淺析智能無人機遙感技術在農(nóng)業(yè)植保中的應用

楊翠麗

摘要：本文將結合無人遙感技術在農(nóng)業(yè)中的使用現(xiàn)狀，再分析其在使用過程中可能存在的相關問題以采取有效的解決措施，從而確定無人機遙感技術在農(nóng)業(yè)方面的發(fā)展方向。

關鍵詞：無人機;遙感技術;農(nóng)業(yè)

0 ?引言

隨著科學技術的不斷發(fā)展，遙感技術也在不斷的改進和完善，無人機遙感技術被廣泛應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上，尤其是低空無人機，其不僅克服了衛(wèi)星遙感受天氣影響大且大量資金投入的缺點，還能有效解決了傳統(tǒng)監(jiān)測帶來的問題，擴大了監(jiān)測的作業(yè)范圍的同時實現(xiàn)了實時監(jiān)測。此外，無人機遙感技術可以準確獲取農(nóng)作物長勢和土壤養(yǎng)分等生產(chǎn)數(shù)據(jù)信息，并且根據(jù)數(shù)據(jù)信息綜合分析，進行科學施藥及變量施肥，還能提前預測農(nóng)作物的產(chǎn)量和預防病蟲害蟲，這實現(xiàn)了在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域上質的飛躍。

1 ?國外農(nóng)用無人機的發(fā)展應用

在許多發(fā)達國家如日本、美國，其植物保護服務的主力軍已然成為了農(nóng)用無人機。舉例來說，美國Kauai咖啡公司在2002年已經(jīng)將Pathfinder-Plus太陽能無人機應用于實時監(jiān)測1500 hm2種植區(qū)中是否存在施肥異常和暴露灌溉等情況，而日本在20世紀90年代已經(jīng)在大量的果樹和蔬菜的農(nóng)藥噴灑作業(yè)上廣泛應用遙控直升機。由于日本的耕地具有地塊分散和種植面積較小等特點，而無人機小巧靈活能夠很好的完成噴灑作業(yè)，所以無人機被廣泛應用于日本的農(nóng)業(yè)噴灑作業(yè)上。某一法國學者在21世紀初期，利用無人機遙感技術實時監(jiān)測土壤表面特征并分析其與環(huán)境侵蝕的關系，在土壤模式的水土流失上不僅分析描述了其原因，還為其提供了專業(yè)的意見。Burgundy葡萄園利用同樣的方法獲取了大量的土壤侵蝕數(shù)據(jù)。在無人機選取上應根據(jù)具體的耕地特點。由上述分析日本的耕地特點可知，其更適合于小型低速的近距離飛機，與之相反的是，歐美國家耕地作業(yè)面積大，農(nóng)場集中度較高，其更適合于大型的高速遠距離飛機。隨著小型無人直升機的飛速發(fā)展，現(xiàn)在已經(jīng)有3000多架無人機應用于日本的農(nóng)業(yè)植保服務上，其噴灑的總面積高達50%以上，不難看出其已成為了日本農(nóng)業(yè)植保服務的主力軍。

2 ?我國農(nóng)用無人機的發(fā)展應用

就我國無人機遙感技術現(xiàn)狀而言，在20世紀90年代末期從日本引進了無農(nóng)用無人機但沒并沒有推廣應用，直到2005年開始致力于無人機研發(fā)，現(xiàn)在還處于起步階段，在不斷發(fā)展過程中。盡管如此農(nóng)用無人機已成為了農(nóng)用設備的新興產(chǎn)業(yè)，其主要用于對小面積的農(nóng)田進行農(nóng)藥噴灑作業(yè)。在2013年，東北地區(qū)農(nóng)民為了抑制爆發(fā)的玉米黏蟲災害，在缺乏植保設備的情況下只能進行人工噴灑作業(yè)，由此出現(xiàn)了農(nóng)民農(nóng)藥中毒致死事件。而農(nóng)用無人機的出現(xiàn)不僅能夠預測病蟲害時間從而達到預防效果，還能替代人工噴灑農(nóng)藥，有效提高防治效率。對于農(nóng)業(yè)保險賠付而言，使用農(nóng)業(yè)無人機不僅能夠節(jié)約各類資源，提高勘察工作效率和準確性，還能解決農(nóng)業(yè)保險賠付中所存在的各種問題。此外，農(nóng)場管理規(guī)劃系統(tǒng)可以利用無人機收集大量實時監(jiān)測的農(nóng)作物數(shù)據(jù)信息，從而達到減少固定基站的成本的目的。

3 ?農(nóng)用無人機遙感存在的主要問題

就國內外無人機遙感技術而言，雖然研究者們仍在不斷改進遙感技術獲取信息的控制系統(tǒng)，但對于農(nóng)用無人機來說仍然存在續(xù)航時間短、抗震能力低以及載荷能力弱和獲取的圖像質量不清晰等問題。

3.1 ?無人機性能問題

無人機本質上是由航模簡單組裝進一步發(fā)展而形成的，因此盡管其在不斷發(fā)展，但仍然存在一些問題比如充電時間長而續(xù)航時間較短;在完成飛行作業(yè)時抗風能力差，穩(wěn)定性也差。此外，影響農(nóng)用無人機快速發(fā)展的關鍵因素是售后服務的不周到。

3.2 ?技術上有待進一步完善優(yōu)化

根據(jù)無人機自身性能，利用自動導航和航路規(guī)劃等技術不斷降低其操作復雜性和難度，從而實現(xiàn)傻瓜式的便捷操作。此外還需在無人機各種技術上不斷改進和優(yōu)化。

3.3 ?獲取數(shù)據(jù)誤差較大

使用無人機遙感技術獲取圖像數(shù)據(jù)時，由于航向的重復可能會導致出現(xiàn)重拍等現(xiàn)象進而加大圖像數(shù)據(jù)的誤差，再加上航拍圖像具有數(shù)量多，像幅小等特點，這不僅加大了圖像匹配、矯正等處理難度，在一定程度上還加大了圖像數(shù)據(jù)的誤差。

4 ?農(nóng)用無人機遙感的應用前景

隨著GPS等科學技術的不斷發(fā)展為傳統(tǒng)的遙感技術帶來了源源不斷的創(chuàng)新活力。與有人機相比，無人機不僅安全可靠還具有價格低廉等優(yōu)點，其更適合用于農(nóng)場密集度更高的地方。對于農(nóng)業(yè)噴灑作業(yè)而言，尤其是像泥濘稻田和高農(nóng)作物，使用無人機不僅能大大提高噴灑效率，還能分擔農(nóng)民的工作壓力。在不斷推廣和發(fā)展精準農(nóng)業(yè)的大背景下，為有效監(jiān)測農(nóng)作物的覆蓋變化率，無人機遙感技術已然成為了一個重要的技術手段。低空無人機能夠很好的解決兩種常用的數(shù)據(jù)采集技術方法——人工地面采集數(shù)字影像和衛(wèi)星光學遙感中所存在的問題，不僅能夠高效的實時監(jiān)測植被的覆蓋率，還能有效提高采集數(shù)字影像的效率。

5 ?結語

為了大大降低農(nóng)藥對農(nóng)民的傷害，我國正在積極研究無人機遙感技術在農(nóng)藥噴灑和農(nóng)情監(jiān)測方面的應用，以研制出性能良好、價格優(yōu)惠和載荷能力強大的農(nóng)業(yè)無人機，以實現(xiàn)現(xiàn)代化、精準化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)打下良好的基礎，不斷推進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的穩(wěn)定發(fā)展。由此可以看出，只要不斷改進和完善無人機遙感技術，它在監(jiān)測和收集農(nóng)作物產(chǎn)量、土壤水分以及養(yǎng)分等信息方面具有良好的發(fā)展前景。

參考文獻

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