無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用前景

曹克晶

（齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用前景

曹克晶

（齊齊哈爾工程學(xué)院，黑龍江 齊齊哈爾 161005）

隨著我國無人機(jī)行業(yè)高速發(fā)展，農(nóng)業(yè)無人機(jī)的應(yīng)用也進(jìn)入了人們的視野。由于自身的先天優(yōu)越性，使其不受地形約束，高精準(zhǔn)、高效率的工作方式受到人們的青睞。由于操作人員遠(yuǎn)離作業(yè)區(qū)，可有效避免農(nóng)藥對人體的危害，面對突發(fā)性蟲害有很好的強(qiáng)突能力。由于無人機(jī)技術(shù)的逐漸成熟，成本也大大降低，加上良好的應(yīng)用性，必將成為替代原始農(nóng)耕的重要手段，讓農(nóng)耕變得更加精準(zhǔn)，更加高效，減少人力成本。

無人機(jī)（UAV）；無人機(jī)遙感技術(shù)；農(nóng)業(yè)土地的監(jiān)測

1 無人機(jī)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用現(xiàn)狀

在國外20世紀(jì)90年代，就已經(jīng)開始無人機(jī)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用嘗試，主要應(yīng)用于對農(nóng)田、果園、菜園的病蟲害防止。1990年，日本山葉公司率先推出世界第一架無人機(jī),主要用于撒布農(nóng)藥。進(jìn)30年來海外發(fā)達(dá)國家一直使用無人機(jī)進(jìn)行農(nóng)藥噴灑和災(zāi)害防御工作，而國內(nèi)由于無人機(jī)技術(shù)起步較晚，比之國外落后很多。在20世紀(jì)50年代，我國開始了農(nóng)業(yè)航空噴灑的研究及應(yīng)用，主要是對規(guī)模較大的森林，農(nóng)墾區(qū)和農(nóng)田進(jìn)行噴灑作業(yè)。但由于國內(nèi)土地使用政策和體制的關(guān)系，無法大規(guī)模種植，導(dǎo)致大規(guī)模噴灑作業(yè)無法實(shí)施。而無人機(jī)沒有地形和規(guī)模限制，同時具有控制靈活，高效、高精準(zhǔn)的特點(diǎn)，農(nóng)用無人機(jī)必將成為近年來農(nóng)業(yè)機(jī)械發(fā)展最快的一個領(lǐng)域。

2 無人機(jī)遙感技術(shù)的特點(diǎn)

遙感技術(shù)在傳統(tǒng)概念里一般是指采用衛(wèi)星和大型飛機(jī)作為遙感平臺，可大面積進(jìn)行觀測獲取綜合性數(shù)據(jù)的方式。傳統(tǒng)遙感在小范圍觀測的數(shù)據(jù)分析上存在著分辨率不足的問題，同時還容易受到空間輻射和云層等不確定因素的影響。近年來小型無人機(jī)遙感平臺的不斷發(fā)展，很大程度上緩解了傳統(tǒng)遙感的短線，因其靈活優(yōu)勢在局部遙感和應(yīng)急監(jiān)測方面都取得了很大的成功。無人機(jī)裝載的遙感設(shè)備體積小、重量輕，其平臺結(jié)構(gòu)可分為飛行系統(tǒng)、信息采集系統(tǒng)和傳輸系統(tǒng)等幾個部分。

目前普遍的無人機(jī)重量在10kg以內(nèi)，擁有多波段光譜采集和多功能探測器，其飛行模式一般有兩種，一種是依靠地面工作站人員對無人機(jī)進(jìn)行操控，同時對飛機(jī)回傳的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。另一種是提前對任務(wù)航線進(jìn)行編程，無人機(jī)按照預(yù)先設(shè)定好的航線飛行，在飛行過程中自行拍照并對數(shù)據(jù)進(jìn)行反饋。

無人機(jī)在遙感領(lǐng)域應(yīng)用的優(yōu)勢：①突破作業(yè)條件限制，可低空域、低成本、低風(fēng)險采集數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的航測和衛(wèi)星遙感相比，可低空飛行，大幅度提高分辨率，可靈活設(shè)定監(jiān)測區(qū)域，同時還能連續(xù)或者周期性監(jiān)測，而且精度也有大幅度提升，對地形地貌的變化監(jiān)測精度可達(dá)到0.01m級別。②應(yīng)急能力強(qiáng)，可快速響應(yīng)應(yīng)急作業(yè)。無人機(jī)由于自身體積小，操作方便對起降場地要求相對較低，可以大大節(jié)省起降時間，從而實(shí)現(xiàn)遙感數(shù)據(jù)的快速實(shí)性。③無人機(jī)在使用和維護(hù)方面相對于大型飛機(jī)和衛(wèi)星有著其先天優(yōu)勢，可根據(jù)任務(wù)需要靈活精確的進(jìn)行高密度出勤，而且維護(hù)相對簡單。無人機(jī)對這種相對小范圍、高出勤率、多時間點(diǎn)、多信息維度的重復(fù)采集的領(lǐng)域有著極大的發(fā)展空間。

3 無人機(jī)在農(nóng)田分析與農(nóng)作物監(jiān)測的研究

對于面積較大的農(nóng)田管理，傳統(tǒng)的觀察方式不能全面了解農(nóng)作物的生長情況，對農(nóng)田監(jiān)測的延時會影響收獲的時機(jī)。在一些較大的農(nóng)場中，管理者無法做到對每一塊耕地的土壤狀況和作物生長狀態(tài)的完全掌握，只能統(tǒng)一耕作。而農(nóng)用無人機(jī)可以很容易破解這一難題，無人機(jī)通過航拍，提供高質(zhì)量的圖片和視頻。加之無人機(jī)有特殊的光譜分析儀和熱像儀，可以提供多層次、多形式的圖片，幫助管理者進(jìn)行精準(zhǔn)高效的分析判斷。有針對性地進(jìn)行點(diǎn)對點(diǎn)的精細(xì)治療，提高藥物噴灑精準(zhǔn)度，從而很大程度上避免了不必要的污染和浪費(fèi)。同時還可以實(shí)時跟蹤監(jiān)測土壤狀態(tài)和作物長勢，可精準(zhǔn)高效的發(fā)現(xiàn)問題，及時采取應(yīng)對措施，控制損失，提高收益。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的大趨勢下，無人機(jī)的作用會越來越凸顯，對地面信息的全面監(jiān)測可加速現(xiàn)代農(nóng)業(yè)工業(yè)化進(jìn)程，推動中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化建設(shè)。

4 結(jié)語

在我國逐步推進(jìn)農(nóng)業(yè)信息化、自動化的浪潮中，無人機(jī)這種低成本、低風(fēng)險、高效率的自動化設(shè)備必將會快速普及。加快精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的建設(shè)步伐，提高我國農(nóng)業(yè)發(fā)展水平，對綠色農(nóng)業(yè)全程管控體系的建成有著不可替代的作用。

［1］龔艷，傅錫敏.現(xiàn)代農(nóng)業(yè)中的航空施藥技術(shù)［J］.農(nóng)業(yè)裝備技術(shù)，2008，（6）.

［2］薛新宇，梁建，傅錫敏.我國航空植保技術(shù)的發(fā)展前景［J］.中國農(nóng)機(jī)化，2008，（5）.

［3］金偉，葛宏立，杜華強(qiáng).無人機(jī)遙感發(fā)展與應(yīng)用概況［J］.遙感信息，2009，（1）.

［4］蒙繼華，李強(qiáng)子.農(nóng)田農(nóng)情參數(shù)遙感監(jiān)測進(jìn)展及應(yīng)用展望［J］.遙感信息，2010，（3）.

曹克晶（1982-），女，黑龍江人，主要研究方向：農(nóng)學(xué)。