智能無人機遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用

曹靜

[摘 要] 快速獲取和解析農(nóng)田作物信息是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的前提與基礎(chǔ)。近年來，隨著智能無人機產(chǎn)業(yè)的迅猛崛起，智能無人機遙感技術(shù)在現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)植物保護領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用?；诖?，本文主要進行智能無人機遙感技術(shù)相關(guān)概述，總結(jié)其在農(nóng)業(yè)植物保護應(yīng)用中的現(xiàn)狀與優(yōu)勢，并對智能無人機遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保應(yīng)用中存在的問題進行探討，在此基礎(chǔ)上，提出智能無人機遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用策略。

[關(guān)鍵詞] 智能無人機;遙感技術(shù);農(nóng)業(yè)植保

[中圖分類號] S252.3 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1674-7909（2020）31-112-2

農(nóng)業(yè)的發(fā)展某種程度上可以為我國社會經(jīng)濟的發(fā)展提供持續(xù)推動力，因此，必須保障農(nóng)業(yè)健康發(fā)展。農(nóng)業(yè)植保作為農(nóng)業(yè)發(fā)展的基本奠基石工作之一，極受農(nóng)民、涉農(nóng)公司與農(nóng)業(yè)部門的關(guān)注[1]。為促進農(nóng)業(yè)健康發(fā)展，需以先進的農(nóng)業(yè)植保裝備作為保障。近年來，智能無人機遙感技術(shù)在大規(guī)模農(nóng)業(yè)植物保護中的廣泛運用，有效提高了農(nóng)業(yè)作業(yè)效率，推動了農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程，促進了農(nóng)業(yè)增產(chǎn)、農(nóng)民增收。

1 智能無人機遙感技術(shù)概述

1.1 智能無人機發(fā)展歷程

1916年9月，智能無人機正式進入人們視線范圍內(nèi)，并得以快速發(fā)展。2010年，智能無人機技術(shù)進入全面應(yīng)用時期。現(xiàn)階段，智能無人機已滲入人類生產(chǎn)、生活的各個方面，并成為推動社會經(jīng)濟迅速發(fā)展的主要推動力量之一。智能無人機以其方便操作、靈活運行、實時又精準(zhǔn)等特征，受到人們的廣泛關(guān)注和運用。盡管我國智能無人機發(fā)展起步相對較晚，但是隨著我國經(jīng)濟技術(shù)的迅速發(fā)展，智能無人機越發(fā)受到重視，并展開了諸多相關(guān)的富有成效的運用研究。在此基礎(chǔ)上，我國智能無人機監(jiān)測數(shù)據(jù)的精確度得到了顯著提升。

1.2 智能無人機遙感系統(tǒng)構(gòu)成

現(xiàn)實生活中，智能無人機低空遙感系統(tǒng)的主要構(gòu)成部分包括智能無人機飛行系統(tǒng)、小型傳感器負(fù)載、地面控制平臺、數(shù)據(jù)傳送系統(tǒng)與影像處理系統(tǒng)等。在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域，智能無人機遙感系統(tǒng)的形狀、載負(fù)荷量、飛行功能與航跡規(guī)劃計算方式等均對農(nóng)業(yè)植物資源的精確監(jiān)測與獲取數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性具有顯著影響[2]。近年來，隨著我國多種智能無人機遙感平臺如固定翼、單旋翼與多旋翼等智能無人機遙感技術(shù)的顯現(xiàn)，智能無人機的各種問題與漏洞開始凸顯，農(nóng)業(yè)植物保護遙感技術(shù)的發(fā)展面臨新的挑戰(zhàn)。

2 智能無人機遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中應(yīng)用現(xiàn)狀與優(yōu)勢

2.1 應(yīng)用現(xiàn)狀

智能無人機遙感技術(shù)在低稈農(nóng)作物中的應(yīng)用取得了顯著效果。從1950年開始，我國著手研究航空施藥技術(shù)，而智能無人機遙感技術(shù)于2004年趨于成熟并在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域得到了發(fā)范圍應(yīng)用。我國第一臺農(nóng)業(yè)植保智能無人機遙感技術(shù)在2007年取得正式投入使用，從此智能無人機遙感技術(shù)取得了長足發(fā)展和推廣。尤其是在低稈農(nóng)作物中，智能無人機遙感技術(shù)運用比較普遍[3]。例如，在水稻生產(chǎn)中運用智能無人機遙感技術(shù)可以完成初期、中期、后期水稻生產(chǎn)過程中的病蟲草防御和治理施藥工作，能有效控制病蟲草害的侵?jǐn)_;在玉米初期、中期階段的生產(chǎn)中運用智能無人機遙感技術(shù)，可高效進行病蟲防治施藥工作，并達(dá)到良好防治效果。

2.2 優(yōu)勢

我國在農(nóng)業(yè)植保中應(yīng)用智能無人機遙感技術(shù)的優(yōu)勢包括作業(yè)自主化，數(shù)據(jù)獲取精準(zhǔn)、實時、快速、成本低等。首先，智能無人機遙感技術(shù)作業(yè)自主化。在農(nóng)業(yè)植物保護領(lǐng)域使用智能無人機遙感技術(shù)，方便農(nóng)戶操作，更加靈活。其次，智能無人機能夠精準(zhǔn)獲取相關(guān)數(shù)據(jù)。例如，低空型智能無人機遙感技術(shù)可以根據(jù)無人機近距離拍攝測量數(shù)據(jù)優(yōu)勢，獲得更高、高精準(zhǔn)的光譜影像，涵蓋范圍較廣[4]。最后，智能無人機遙感技術(shù)獲取數(shù)據(jù)具有即時、迅速、成本低等優(yōu)勢。通過利用智能無人機遙感技術(shù)可以監(jiān)測農(nóng)業(yè)植物的動態(tài)，且通過智能無人機遙感技術(shù)可獲得高光譜影像信息，可正確診斷農(nóng)作物營養(yǎng)、監(jiān)測農(nóng)田系統(tǒng)、細(xì)分農(nóng)業(yè)植物種類、獲悉農(nóng)作物的長勢等，是一種比較方便實用的技術(shù)。

3 智能無人機遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保應(yīng)用中存在的問題

3.1 缺乏專業(yè)化的實際作業(yè)

我國農(nóng)業(yè)植保中智能無人機遙感技術(shù)面臨實際作業(yè)專業(yè)化水平較低的問題，致使智能無人機遙感技術(shù)無法取得預(yù)期運用效果，從而增加了額外的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。在購置方面，智能無人機一般多為農(nóng)機大戶、農(nóng)場等生產(chǎn)用戶購買，該群體嚴(yán)重缺乏操作智能無人機的技術(shù)，不僅制約了智能無人機作業(yè)的專業(yè)化水平，而且抑制了遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植物保護領(lǐng)域的廣泛推廣和運用。

3.2 技術(shù)應(yīng)用有待進一步提升

近年來，隨著我國社會經(jīng)濟的發(fā)展，大力提高了智能無人機遙感技術(shù)的研制水準(zhǔn)，并加快了其在農(nóng)業(yè)植物保護領(lǐng)域的運用。但由于智能無人機遙感技術(shù)尚不完善，在實際運用過程中存在諸多作業(yè)問題，極大制約了農(nóng)業(yè)植物保護工作的順利展開，其主要表現(xiàn)于以下2個方面。第一，智能無人機遙感技術(shù)續(xù)航能力具有局限性，無法滿足農(nóng)業(yè)植物生產(chǎn)具體需要，如充電時間短與續(xù)航能力不足等問題比較常見;第二，智能無人機遙感技術(shù)功能效用無法匹配農(nóng)業(yè)病蟲防治施藥工作，如自動躲避障礙與防摔耐摔等能力欠缺。

3.3 行業(yè)規(guī)范不統(tǒng)一、準(zhǔn)確性不足

近年來，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進步，智能無人機遙感技術(shù)獲得快速發(fā)展，但在實際生產(chǎn)運作過程中尚未有明確的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，致使現(xiàn)行行業(yè)規(guī)范缺乏統(tǒng)一性和準(zhǔn)確性。同時，智能無人機遙感技術(shù)仍存在諸多弊端，無法及時健全相關(guān)性能標(biāo)準(zhǔn)和植物保護標(biāo)準(zhǔn)，從而極大地抑制了智能無人機行業(yè)整體發(fā)展[5]。

3.4 缺乏維修網(wǎng)點建設(shè)系統(tǒng)

目前，智能無人機遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保的應(yīng)用與實踐中存在維修網(wǎng)點缺乏的問題。受當(dāng)前人力、資金、維修技術(shù)人員和場地等多種因素影響，我國智能無人機遙感技術(shù)的維修網(wǎng)點以及網(wǎng)點建設(shè)系統(tǒng)嚴(yán)重缺乏，難以滿足農(nóng)業(yè)植物保護使用者的需求。在此背景下，部分維修網(wǎng)點故意加大維修成本，一定程度上降低了智能無人機遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植物保護領(lǐng)域的應(yīng)用，進而對社經(jīng)濟造成了不利影響。

4 智能無人機遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用策略

4.1 開展智能無人機遙感技術(shù)研制

農(nóng)業(yè)植保中應(yīng)用智能無人機遙感技術(shù)，主要是利用其多種功能與效用，如飛行、監(jiān)控與數(shù)據(jù)記錄等。鑒于此，為更好地在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域中應(yīng)用智能無人機遙感技術(shù)，則需增強智能無人機技術(shù)研發(fā)，提升其科學(xué)化水平。由于農(nóng)業(yè)植物對防治施藥的技術(shù)性、時效性、復(fù)雜性要求比較嚴(yán)格，因此必須研制續(xù)航能力與數(shù)據(jù)記錄更為精確的監(jiān)測技術(shù)，大力提高智能無人機的功能和效用，進而更好地將其運用于農(nóng)業(yè)植物保護中。

4.2 規(guī)劃好智能無人機航跡

在農(nóng)業(yè)植物保護領(lǐng)域中，合理規(guī)劃智能無人機航跡，可確保農(nóng)業(yè)作業(yè)正常運行。在復(fù)雜動態(tài)作業(yè)背景下，需尋求更加完美的飛行路徑，降低運作成本。例如，可以運用智能無人機導(dǎo)航系統(tǒng)提供信號，精確到達(dá)預(yù)定位置，提升農(nóng)業(yè)植物保護搜索數(shù)據(jù)速度和精確度，促使航跡質(zhì)量達(dá)到更優(yōu)。

4.3 完善智能無人機維修網(wǎng)點

在單架智能無人機造價成本高與無人機研制技術(shù)不成熟的背景下，為更好地節(jié)約農(nóng)業(yè)植物作業(yè)成本，必須完善與之匹配的維修網(wǎng)點，提供更加專業(yè)化的維修服務(wù)，促使整個行業(yè)更加穩(wěn)步發(fā)展。根據(jù)智能無人機遙感技術(shù)的實際應(yīng)用情況，重點考量農(nóng)業(yè)植物成本效益，農(nóng)戶或者使用者應(yīng)建立健全維修網(wǎng)點，整體降低農(nóng)業(yè)植物作業(yè)成本，在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域中更好地推廣與應(yīng)用無人機遙感技術(shù)。

4.4 建立健全無人機行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

現(xiàn)階段，生產(chǎn)智能無人機的企業(yè)眾多，由于缺乏統(tǒng)一的制造標(biāo)準(zhǔn)，致使產(chǎn)品類型多元、質(zhì)量水平參差不齊，加大了智能無人機的售后維修難度。鑒于此，相關(guān)部門應(yīng)盡快出臺和健全智能無人機行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，并將其作為農(nóng)業(yè)植保裝備，在智能無人機示范與運用推廣前必須通過中國強制性產(chǎn)品認(rèn)證（3C）標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)證。

4.5 建立專業(yè)化的智能無人機人才服務(wù)隊伍

由于智能無人機購機成本相對較高，因此為更好地將其運用于農(nóng)業(yè)植保工作，必須要建立一支專業(yè)化人才服務(wù)隊伍，以提升實際作業(yè)專業(yè)化水平。一方面，要規(guī)范智能無人機操作流程，提高標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)業(yè)植物作業(yè)水平;另一方面，要提供專業(yè)化操作人才隊伍，培育專業(yè)化、高水平的農(nóng)業(yè)植保作業(yè)人才。只有具備專業(yè)化的人才服務(wù)隊伍，才可以有效提升智能無人機遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中的作業(yè)效率與效果，進而提高農(nóng)作物病蟲應(yīng)急防控能力。

5 結(jié)語

農(nóng)業(yè)植保是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的一項重要工作，為提高植?？傮w效果，需科學(xué)應(yīng)用智能無人機遙感技術(shù)。智能無人機在遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用，可在難以操作的勞作區(qū)域開展農(nóng)業(yè)植?；顒樱嵘r(nóng)業(yè)作業(yè)效率，最大限度地降低病蟲對農(nóng)作物的侵害，值得大范圍推廣應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

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