農業(yè)機械導航技術發(fā)展研究

[摘 要] 基于現(xiàn)代化農業(yè)的發(fā)展背景，越來越多的科學技術在農業(yè)生產(chǎn)領域得到推廣與應用。例如，導航技術是農業(yè)機械運作的關鍵技術，與此同時也是農業(yè)領域研究的重要課題。導航技術在農業(yè)生產(chǎn)中的應用，不但提升了機械作業(yè)效率，而且順應了現(xiàn)代化農業(yè)發(fā)展的需要。基于此，本文主要對農業(yè)機械導航技術的實際應用進行論述，并展望農業(yè)機械導航技術的發(fā)展趨勢。

[關鍵詞] 農業(yè)機械;導航技術;發(fā)展趨勢;應用

[中圖分類號] F323.3 [文獻標識碼] A [文章編號] 1674-7909（2019）03-122-2

近年來，隨著導航技術的不斷發(fā)展以及在農業(yè)生產(chǎn)領域的應用，成功實現(xiàn)了農業(yè)作業(yè)的自動化發(fā)展。導航技術在農業(yè)生產(chǎn)中的應用，能實現(xiàn)自動播種、除草、施肥、灌溉等作業(yè)，不但有效提高了農業(yè)機械的運作效率，而且大大降低了農業(yè)的勞動強度，促進了我國農業(yè)領域的智能化發(fā)展。因此，農業(yè)生產(chǎn)部門要結合我國的農業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，加大對農業(yè)機械領域的科技投入，進一步提高農業(yè)機械的應用比例，并將先進的技術應用到實際的農業(yè)生產(chǎn)當中，進而推進我國農業(yè)智能化、數(shù)字化、現(xiàn)代化發(fā)展。

1 農業(yè)機械導航需要具備的關鍵技術

1.1 智能控制系統(tǒng)

當前，基于機械導航的工作環(huán)境，農業(yè)機械對控制系統(tǒng)技術更為依賴。智能控制系統(tǒng)主要分為2種，即縱向控制與橫向控制。縱向控制需要在導航技術的支持下，才能完成對機械的位置、路徑規(guī)劃及工作量計算等工作。而橫向控制主要是針對農業(yè)機械進行控制，通常對于導航技術的使用較少。因此，農業(yè)機械導航技術水平的高低，嚴重影響著縱向控制技術的應用。目前，我國在農業(yè)飛行機械的使用當中，主要借助GPS定位系統(tǒng)、GIS系統(tǒng)等進行相關的作業(yè)，并且采用神經(jīng)網(wǎng)絡及模糊控制對飛行機械進行控制。神經(jīng)網(wǎng)絡的應用成功地實現(xiàn)了農業(yè)機械的直線行駛。而模糊控制的應用實現(xiàn)了機械的轉向等功能，對于農業(yè)機械的發(fā)展及作業(yè)發(fā)揮十分重要的作用。

1.2 地圖營造技術

通常，地圖營造技術主要是指農業(yè)機械在實際的作業(yè)當中，當其獲取到外界的相關信息后，在其系統(tǒng)當中營造與模擬環(huán)境。目前，投入使用農業(yè)機械時，可以借助紅外線技術及小型視覺傳感器等技術優(yōu)勢，實現(xiàn)全天候的環(huán)境信息加載。同時，借助預設的數(shù)學模型對外界環(huán)境進行直接模擬，并建立信息地圖。另外，利用地圖技術幫助農業(yè)機械選擇具體的導航方式。導航設備的地圖營造能力越強，農業(yè)機械導航的效果越明顯，并且所導航出現(xiàn)的信息越精細化，進而確保線路規(guī)劃的完善性[1]。

2 農業(yè)機械導航技術的應用

2.1 播種前進行土壤勘測

在傳統(tǒng)農業(yè)播種之前，需要人工進行農田勘察，然后根據(jù)實地勘察結果進行土地平整。這種農業(yè)作業(yè)模式不但消耗大量的時間，而且極易導致農業(yè)作業(yè)出現(xiàn)問題。而現(xiàn)代化農業(yè)機械化耕作完全打破了傳統(tǒng)耕作模式。在農作物播種之前，可以借助導航技術的優(yōu)勢，對將要播種的土地進行技術勘察，通過對勘察數(shù)據(jù)進行綜合分析，進而得出土壤的成分、結構、性質等，然后根據(jù)數(shù)據(jù)分析結果選擇適合播種的作物。

2.2 作物生長期間的實時監(jiān)視

由于農業(yè)經(jīng)濟作物生長周期相對較長，通常會受到天氣、施肥、土壤、水源等因素的影響。因此，要想保證農作物健康生長，則需要加強對作物的實時監(jiān)控。傳統(tǒng)模式下人工監(jiān)控難度系數(shù)較大，而導航技術在農業(yè)領域的應用成功解決了傳統(tǒng)人工監(jiān)視存在的缺陷與不足。導航技術能做到對農作物的全過程進行實時監(jiān)控，并能科學預測天氣變化，為農戶采取預防措施提供了信息保障。這在一定程度上降低了農作物受到天氣因素的影響，不但保障了農作物健康生長，而且大大提高了農作物的總體產(chǎn)量。

2.3 控制施肥量

導航技術能對土壤養(yǎng)分進行整合，對不同季節(jié)土壤的狀態(tài)進行實時監(jiān)測。通過判斷、分析土壤養(yǎng)分含量，然后利用GPS定位系統(tǒng)，發(fā)揮計算機的優(yōu)勢，對作物進行適量施肥。由于不同作物所需的肥料及其用量會有所不同，計算機能正確把控不同作物的施肥量，做到精細化施肥管理。GPS定位技術監(jiān)控施肥，能改善傳統(tǒng)施肥模式，保證施肥量的合理性。

2.4 指導農田空中作業(yè)

在實際的農業(yè)生產(chǎn)當中，通常會出現(xiàn)諸多疑問，極不利于線下空中作業(yè)。因此，相關部門可以結合當?shù)氐臍夂蝾愋汀⒌貏萁Y構等因素，確定相應的運轉軌道，然后發(fā)揮GIS技術的優(yōu)勢，指導農田空中作業(yè)。在此過程中，可以利用GPS技術精準定位，幫助相關作業(yè)人員完成作業(yè)任務。

3 農業(yè)機械導航技術發(fā)展趨勢

3.1 全面引入GPS系統(tǒng)，實現(xiàn)精細化管理

隨著科學技術的不斷發(fā)展，傳統(tǒng)的機械技術難以適應現(xiàn)代農業(yè)的發(fā)展需要，先進的科學技術將會促進農業(yè)技術的進一步發(fā)展。隨著農業(yè)機械化的不斷發(fā)展，GPS系統(tǒng)及衛(wèi)星導航技術將會在未來的農業(yè)領域得到全面應用。在農業(yè)耕作作業(yè)當中，實現(xiàn)精準定位，從而提升農業(yè)機械化作業(yè)的整體效率，充分保證機械運行的精準性，進而實現(xiàn)精細化管理。此外，GPS系統(tǒng)能對作物生長所需的土壤進行分析，根據(jù)土壤養(yǎng)分含量、農作物生長的需要，提升作物生長所需元素的投放效率。現(xiàn)階段，雖然GPS系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展成熟，并且在農業(yè)生產(chǎn)領域得到了應用，但是仍然存在一定的局限。未來GPS系統(tǒng)將會在農業(yè)領域得到全面推廣與應用，實現(xiàn)精細化管理。

3.2 引入傳感、液壓技術實現(xiàn)對農業(yè)生產(chǎn)的實時監(jiān)控

在農業(yè)機械設備的實際運行過程中，通過液壓技術對機械設備進行相應的控制，進而實現(xiàn)對農業(yè)機械耕作的全程監(jiān)控。如若將液壓技術與傳感技術有機結合，并將其應用到機械化耕作當中，則會大大提升農業(yè)耕作的整體效率，實現(xiàn)整體農業(yè)生產(chǎn)的自動化管理。例如，播種機、施肥機、噴灑農藥機等。在實施機械全程自動化的監(jiān)控與管理過程中，可以對相應的數(shù)據(jù)進行反饋及收集[2]。一般作業(yè)人員會將小型的傳感器安裝在收割機上，通過傳感器能實現(xiàn)對農業(yè)作業(yè)溫度、水分等進行數(shù)據(jù)搜集。此外，如若將傳感器與GPS監(jiān)控系統(tǒng)相結合，能實現(xiàn)對農作物全過程進行實時監(jiān)控。

3.3 引入網(wǎng)絡信息技術，實現(xiàn)生態(tài)化管理

要想實現(xiàn)機械導航技術在農業(yè)生產(chǎn)當中得到全面應用，則需要加強對農業(yè)機械的改革與創(chuàng)新。積極轉變傳統(tǒng)的機械耕作方式，積極引進先進的網(wǎng)絡信息技術，實現(xiàn)信息化管理。當前，部分精準的機械技術在農業(yè)生產(chǎn)領域得到應用，成功打破了傳統(tǒng)作業(yè)模式，大大提升了農業(yè)機械的運行效率，降低了農業(yè)生產(chǎn)成本。與此同時，網(wǎng)絡信息技術在農業(yè)領域的應用，有效地保護了農業(yè)生產(chǎn)資源，合理利用了土地資源，有效避免了資源浪費。與此同時，有效保護了農業(yè)生態(tài)環(huán)境，進一步促進了農業(yè)生態(tài)化發(fā)展。生態(tài)問題是我國未來農業(yè)發(fā)展所面臨的主要問題，生態(tài)化管理也是農業(yè)機械化發(fā)展的總體趨勢，加大網(wǎng)絡信息技術在農業(yè)生產(chǎn)中的應用比例，不但有助于實現(xiàn)生態(tài)保護，而且將會實現(xiàn)農業(yè)生態(tài)化管理。

4 結語

隨著農業(yè)機械導航技術在農業(yè)生產(chǎn)領域的應用，大大提升了農業(yè)作業(yè)的整體效率，對于提升機械的運行效率發(fā)揮著重要的作用。尤其在現(xiàn)代化農業(yè)的發(fā)展過程中，機械導航技術的應用是農業(yè)機械發(fā)展的必然趨勢。基于此，我國農業(yè)部門要加大對農業(yè)生產(chǎn)的科技投入，全面實現(xiàn)農業(yè)機械自動化發(fā)展，實現(xiàn)農業(yè)精細化管理。

參考文獻

[1]田浪帆.農業(yè)機械導航技術的發(fā)展與應用[J].南方農機，2016（5）：22，28.

[2]朱春城.農業(yè)機械導航技術的發(fā)展與應用[J].湖北農機化，2018（2）：48-49.