農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展研究

[摘 要] 基于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展背景，越來(lái)越多的科學(xué)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到推廣與應(yīng)用。例如，導(dǎo)航技術(shù)是農(nóng)業(yè)機(jī)械運(yùn)作的關(guān)鍵技術(shù)，與此同時(shí)也是農(nóng)業(yè)領(lǐng)域研究的重要課題。導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，不但提升了機(jī)械作業(yè)效率，而且順應(yīng)了現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要?；诖耍疚闹饕獙?duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行論述，并展望農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)。

[關(guān)鍵詞] 農(nóng)業(yè)機(jī)械;導(dǎo)航技術(shù);發(fā)展趨勢(shì);應(yīng)用

[中圖分類號(hào)] F323.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A [文章編號(hào)] 1674-7909（2019）03-122-2

近年來(lái)，隨著導(dǎo)航技術(shù)的不斷發(fā)展以及在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，成功實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)作業(yè)的自動(dòng)化發(fā)展。導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)播種、除草、施肥、灌溉等作業(yè)，不但有效提高了農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)作效率，而且大大降低了農(nóng)業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度，促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的智能化發(fā)展。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門要結(jié)合我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，加大對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域的科技投入，進(jìn)一步提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用比例，并將先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，進(jìn)而推進(jìn)我國(guó)農(nóng)業(yè)智能化、數(shù)字化、現(xiàn)代化發(fā)展。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航需要具備的關(guān)鍵技術(shù)

1.1 智能控制系統(tǒng)

當(dāng)前，基于機(jī)械導(dǎo)航的工作環(huán)境，農(nóng)業(yè)機(jī)械對(duì)控制系統(tǒng)技術(shù)更為依賴。智能控制系統(tǒng)主要分為2種，即縱向控制與橫向控制。縱向控制需要在導(dǎo)航技術(shù)的支持下，才能完成對(duì)機(jī)械的位置、路徑規(guī)劃及工作量計(jì)算等工作。而橫向控制主要是針對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行控制，通常對(duì)于導(dǎo)航技術(shù)的使用較少。因此，農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)水平的高低，嚴(yán)重影響著縱向控制技術(shù)的應(yīng)用。目前，我國(guó)在農(nóng)業(yè)飛行機(jī)械的使用當(dāng)中，主要借助GPS定位系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)等進(jìn)行相關(guān)的作業(yè)，并且采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)及模糊控制對(duì)飛行機(jī)械進(jìn)行控制。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用成功地實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械的直線行駛。而模糊控制的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)了機(jī)械的轉(zhuǎn)向等功能，對(duì)于農(nóng)業(yè)機(jī)械的發(fā)展及作業(yè)發(fā)揮十分重要的作用。

1.2 地圖營(yíng)造技術(shù)

通常，地圖營(yíng)造技術(shù)主要是指農(nóng)業(yè)機(jī)械在實(shí)際的作業(yè)當(dāng)中，當(dāng)其獲取到外界的相關(guān)信息后，在其系統(tǒng)當(dāng)中營(yíng)造與模擬環(huán)境。目前，投入使用農(nóng)業(yè)機(jī)械時(shí)，可以借助紅外線技術(shù)及小型視覺傳感器等技術(shù)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)全天候的環(huán)境信息加載。同時(shí)，借助預(yù)設(shè)的數(shù)學(xué)模型對(duì)外界環(huán)境進(jìn)行直接模擬，并建立信息地圖。另外，利用地圖技術(shù)幫助農(nóng)業(yè)機(jī)械選擇具體的導(dǎo)航方式。導(dǎo)航設(shè)備的地圖營(yíng)造能力越強(qiáng)，農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航的效果越明顯，并且所導(dǎo)航出現(xiàn)的信息越精細(xì)化，進(jìn)而確保線路規(guī)劃的完善性[1]。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用

2.1 播種前進(jìn)行土壤勘測(cè)

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)播種之前，需要人工進(jìn)行農(nóng)田勘察，然后根據(jù)實(shí)地勘察結(jié)果進(jìn)行土地平整。這種農(nóng)業(yè)作業(yè)模式不但消耗大量的時(shí)間，而且極易導(dǎo)致農(nóng)業(yè)作業(yè)出現(xiàn)問(wèn)題。而現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)機(jī)械化耕作完全打破了傳統(tǒng)耕作模式。在農(nóng)作物播種之前，可以借助導(dǎo)航技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)將要播種的土地進(jìn)行技術(shù)勘察，通過(guò)對(duì)勘察數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合分析，進(jìn)而得出土壤的成分、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)等，然后根據(jù)數(shù)據(jù)分析結(jié)果選擇適合播種的作物。

2.2 作物生長(zhǎng)期間的實(shí)時(shí)監(jiān)視

由于農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)作物生長(zhǎng)周期相對(duì)較長(zhǎng)，通常會(huì)受到天氣、施肥、土壤、水源等因素的影響。因此，要想保證農(nóng)作物健康生長(zhǎng)，則需要加強(qiáng)對(duì)作物的實(shí)時(shí)監(jiān)控。傳統(tǒng)模式下人工監(jiān)控難度系數(shù)較大，而導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用成功解決了傳統(tǒng)人工監(jiān)視存在的缺陷與不足。導(dǎo)航技術(shù)能做到對(duì)農(nóng)作物的全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，并能科學(xué)預(yù)測(cè)天氣變化，為農(nóng)戶采取預(yù)防措施提供了信息保障。這在一定程度上降低了農(nóng)作物受到天氣因素的影響，不但保障了農(nóng)作物健康生長(zhǎng)，而且大大提高了農(nóng)作物的總體產(chǎn)量。

2.3 控制施肥量

導(dǎo)航技術(shù)能對(duì)土壤養(yǎng)分進(jìn)行整合，對(duì)不同季節(jié)土壤的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。通過(guò)判斷、分析土壤養(yǎng)分含量，然后利用GPS定位系統(tǒng)，發(fā)揮計(jì)算機(jī)的優(yōu)勢(shì)，對(duì)作物進(jìn)行適量施肥。由于不同作物所需的肥料及其用量會(huì)有所不同，計(jì)算機(jī)能正確把控不同作物的施肥量，做到精細(xì)化施肥管理。GPS定位技術(shù)監(jiān)控施肥，能改善傳統(tǒng)施肥模式，保證施肥量的合理性。

2.4 指導(dǎo)農(nóng)田空中作業(yè)

在實(shí)際的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中，通常會(huì)出現(xiàn)諸多疑問(wèn)，極不利于線下空中作業(yè)。因此，相關(guān)部門可以結(jié)合當(dāng)?shù)氐臍夂蝾愋汀⒌貏?shì)結(jié)構(gòu)等因素，確定相應(yīng)的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道，然后發(fā)揮GIS技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，指導(dǎo)農(nóng)田空中作業(yè)。在此過(guò)程中，可以利用GPS技術(shù)精準(zhǔn)定位，幫助相關(guān)作業(yè)人員完成作業(yè)任務(wù)。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)

3.1 全面引入GPS系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的機(jī)械技術(shù)難以適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展需要，先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)將會(huì)促進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展。隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械化的不斷發(fā)展，GPS系統(tǒng)及衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)將會(huì)在未來(lái)的農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到全面應(yīng)用。在農(nóng)業(yè)耕作作業(yè)當(dāng)中，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位，從而提升農(nóng)業(yè)機(jī)械化作業(yè)的整體效率，充分保證機(jī)械運(yùn)行的精準(zhǔn)性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。此外，GPS系統(tǒng)能對(duì)作物生長(zhǎng)所需的土壤進(jìn)行分析，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量、農(nóng)作物生長(zhǎng)的需要，提升作物生長(zhǎng)所需元素的投放效率?，F(xiàn)階段，雖然GPS系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成熟，并且在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到了應(yīng)用，但是仍然存在一定的局限。未來(lái)GPS系統(tǒng)將會(huì)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到全面推廣與應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)精細(xì)化管理。

3.2 引入傳感、液壓技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)時(shí)監(jiān)控

在農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中，通過(guò)液壓技術(shù)對(duì)機(jī)械設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的控制，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械耕作的全程監(jiān)控。如若將液壓技術(shù)與傳感技術(shù)有機(jī)結(jié)合，并將其應(yīng)用到機(jī)械化耕作當(dāng)中，則會(huì)大大提升農(nóng)業(yè)耕作的整體效率，實(shí)現(xiàn)整體農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化管理。例如，播種機(jī)、施肥機(jī)、噴灑農(nóng)藥機(jī)等。在實(shí)施機(jī)械全程自動(dòng)化的監(jiān)控與管理過(guò)程中，可以對(duì)相應(yīng)的數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋及收集[2]。一般作業(yè)人員會(huì)將小型的傳感器安裝在收割機(jī)上，通過(guò)傳感器能實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)作業(yè)溫度、水分等進(jìn)行數(shù)據(jù)搜集。此外，如若將傳感器與GPS監(jiān)控系統(tǒng)相結(jié)合，能實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物全過(guò)程進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.3 引入網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)生態(tài)化管理

要想實(shí)現(xiàn)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中得到全面應(yīng)用，則需要加強(qiáng)對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械的改革與創(chuàng)新。積極轉(zhuǎn)變傳統(tǒng)的機(jī)械耕作方式，積極引進(jìn)先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，實(shí)現(xiàn)信息化管理。當(dāng)前，部分精準(zhǔn)的機(jī)械技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域得到應(yīng)用，成功打破了傳統(tǒng)作業(yè)模式，大大提升了農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行效率，降低了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。與此同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用，有效地保護(hù)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資源，合理利用了土地資源，有效避免了資源浪費(fèi)。與此同時(shí)，有效保護(hù)了農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境，進(jìn)一步促進(jìn)了農(nóng)業(yè)生態(tài)化發(fā)展。生態(tài)問(wèn)題是我國(guó)未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展所面臨的主要問(wèn)題，生態(tài)化管理也是農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展的總體趨勢(shì)，加大網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用比例，不但有助于實(shí)現(xiàn)生態(tài)保護(hù)，而且將會(huì)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生態(tài)化管理。

4 結(jié)語(yǔ)

隨著農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，大大提升了農(nóng)業(yè)作業(yè)的整體效率，對(duì)于提升機(jī)械的運(yùn)行效率發(fā)揮著重要的作用。尤其在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的發(fā)展過(guò)程中，機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用是農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展的必然趨勢(shì)?；诖?，我國(guó)農(nóng)業(yè)部門要加大對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科技投入，全面實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細(xì)化管理。

參考文獻(xiàn)

[1]田浪帆.農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī)，2016（5）：22，28.

[2]朱春城.農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用[J].湖北農(nóng)機(jī)化，2018（2）：48-49.