無人機在畜牧業(yè)中的應(yīng)用前景和問題

曹 楠，習(xí)潤南，何立寧，李玉卡，高慶輝，蘇 青，呂 蔚

（1.石家莊市畜產(chǎn)品和獸藥飼料質(zhì)量檢測中心 050040；2.石家莊市畜牧技術(shù)推廣站 050040；3.石家莊市農(nóng)業(yè)綜合行政執(zhí)法支隊 050040；4.石家莊市欒城區(qū)畜產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測站 050040）

目前，國內(nèi)外關(guān)于無人機在牧場的應(yīng)用研究還處于起步階段，相關(guān)技術(shù)和應(yīng)用還有待進一步完善和推廣。國外一些發(fā)達國家如美國、澳大利亞等農(nóng)業(yè)大國，已經(jīng)將無人機應(yīng)用于畜牧業(yè)中，通過對牧場進行全面監(jiān)測和分析，對牲畜的飲食、運動、疾病等方面進行了精細化管理。國內(nèi)也有少數(shù)學(xué)者對無人機在牧場管理方面的應(yīng)用進行了研究，但是由于缺乏完善的技術(shù)體系和應(yīng)用實踐經(jīng)驗，相關(guān)研究仍然存在諸多問題。

本文旨在探究無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理方面的應(yīng)用，重點研究無人機在牧場整體管理監(jiān)測、牲畜行為監(jiān)測、牲畜健康狀況監(jiān)測等方面的應(yīng)用，探討無人機在畜牧管理應(yīng)用上存在的問題和不足之處，通過分析探究，拓展無人機應(yīng)用場景，優(yōu)化畜牧設(shè)計和管理，以期為進一步推廣和應(yīng)用無人機技術(shù)提供更廣泛的理論和實踐支持，為今后無人機更好的應(yīng)用于牧場管理和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供一些指導(dǎo)和建議。

1 無人機在農(nóng)業(yè)和牧場管理上的應(yīng)用現(xiàn)狀

1.1 無人機在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

隨著科技的不斷進步和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)快速發(fā)展，無人機在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，其中主要包括了農(nóng)田勘測、植保噴灑、農(nóng)作物監(jiān)測、自動智能灌溉等方面。無人機可以通過高清晰度遙感圖像，更加快速地獲取農(nóng)田地貌概況圖、收集土地利用情況和農(nóng)作物生長情況等信息，無人機獲取信息的方式，相比于傳統(tǒng)的人工方式，獲取信息的方式更加快速、高效且準確。這些信息為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了精細化管理的手段，同時也提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低了生產(chǎn)成本。

1.2 無人機在牧場中的應(yīng)用現(xiàn)狀

無人機在牧場管理中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在對牲畜日常行為和健康狀況等方面的監(jiān)測。通過無人機搭載的高清晰度相機和熱成像傳感器拍攝傳回的影像，可以實現(xiàn)對牧場的全方位監(jiān)測，從而能做到實時監(jiān)測牲畜群體的行為和狀況，及時掌握信息，采取有效的干預(yù)措施，防止或減少疾病的發(fā)生，改善牲畜的健康狀況，從而有效提高牲畜存活率，提高生產(chǎn)效益和養(yǎng)殖戶收入。同時，無人機可以快速獲取牲畜的位置、活動范圍、群體密度等數(shù)據(jù)，對牧場管理人員進行有效的決策提供數(shù)據(jù)支撐，對于牧場轉(zhuǎn)向更加精細化和科學(xué)化的管理奠定基礎(chǔ)。

2 無人機在牛羊放養(yǎng)管理中的優(yōu)勢分析

在牛羊放養(yǎng)管理中，無人機具有以下幾個方面的優(yōu)勢：

2.1 全面監(jiān)測

無人機可以通過高清晰度相機和熱成像傳感器實現(xiàn)對牧場的全面監(jiān)測，全方位、多角度的獲取圖像和視頻信息，相比于傳統(tǒng)的人工監(jiān)測，無人機的監(jiān)測結(jié)果更加全面、快速、精確和高效。一些人工到達不了或者不方便獲取信息的地點，無人機便能夠相對輕松、便捷、準確地飛到設(shè)定地點，采集信息、獲取圖像和數(shù)據(jù)，不但節(jié)約了人力、物力資源，也能夠更加快速地獲取牲畜的健康狀況等信息，為畜牧養(yǎng)殖和管理節(jié)約成本，提高生產(chǎn)效益。

2.2 精準定位

對于需要重點監(jiān)測、長時間多維度監(jiān)測的區(qū)域，無人機可以做到實時控制、準確定位。這是牧場管理工作中非常重要且繁瑣的環(huán)節(jié)。通過重點監(jiān)測、精準定位，能夠及時地發(fā)現(xiàn)放養(yǎng)管理中的漏洞和問題，管理人員可以及早采取防治措施，為牧場應(yīng)急預(yù)案管理提供決策，避免不必要或不可控的疾病的發(fā)生，為牧場養(yǎng)殖戶減少經(jīng)濟損失。同時也可以幫助牧場管理人員進行有效的決策，從而實現(xiàn)牧場的精細化、智能化和科學(xué)化管理。

2.3 提高效率

相比于傳統(tǒng)的人工作業(yè)，無人機具有體積微小，作業(yè)靈活度高、可完成高空或較艱險地帶的工作等優(yōu)勢。因此，使用無人機進行牧場牛羊放養(yǎng)管理，可大幅提升放養(yǎng)監(jiān)測效率，從而在很大程度上提高牧場管理效率，并縮短人工管理的時間和工作量，從而減輕管理人員的工作負擔。

2.4 減少損失

無人機可以更加及時地發(fā)現(xiàn)牲畜的異常情況，對異常情況及時上傳信息，方便工作人員及時作出預(yù)警和判斷，從而有效減少牲畜患病、受傷的風(fēng)險，對患病牲畜也能進行有效和及時的救治，減少牲畜損失，有效提升牧場整體經(jīng)濟效益。

綜上所述，無人機在牛羊放養(yǎng)管理中具有巨大的應(yīng)用潛力和優(yōu)勢，隨著科技的發(fā)展和養(yǎng)殖規(guī)模不斷擴大的需求，無人機已經(jīng)逐步代替人工作業(yè)，逐漸成為未來牧場管理的重要手段之一。

3 無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理中的應(yīng)用

3.1 牧場監(jiān)測與調(diào)查

3.1.1 牧場地形測繪

無人機搭載高清晰度相機和激光雷達等設(shè)備，可以對牧場地形進行三維建模和測繪。通過無人機獲取的地形數(shù)據(jù)，可以生成高精度的數(shù)字地圖，為牧場管理提供決策支持。通過數(shù)字地圖，牧場管理人員可以快速了解牧場地貌、水源、水流等情況，從而為牛羊的放養(yǎng)和管理提供科學(xué)依據(jù)。

3.1.2 牧草質(zhì)量監(jiān)測

無人機搭載的高清晰度相機和熱成像傳感器可以實現(xiàn)對牧草的質(zhì)量和分布情況進行監(jiān)測。通過無人機獲取的圖像數(shù)據(jù)和熱成像數(shù)據(jù)，可以分析牧草的生長狀況和分布情況，幫助管理人員制定放養(yǎng)和喂養(yǎng)策略，從而提高牛羊的生產(chǎn)效益和健康狀況。

3.2 牧草管理

3.2.1 牧草割草與處理管理

無人機設(shè)備可以實現(xiàn)對牧場割草和牧草處理工作的實時監(jiān)控。及時掌握牧草信息，做好整體的統(tǒng)籌規(guī)劃，避免不必要的囤積和浪費，減輕管理人員的工作負擔。

3.2.2 牧草喂養(yǎng)管理

無人機可以快速獲取牛羊的分布情況和活動范圍等數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過整合，可以很好地幫助管理人員制定科學(xué)的喂養(yǎng)計劃。同時，通過無人機搭載的自動智能遙感噴灑器，可以實現(xiàn)對牛羊的整體喂養(yǎng)管理，使喂養(yǎng)工作更加輕松、高效科學(xué)。同時也能極大地減少人工作業(yè)成本，減少機械投入，有效提高牧場整體的生產(chǎn)效益。

3.2.3 牲畜數(shù)量統(tǒng)計

無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理中的應(yīng)用之一為牲畜數(shù)量統(tǒng)計。使用無人機可以準確快速地測算牲畜數(shù)量，減少人力和物力的浪費，節(jié)約用人成本。在傳統(tǒng)的牧業(yè)管理中，牧場管理員需要人工統(tǒng)計牲畜數(shù)量，費時費力且容易出現(xiàn)誤差。而利用無人機技術(shù)，可以對大面積牧場的牲畜進行精準地數(shù)量統(tǒng)計。由于牧場牲畜具有數(shù)量繁多且容易移動難以計數(shù)等問題，使用無人機搭載的高分辨率相機可以快速準確地拍攝到細小的牲畜，精確統(tǒng)計數(shù)量，避免漏數(shù)或重復(fù)統(tǒng)計的情況，從而提高數(shù)據(jù)采集的準確性。

3.3 牲畜行為監(jiān)測

3.3.1 牛羊運動軌跡監(jiān)測

無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理中的應(yīng)用之二為牲畜行為監(jiān)測。使用無人機可以對牲畜的運動軌跡進行監(jiān)測和記錄。通過監(jiān)測牲畜的運動軌跡，可以了解牲畜的活動范圍和行為習(xí)慣，為牧場管理者提供數(shù)據(jù)支持，有助于優(yōu)化牧場的設(shè)計和管理。此外，還可以監(jiān)測到牲畜的流動性，有助于防范牲畜被盜等不良行為。

3.3.2 牛羊飲水和進食情況監(jiān)測

使用無人機還可以對牛羊的飲水和進食情況進行監(jiān)測和記錄。無人機可以利用高分辨率的相機記錄牛羊飲水和進食的情況，包括飲水量、飲水頻率、飼料攝入量等。通過監(jiān)測和記錄這些數(shù)據(jù)，可以了解牛羊的飲食情況，判斷是否存在飲食不均勻、飲食不足或過多等問題，有助于調(diào)整飼料的配給和飲水的管理，保證牲畜的健康和生產(chǎn)性能。

3.4 牲畜健康狀況監(jiān)測

3.4.1 疾病監(jiān)測

無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理中的應(yīng)用之三為牲畜健康狀況監(jiān)測。利用無人機技術(shù)，可以對牧場內(nèi)的牲畜進行巡查，發(fā)現(xiàn)異常狀況及時處理。其中，疾病監(jiān)測是非常重要的一項工作。利用無人機可以拍攝到牲畜的細節(jié)，包括毛發(fā)、眼睛、皮膚、糞便等。通過分析這些數(shù)據(jù)，可以及時掌握了解牲畜群體和個體的健康狀況。

無人機可以用于快速監(jiān)測牛羊的疾病狀況，通過無人機搭載的熱成像相機可以監(jiān)測牛羊的體溫變化，進而判斷牛羊是否感染疾病。熱成像相機可以監(jiān)測到體溫上的微小變化，如發(fā)熱部位溫度升高，從而找到疾病的病源。通過無人機的快速監(jiān)測，可以及時采取措施，防止疾病擴散和影響牧場的生產(chǎn)、經(jīng)濟效益。

3.4.2 母牛孕檢

無人機搭載的高分辨率相機可以幫助牧場管理員進行母牛孕檢。通過拍攝母牛身體的細節(jié)圖像，分析母牛的身體狀況，比如背部、腹部、泌乳器等，判斷母牛是否懷孕。這項工作原本需要人工去完成，而且工作量大、難度高。但是通過無人機的應(yīng)用，可以大大提高監(jiān)測的效率和準確度，同時也減輕了工作人員的負擔。

除了上述應(yīng)用，無人機還可以用于監(jiān)測牛羊的體重變化、飲用水的水質(zhì)情況等，這些應(yīng)用都能幫助牧場管理員更好地管理和調(diào)控牧場的生產(chǎn)效益。

4 無人機在牧場應(yīng)用中存在的問題

隨著無人機技術(shù)的不斷發(fā)展和應(yīng)用，無人機在牧場中的應(yīng)用也日益普及。然而，在實踐中，仍然存在一些問題需要解決和改進。

首先，無人機在牧場中的應(yīng)用仍然受到地形、天氣等自然條件的限制，導(dǎo)致其應(yīng)用受到一定的影響。

其次，牛羊的行為比較復(fù)雜，其運動軌跡和飲食習(xí)慣等需要通過大量的數(shù)據(jù)和算法才能得到準確的監(jiān)測結(jié)果。

另外，無人機在牧場中應(yīng)用的成本較高，需要投入大量的資金。同時，其維護和保養(yǎng)也需要一定的技術(shù)支持，這也是一個需要注意的問題。

5 無人機在牧場應(yīng)用上的發(fā)展趨勢與展望

雖然無人機在牧場應(yīng)用中存在一些問題，但隨著技術(shù)的不斷進步和應(yīng)用的不斷推廣，這些問題也將逐漸得到解決。未來，無人機在牧場的應(yīng)用將朝著更加智能化、自動化的方向發(fā)展。一方面，無人機將通過更加先進的傳感器和算法，實現(xiàn)更加精準的監(jiān)測和管理，從而提高放養(yǎng)效率，并有助于更好的監(jiān)測牲畜的健康狀況。另一方面，無人機將與其他技術(shù)相結(jié)合，例如人工智能、互聯(lián)網(wǎng)等，實現(xiàn)更加全面的監(jiān)測和管理，進一步提升牧場管理水平和效益。因此，無人機在牧場的應(yīng)用前景廣闊，其發(fā)展將有助于推動農(nóng)業(yè)的智能化、高效化和可持續(xù)發(fā)展。

6 結(jié)論

本文旨在探討無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理中的應(yīng)用。通過對現(xiàn)有文獻的綜述和實踐探究，可以得出以下結(jié)論：首先，無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理中具有廣泛的應(yīng)用前景，可以對牧場的放養(yǎng)情況監(jiān)測、實地調(diào)查、牲畜行為監(jiān)測、牲畜健康狀況監(jiān)測等方面進行有效的輔助管理。其次，無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理中的優(yōu)勢主要包括：高效、精準、低成本、可視化、全天候等特點。再次，本文針對牧場監(jiān)測與調(diào)查、牲畜行為監(jiān)測、牲畜健康狀況監(jiān)測等方面，詳細闡述了無人機在這些方面的具體應(yīng)用方法和效果。最后，本研究認為，無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理中的應(yīng)用還存在一些問題，需要繼續(xù)改進和完善，同時也需要進一步探索其在畜牧養(yǎng)殖行業(yè)中更多、更廣泛的應(yīng)用。

本文通過對無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理中的應(yīng)用進行深入的研究和探討，對牧場管理的現(xiàn)代化和信息化建設(shè)提出了有益的啟示和建議。但是，本文還存在一些不足之處，例如對無人機技術(shù)在畜牧業(yè)的研究深度和廣度還不夠，未對其在牧場其他方面的應(yīng)用進行全面探討，需要進一步深入研究。未來，無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理中的應(yīng)用還有許多可以進一步研究的方向。一方面，可以進一步深入研究無人機在牧場中的其他應(yīng)用方向，如無人機在牧場糞便清理、草地施肥等方面的應(yīng)用；另一方面，可以結(jié)合大數(shù)據(jù)、云計算等技術(shù)，進一步提升無人機在牧場牛羊放養(yǎng)管理中的應(yīng)用效果，推動牧場管理的現(xiàn)代化和信息化建設(shè)。