無人機(jī)生物防治技術(shù)在農(nóng)林業(yè)管理中的應(yīng)用

□文/楊燕 于小平 趙建民 朱青娟

蟲害、自然災(zāi)害一直對農(nóng)林業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益有著很大的影響。要想減輕蟲害、自然災(zāi)害對農(nóng)林業(yè)的影響，就需要運(yùn)用生物防治技術(shù)。然而，傳統(tǒng)的生物防治技術(shù)很難做好精確查找和預(yù)測。先進(jìn)的技術(shù)代表了先進(jìn)的生產(chǎn)力，在農(nóng)林業(yè)管理中，我們也應(yīng)該借助新興的無人機(jī)技術(shù)，代替效率低下的人力檢查，提高農(nóng)林業(yè)的防治水平。

一、無人機(jī)生物防控技術(shù)在農(nóng)林業(yè)中的實(shí)際應(yīng)用

（一）監(jiān)測環(huán)節(jié)的投入使用

傳統(tǒng)的農(nóng)林業(yè)監(jiān)測始終無法擺脫維護(hù)成本高、人工力量繁雜等問題。采用無人機(jī)技術(shù)恰巧可以解決這些問題。無人機(jī)有著較強(qiáng)的機(jī)動性，操作上也簡單，在各種自然環(huán)境中都能夠發(fā)揮作用。通過無人機(jī)上搭載的專業(yè)攝像設(shè)備，能夠清楚的捕捉、拍攝各種照片，并實(shí)時向人工監(jiān)測臺傳輸數(shù)據(jù)，無人機(jī)上配備的傳感器，使農(nóng)林業(yè)管理的監(jiān)測精度提高了好幾個級別，從而能夠?qū)崿F(xiàn)對農(nóng)林業(yè)情況的動態(tài)監(jiān)測。那些遭受災(zāi)病的植物，往往在生物性狀上會發(fā)生改變，無人機(jī)能夠通過對樹冠形狀、葉片顏色等外表信息的檢查，有效識別害病個體，從而大大提高監(jiān)測病蟲害效率。

（二）無人機(jī)替代人工進(jìn)行天敵昆蟲釋放

在天敵昆蟲的釋放上，無人機(jī)也可以完全代替人工釋放。傳統(tǒng)的人工釋放受到多方面因素的限制，比如，一些林業(yè)的植株高度，林地茂密，這種情況下人工釋放效果并不佳。而植保無人機(jī)則可以進(jìn)行高空作業(yè)。市面上最先進(jìn)的無人機(jī)，搭載了天敵昆蟲投放設(shè)備，單機(jī)可以作業(yè)3～5千畝，并且可以實(shí)施精確的投放，使天敵昆蟲的投放更加均勻，覆蓋范圍更廣。

（三）無人機(jī)在農(nóng)林業(yè)中的其他用途

無人機(jī)可以搭載紅外傳感器或者熱能傳感器用于預(yù)防監(jiān)測農(nóng)業(yè)、林業(yè)火災(zāi)，同時可以基于無人機(jī)實(shí)時上傳的圖像數(shù)據(jù)，及時發(fā)現(xiàn)、記錄并警告毀林占地、非法耕地等人為惡性毀壞占用公共資源或私有財(cái)物的現(xiàn)象。

二、無人機(jī)生物防控技術(shù)的應(yīng)用意義與作用價值

（一）作業(yè)效率高，釋放的密度和數(shù)量精準(zhǔn)可控，降低種植經(jīng)濟(jì)成本

無人機(jī)集合了當(dāng)前最為先進(jìn)的幾種技術(shù)，其本身的成本是比較高的，不過，綜合來看，相較于傳統(tǒng)的人力作業(yè)，無人機(jī)優(yōu)勢突出。應(yīng)用無人機(jī)生物防治技術(shù)，可以做到對農(nóng)林業(yè)病蟲害治理，保護(hù)生態(tài)環(huán)境。長時間以來，在農(nóng)林業(yè)管理中農(nóng)藥的大量使用，導(dǎo)致了許多環(huán)境和生態(tài)問題的產(chǎn)生，并且使一些害蟲產(chǎn)生了抗體。因此，生物防治技術(shù)加高科技的方式，能夠?qū)崿F(xiàn)更有效、更綠色的治理，這對于豐富物種多樣性及重塑生態(tài)環(huán)境、恢復(fù)生態(tài)平衡有著重要意義。

（二）節(jié)省人力資源，提高監(jiān)測效率

無人機(jī)生物防控，雖然前期需要花費(fèi)一些購入成本，但給種植戶節(jié)省了人力成本消耗，并且，隨著無人機(jī)技術(shù)的不斷成熟和發(fā)展，其價格也會不斷走低，從長遠(yuǎn)來看是非常值得的。并且，和傳統(tǒng)的人力監(jiān)測相比，無人機(jī)生物防控技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢，無人機(jī)生物防控技術(shù)可以運(yùn)用自己的數(shù)據(jù)庫，實(shí)時得出監(jiān)測結(jié)論，從而省去人工監(jiān)測后面的大量對比得出結(jié)論的步驟。相比于無人機(jī)監(jiān)測，人力監(jiān)測效率低下，且錯誤率高，得出結(jié)論較慢。在具體操作時，工作人員可以在無人機(jī)終端自行編輯監(jiān)測區(qū)域的大小與監(jiān)測路線，具體標(biāo)出無人機(jī)的升降位置，人為控制無人機(jī)的飛行監(jiān)測路線。因此無人機(jī)生物防控技術(shù)的實(shí)際投入使用，可以提高農(nóng)業(yè)、林業(yè)管理工作的檢測效率。

（三）適用范圍廣，減少農(nóng)林業(yè)治理盲區(qū)

傳統(tǒng)的人力監(jiān)測與治理方法的效率取決于工作人員的經(jīng)驗(yàn)，工作的路徑時長等客觀因素影響，無法對有效工作區(qū)域外的范圍進(jìn)行治理，而人力治理的覆蓋范圍有限，覆蓋效率低下，很難滿足農(nóng)林業(yè)的種植需求。此外林業(yè)部分高喬木地區(qū)，人工的高空施藥非常困難，可以應(yīng)用無人機(jī)搭載藥箱爬升合適的高度進(jìn)行高空作業(yè)。無人機(jī)不受地形空間因素的影響，可以避免因高空作業(yè)帶來的人員安全問題和作業(yè)成本問題。而且利用無人機(jī)噴灑藥物可以避免藥物重復(fù)噴灑，誤噴或漏施的情況發(fā)生。有效減少了以往農(nóng)業(yè)、林業(yè)在治理上的盲區(qū)。

（四）精準(zhǔn)預(yù)測蟲害，使農(nóng)業(yè)防治手段有針對性開展

農(nóng)用無人機(jī)可以通過激光點(diǎn)云技術(shù)采集植被樹冠的葉片信息，提取蟲蛀葉片紋理形狀等圖像信息，對比自帶的病蟲害相關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比對，從而精準(zhǔn)識別蟲害種類。同時根據(jù)復(fù)合梯度分水嶺算法對蟲害區(qū)域范圍進(jìn)行科學(xué)合理的估算。為工作人員后續(xù)開展的防治工作提供了第一手的信息來源，使得農(nóng)業(yè)防治手段變得精準(zhǔn)有針對性。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)防治其一是對植被環(huán)境掌握的信息不全面，其二都是對多種可能遭受的蟲害種類不分主次地進(jìn)行藥物防治，無法針對性防治蟲害，且過度防治還可能對農(nóng)林業(yè)植被地區(qū)的生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。而無人機(jī)生物防治技術(shù)通過先進(jìn)的技術(shù)識別，無需過度防治浪費(fèi)藥物破壞環(huán)境，使農(nóng)業(yè)防治手段可以對癥下藥，達(dá)到“精準(zhǔn)診斷，精準(zhǔn)治療”的效果。

（五）森林防火

森林地貌環(huán)境復(fù)雜，植株高大，起火點(diǎn)憑借人眼很難及早的發(fā)現(xiàn)。并且，森林火災(zāi)有著發(fā)生突然、難以控制、經(jīng)濟(jì)損失大等一系列特點(diǎn)。而無人機(jī)的電子眼在監(jiān)控火情方面有著得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。無人機(jī)的電子眼，即監(jiān)控探頭一般都有熱成像，在高空通過熱成像，可以快速發(fā)現(xiàn)火情，并在火勢蔓延之前，通過攜帶水箱迅速將其撲滅。此時的農(nóng)用無人機(jī)可以化身為集預(yù)防與撲救兩個功能于一身的消防應(yīng)急設(shè)備，避免因?yàn)榉N植林田發(fā)生火災(zāi)而導(dǎo)致的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。

總之，無人機(jī)生物防控技術(shù)在農(nóng)林業(yè)的普及應(yīng)用，既能夠大大降低農(nóng)林業(yè)作物種植所耗費(fèi)的經(jīng)濟(jì)成本，也大大節(jié)省了人力資源，提高了監(jiān)測精度與效率，并且，在預(yù)防火災(zāi)方面也發(fā)揮獨(dú)特的作用。因此，通過無人機(jī)生物防控技術(shù)的大規(guī)模推廣普及，可有效提高農(nóng)林業(yè)生物防治工作效率，為實(shí)現(xiàn)農(nóng)林業(yè)經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展提供科學(xué)技術(shù)保障。