graddnodiad i ragfynegi biomas ac ansawdd y gwndwn o ddelweddau aml-sbectrol a sbectrwm gweledol.
  2. Asesu effeithiolrwydd graddnodiad yn erbyn darlleniadau mesurydd plât ar gyfer:
    a.    Data aml-sbectrol
    b.    Data sbectrwm gweledol
  3. Asesu dichonolrwydd defnyddio drôn ar y fferm i gasglu data.

Yr hyn a wnaed: 

Cafodd ardal bori o bedwar prif badog, yn ymestyn dros oddeutu 19 hectar, ei bori gan 120 o wartheg llaeth dros gyfnod o oddeutu 2.5 wythnos ym mis Awst 2025. Roedd y gwndwn yn gymharol unffurf, wedi’i ddominyddu gan rygwellt parhaol a meillion gwyn, gyda rhywfaint o laswelltau eraill, meillion coch, ysgellog, llyriad, a gorchudd cymharol o chwyn llydanddail. Cafodd y gwartheg fynediad i borfa ffres bob dydd, gyda chyfnodau seibiant yn cael eu gosod yn ôl y llygad gan y ffermwr er mwyn darparu oddeutu 14-17kg o ddeunydd sych fesul buwch, gan anelu at borfa weddilliol o 1800kg DM/ha. Arweiniodd hyn at 14 o seibiannau pori dros gyfnod o 16 diwrnod (Ffigur 1).
 

Ffigur 1. Cynllun o’r cae.

Cafodd biomas y borfa ei fesur yn ddyddiol am 3pm gan ddefnyddio mesurydd plât, gyda’r caeau pori’n cael eu rhannu ymhellach i ardaloedd wedi’u pori a heb eu pori. Ar yr un pryd, bu camera aml-sbectrol yn casglu delweddau, a gafodd eu prosesu i greu delweddau ‘Ortho mosaic’ ar gyfer mynegai llystyfiant. Casglwyd samplau porthiant a chyfanswm cynhyrchiant llaeth bob yn ail ddiwrnod. Cafodd y data ei ddadansoddi gan ddefnyddio modelau dysgu peirianyddol i archwilio’r berthynas rhwng delweddau a biomas/ansawdd y borfa.

Canlyniadau: 

  • Fe wnaeth y gwaith modelu gyda data aml-sbectrol greu graddnodiad biomas yn y gwndwn gyda dilysiad R2 o 0.87 a gwall cymedrig ail isradd (RMSE) o 248 kg DM/Ha (Ffigur 2). Yn ymarferol, mae hyn yn golygu bod disgwyl i’r rhan fwyaf o ragfynegiadau biomas y gwndwn o fewn oddeutu ±248 kg DM/ha o werth a fesurwyd gyda mesurydd plât.
  • Fe wnaeth gwaith modelu gyda data sbectrwm gweledol a allai fod yn rhatach greu graddnodiad gyda dilysiad R2 o 0.72 a RMSE o 326 kg DM/Ha (Ffigur 2).
  • Nid oedd modd rhagfynegi dadansoddiad porthiant gan gynnwys gwerth D, egni metaboladwy (ME), protein, nitradau, siwgr, lludw a chynnwys olew o ddata a gasglwyd gyda drôn yn y prosiect hwn.
  • Gyda rhybuddion amrywiol, roedd yn ymddangos bod ffibr glanedol niwtral (NDF) o ddadansoddiad porthiant yn ddigon cysylltiedig â data sbectrol, i’r fath raddau bod model rhagfynegol wedi’i greu gyda dilysiad R2 o 0.98 a RMSE of 23 g/kg.
  • Roedd hediadau drôn, gan gynnwys gosod, gwirio diogelwch, hedfan a rhoi’r offer i gadw’n cymryd oddeutu 20 munud bob dydd. Mae hyn yn cynrychioli arbediad sylweddol o ran amser ac ymdrech o’i gymharu â chasglu mesuriadau gyda mesurydd plât.
  • Roedd y prosiect hwn yn elwa o sgiliau contractwr medrus gyda’i offer ei hun. Heb hynny, mae sawl peth yn angenrheidiol er mwyn defnyddio dronau ar ffermydd, gan gynnwys:
    • Offer addas i’r diben (drôn a chamera)
    • Hyfforddiant ac ardystiad perthnasol (A2 CofC neu GVLOS)
    • Cymhwysedd lefel uchel gyda meddalwedd gan gynnwys cynllunio hediadau drôn
  • Yn ymarferol, daeth heriau ychwanegol i’r amlwg wrth integreiddio hediadau drôn i arferion y fferm o ddydd i ddydd, gan gynnwys:
    • Gwyntoedd cryfion neu law trwm yn atal hediadau diogel
    • Diffyg argaeledd gofod aer o ganlyniad i ymarferion milwrol
  • Roedd y prosiect cyllid arbrofi hwn wedi’i gyfyngu i un cylchdro trwy un bloc pori. Er bod y canlyniadau’n addawol, nid yw’n glir pa mor rhwydd y gelld trosglwyddo’r modelau hyn i gaeau eraill, ffermydd eraill neu adegau eraill o’r flwyddyn.
     

Ffigur 2. Plot o ddarlleniadau mesurydd plât gwirioneddol o’i gymharu â biomas a ragfynegwyd gan ddefnyddio data drôn aml-sbectrol.


Ffigur 3. Plot o ddarlleniadau mesurydd plât gwirioneddol o’i gymharu â biomas a ragfynegwyd gan ddefnyddio data drôn sbectrwm-gweledol.

 
Sut i’w roi ar waith ar eich fferm: 

  1. Dewch o hyd i ddrôn addas – un aml-sbectrol yw’r gorau. Cofrestrwch y drôn a sichrewch eich bod yn cwblhau cymhwyster i’w hedfan (A2 CofC neu gyfwerth).
  2. Dewch o hyd i ap cynllunio hediadau megis Map Pilot neu Drone Deploy a dysgwch sut i gynllunio a chwblhau hediadau awtomataidd.
  3. Cwblhewch sawl hediad ar wahanol safleoedd ochr yn ochr â darlleniadau mesurydd plât.
  4. Casglwch y data mynegai llystyfiant at ei gilydd (e.e. NDVI) gyda data mesurydd plât a lluniwch raddnodiad (gellir creu graddnodiad syml drwy ddefnyddio Excel neu becynnau eraill – gofynnwch i Gynorthwyydd Deallusrwydd Artiffisial!).
  5. Hedfanwch y drôn a chasglwch ddelweddau o’r caeau’n rheolaidd, gan ddefnyddio eich graddnodiad eich hun a grëwyd gartref i ragfynegi biomas y gwndwn. Gwiriwch ~10% o’ch rhagfynegiadau yn erbyn darlleniad mesurydd plât gwirioneddol ac addaswch fel bo’r angen.