無人機在農(nóng)業(yè)方面的服務(wù)應(yīng)用

無人機在農(nóng)業(yè)方面的服務(wù)應(yīng)用隨著科技水平的不斷提高，我國的農(nóng)業(yè)正朝著精準(zhǔn)化的方向發(fā)展。而無人機這一新型產(chǎn)品在我國的農(nóng)業(yè)發(fā)展中發(fā)揮著重要的作用，促進了我國農(nóng)業(yè)的現(xiàn)代化進程。植保無人機服務(wù)農(nóng)業(yè)在日本、美國等發(fā)達國家得到了快速發(fā)展。1990年，日本山葉公司率先推出世界上第一架無人機，主要用于噴灑農(nóng)藥。我國南方首先應(yīng)用于水稻種植區(qū)的農(nóng)藥噴灑。2016年，農(nóng)業(yè)植保無人機逐漸成為行業(yè)新寵，各地陸續(xù)出現(xiàn)使用無人機用于植保的案例。據(jù)農(nóng)業(yè)部統(tǒng)計，截至2016年6月，我國生產(chǎn)專業(yè)級無人機的公司有300多家，其中有200多家是植保無人機生產(chǎn)廠家，生產(chǎn)各類植保無人機共178個品種，保有量超過5000架。一、國內(nèi)無人機在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用現(xiàn)狀農(nóng)田藥物噴灑藥物噴灑是農(nóng)用無人機最為廣泛的應(yīng)用，與傳統(tǒng)植保作業(yè)相比，植保無人機具有精準(zhǔn)作業(yè)、高效環(huán)保、智能化、操作簡單等特點，為農(nóng)戶節(jié)省大型機械和大量人力的成本，全國各地不少地區(qū)都已使用植保無人機進行藥物作業(yè)， 受到了人們的肯定。按照國家18億畝耕地的紅線，未來農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域?qū)星|市場空間。農(nóng)田信息監(jiān)測無人機農(nóng)田信息監(jiān)測主要包括病蟲監(jiān)測、灌溉情況監(jiān)測及農(nóng)作物生長情況監(jiān)測等，是利用以遙感技術(shù)為主的空間信息技術(shù)通過對大面積農(nóng)田、土地進行航拍，從航拍的圖片、攝像資料中充分、全面地了解農(nóng)作物的生長環(huán)境、周期等各項指標(biāo)，從灌溉到土壤變異，再到肉眼無法發(fā)現(xiàn)的病蟲害、細(xì)菌侵襲，指出出現(xiàn)問題的區(qū)域，從而便于農(nóng)民更好地進行田間管理。無人機農(nóng)田信息監(jiān)測具有范圍大、時效強和客觀準(zhǔn)確的優(yōu)勢，是常規(guī)監(jiān)測手段無法企及的。無人機通過光譜儀對農(nóng)作物病害進行觀測，是通過不同的農(nóng)作物，葉片光譜的反射率不一樣，進而觀測中所得到的譜線數(shù)據(jù)不同的原理進行的。 同時，對于同一種葉片，健康和生病的光譜數(shù)據(jù)也存在差異。該無人機利用這一特性，通過儀器將生病的農(nóng)作物找到，從而有選擇地進行藥物治療?？蓪⒔⒁粋€農(nóng)作物病蟲害光譜庫，使無人機系統(tǒng)能識別更多的病蟲害疾病，更好地對農(nóng)作物病蟲害進行防治。農(nóng)業(yè)保險勘察農(nóng)作物在生長過程中難免遭受自然災(zāi)害的侵襲，使得農(nóng)民受損。對于擁有小面積農(nóng)作物的農(nóng)戶來說，受災(zāi)區(qū)域勘察并非難事，但是當(dāng)農(nóng)作物大面積受到自然侵害時，農(nóng)作物查勘定損工作量極大，其中最難以準(zhǔn)確界定的就是損失面積問題。農(nóng)業(yè)保險公司為了更為有效地測定實際受災(zāi)面積，進行農(nóng)業(yè)保險災(zāi)害損失勘察，將無人機應(yīng)用到農(nóng)業(yè)保險賠付中。無人機具有機動快速的響應(yīng)能力、高分辨率圖像和高精度定位數(shù)據(jù)獲取能力、多種任務(wù)設(shè)備的應(yīng)用拓展能力、便利的系統(tǒng)維護等技術(shù)特點，可以高效地進行受災(zāi)定損任務(wù)。通過航拍查勘獲取數(shù)據(jù)、對航拍圖片進行后期處理與技術(shù)分析，并與實地丈量結(jié)果進行比較校正，保險公司可以更為準(zhǔn)確地測定實際受災(zāi)面積。無人機受災(zāi)定損，解決了農(nóng)業(yè)保險賠付中勘察定損難、缺少時效性等問題，大大提高了勘查工作的速度，節(jié)約了大量的人力物力，在提高效率的同時確保了農(nóng)田賠付勘察的準(zhǔn)確性。播種、授粉、施肥近年來逐漸開展起來的農(nóng)用無人機作業(yè)在化肥施撒、農(nóng)作物授粉、播種等方面充分顯示出優(yōu)勢，相比傳統(tǒng)農(nóng)用機械，首先無人機播種、施肥具有精準(zhǔn)度高、效率高的特點，將農(nóng)民從繁重的植保作業(yè)中解脫出來，利于規(guī)?；a(chǎn)；其次無人機體積小巧，方便轉(zhuǎn)場和運輸；再次不受地形條件限制，適用性好；最后，無人機操控手通過地面遙控及GPS定位對其實施控制，不直接操作機器，有效避免人員傷亡，安全性高。這些都使得農(nóng)用無人機成為農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域研究和應(yīng)用的熱門機型，深受農(nóng)戶歡迎。江蘇省林業(yè)科學(xué)研究院徐麗麗等人，通過收集CNKI數(shù)據(jù)庫（2007年-2016年）無人機在農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域的文獻，統(tǒng)計分析得出農(nóng)林領(lǐng)域無人機研究主要機構(gòu)和區(qū)域，如下表：1諱刃宵硏魁構(gòu)刊攤卻髯刊裁砂羋劇農(nóng)業(yè)上學(xué)京師大學(xué)531$中同衣4科學(xué)曉農(nóng)井瓷液與農(nóng)業(yè)區(qū)越晞亶514屮國燦兀學(xué)&所5廠久II)吉翳鮭機戴鮮刪假6中員悲業(yè)滋廊業(yè)mtttt皆朮怖49棘輒大學(xué)各4&畑林業(yè)大學(xué)5i阿南51南理工大學(xué)§耳該統(tǒng)計反映了北京、江蘇、廣東、黑龍江、吉林、河南、浙江等省份地區(qū)對無人機在農(nóng)林科技領(lǐng)域的應(yīng)用需求。此外，國內(nèi)也已出現(xiàn)了較為成熟的應(yīng)用于農(nóng)業(yè)方面的無人機應(yīng)用：河南洛陽深圳高科新農(nóng)在河南洛陽設(shè)立了分公司“河南華農(nóng)機械有限公司”。該公司主要將開展集無人機生產(chǎn)、銷售、售后服務(wù)、培訓(xùn)，以及植保作業(yè)服務(wù)于一體的綜合性農(nóng)用無人機項目，可服務(wù)于洛陽市農(nóng)業(yè)植保、谷子制種及生產(chǎn)、農(nóng)情監(jiān)測、森林防火、林業(yè)病蟲害防治等方面。投產(chǎn)后將逐步形成年產(chǎn) 1000架無人機的產(chǎn)能。未來3年將組建300—500架農(nóng)用無人機植保作業(yè)隊伍，統(tǒng)防統(tǒng)治覆蓋面積達到50—100萬畝。此外，洛陽市農(nóng)機局、農(nóng)業(yè)局、林業(yè)局等7家單位也與華南農(nóng)業(yè)大學(xué)簽署了合作協(xié)議，將在農(nóng)用無人機購買、無人機駕駛培訓(xùn)、后期維修服務(wù)等方面開展合作。無錫漢和航空漢和正在建設(shè)一個面向全國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)專業(yè)服務(wù)組織。100家合資公司的建立，將成為漢和無人機在全國推廣應(yīng)用的基礎(chǔ)設(shè)施。 合資公司是與有一定實力的農(nóng)資經(jīng)銷商或農(nóng)機經(jīng)銷商共同組建的，集無人機銷售、售后服務(wù)、零配件供應(yīng)、訂單信息反饋、飛手培訓(xùn)、展示表演、農(nóng)作物解決方案提供等功能于一體，并且具備作業(yè)訂單處理分配、植保產(chǎn)品供應(yīng)、大數(shù)據(jù)分析采集等能力，又稱為7S店。每個7S店區(qū)域內(nèi)會組建5-8家飛防大隊，進行實際飛防作業(yè)。合資公司與飛防大隊的作業(yè)訂單將由漢和總部統(tǒng)一調(diào)度，與漢和云做線上配合，共建大數(shù)據(jù)信息服務(wù)平臺。二、國外無人機在農(nóng)業(yè)方面的研究趨勢近年來，國內(nèi)外高校和企業(yè)都在進行無人機在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)應(yīng)用上的研究， 這些研究揭開了無人機除植保應(yīng)用外的另外一個廣闊的領(lǐng)域。美國北達科他州立大學(xué)卡林頓研究推廣中心提出了12個應(yīng)用方向。相信這些也將為國內(nèi)農(nóng)業(yè)無人機應(yīng)用提供更多思路。識別出苗率和作物密度無人機搭載相機，采集多光譜圖像后，通過MATLAB八件進行密度計算。識別氮不足的小麥和玉米無人機搭載光學(xué)傳感器采集田地中不同區(qū)域的紅外遙感圖像。這些紅外圖像數(shù)據(jù)將會在同一天內(nèi)被校正、標(biāo)定并處理，從而探測氮供給不足的作物。評價作物早期健康情況利用無人機采集了這些作物的多光譜圖像，可預(yù)測產(chǎn)量潛能。了解疾病癥狀無人機在疾病控制方面的其中一個應(yīng)用就是了解大田中作物的發(fā)病率和嚴(yán)重程度，采集圖像，分析數(shù)據(jù)，從而使農(nóng)民在下一季的種植中能夠更好地進行田間管理。尋找蟲害癥狀農(nóng)民需要監(jiān)測作物的蟲害情況，來決定殺蟲劑應(yīng)用的需求區(qū)域和劑量。蟲害和識別研究尚在調(diào)研中。監(jiān)測雜草侵害農(nóng)民需要監(jiān)測作物的雜草侵害情況，來決定除草劑應(yīng)用的需求區(qū)域和劑量。監(jiān)測作物水分需求狀況農(nóng)民需要監(jiān)測作物的水分需求狀況，來制定澆灌計劃。熱成像設(shè)備將支持水分脅迫信息的獲取記錄耕作和作物輪作的影響農(nóng)民需要監(jiān)測耕作和作物輪作對作物出苗率、長勢、產(chǎn)量的影響，來確定每年種植的作物種類和品種。監(jiān)測牛群的繁殖活動繁殖成功率對獲得能夠盈利的牛肉產(chǎn)量至關(guān)重要。實時監(jiān)測公牛和母牛的繁殖活動能夠使養(yǎng)殖者注意到流動性問題。采集牛場的表層溫度牛場的管理人員需要監(jiān)測牛場的表層溫度，并將其與動物的體溫聯(lián)系起來，來調(diào)整動物處在最佳溫度范圍內(nèi)。探測牧場中的病牛養(yǎng)殖者需要盡快識別出牧場中的病牛，將其隔離。識別具有破壞行為的牲畜每天將會對牛群進行3次監(jiān)測，以識別具有破壞行為的牲畜。由多光譜圖像得出的數(shù)據(jù)將會與地面真實數(shù)據(jù)進行對比，以保證無人機獲取數(shù)據(jù)的精確度，從而識別具有破壞行為的牲畜。綜合以上無人機在農(nóng)業(yè)方面的各類應(yīng)用及發(fā)展趨勢，要求未來無人機更精準(zhǔn)、更智能、更高效，涉及無人機自身的結(jié)構(gòu)