基于大數據分析的精準農業機械植保策略研究

李思洋

（山西應用科技學院，山西 太原 030062）

隨著信息技術和農業機械化水平的不斷提高，精準農業機械植保作為一種新型的農業生產方式逐漸受到關注。然而，傳統的農業生產方式存在著信息獲取不足、管理不精準的問題，難以滿足現代農業生產的需求。因此，基于大數據分析的精準農業機械植保策略研究應運而生。本研究旨在探討如何充分利用大數據分析技術，實現對農田、作物生長情況、病蟲害發生情況等數據的高效獲取和精準分析，從而為精準農業機械植保提供科學依據和技術支持。

1 精準農業機械植保的發展現狀

精準農業機械植保是利用先進的技術和裝備，結合精準農業理念，對農作物進行精準、高效的植保管理。當前，國內精準農業機械植保的發展呈現以下幾個主要特點和趨勢[1-2]。

1）智能化技術的應用。隨著人工智能、大數據、物聯網等技術的不斷發展，智能化植保機械設備得到廣泛應用。例如，自主導航技術可以實現農機的自主行駛，智能施藥系統可以根據實時數據進行精準施藥，大大提高了植保作業的效率和精度。

2）精準施藥技術的突破。利用高精度GPS、遙感技術和地理信息系統，可以實現對農田病蟲害等問題的精準識別和定位，從而實現精準施藥。這種精準施藥技術可以減少農藥使用量，減輕農藥對環境和人體的危害，同時提高農業的生產效益。

3）數據驅動的決策支持系統。通過大數據分析技術，可以對農田的生長情況、病蟲害發生趨勢等進行全面監測和分析，為農業生產提供科學決策支持。農業生產者可以根據數據分析結果優化植保方案，提高農作物的產量和質量。

4）精準農業政策的支持。各國政府和相關部門紛紛出臺支持精準農業發展的政策，鼓勵農民采用先進的機械植保技術。政策的支持為精準農業機械植保的推廣提供了重要保障。

總的來說，精準農業機械植保在智能化技術、精準施藥、數據支持和政策引導等方面取得了顯著進展。這些進展不僅提高了農業生產的效率和質量，同時也為推動農業生產方式向智能化、綠色化方向轉變提供了重要支撐。隨著技術的不斷創新和政策的支持，精準農業機械植保將在未來發展中發揮更加重要的作用。

2 大數據分析在精準農業機械植保中的必要性

2.1 病蟲害監測與預測

利用大數據分析技術可以通過對農田環境、氣象條件、作物生長情況等多維數據的采集和分析，實現對病蟲害的監測與預測。例如，通過監測土壤濕度、溫度、作物生長情況等數據，結合氣象數據和病蟲害發生規律，可以預測病蟲害的發生趨勢和可能的影響范圍，為精準施藥提供科學依據。以華中農業大學研發的植保無人機為例，該無人機配備了多光譜傳感器和精準噴灑系統，可以實現對農田環境和作物生長情況的多維數據采集，通過大數據分析可以實現對農田病蟲害情況的精準識別和定位，為農業生產提供科學的決策支持[3]。

2.2 精準施藥與施肥

大數據分析可以幫助農業生產者實現精準施藥與施肥，減少農藥和肥料的使用量，降低成本，提高農作物產量和質量。通過對土壤養分、作物需求、病蟲害情況等數據的分析，可以制定精準的施藥與施肥方案，避免過量使用農藥和肥料，減少對環境的污染[4]。

2.3 提供作業路徑規劃與決策支持

大數據分析可以為農業機械植保的作業路徑規劃和決策提供支持[5]。通過對農田地塊、作物生長情況、病蟲害發生情況等數據進行分析，可以優化作業路徑，提高作業效率，降低機械植保的成本。同時，大數據分析還可以為農業生產者提供科學的決策支持，幫助他們制定合理的植保策略和管理方案。

2.4 植保效果評估與優化

大數據分析可以幫助農業生產者對植保效果進行評估與優化。通過對植保作業的數據進行采集和分析，可以及時了解植保效果，發現問題并進行調整，從而不斷優化植保作業，提高農作物的產量和品質[6]。另外，結合大數據分析，還可以實現對施藥劑量的最小化和農藥的高效利用，降低農藥的使用量，減少對環境的影響。

3 大數據分析應用在精準農業機械植保中面臨的困境

3.1 大數據技術與農業植保融合力度不夠

大數據作為一種新興的高新技術手段，是數字化農業發展的催化劑，大數據分析賦予了農業農村多方位、多維度的農業生產活動，大數據技術與農業機械植保有著密切的聯系[7]。但是，當前國內許多農業農村地區在建設與發展數字化農業時，由于政府缺乏相應的政策體系與執行力度，且在合理統籌與規劃方面未予以足夠重視，在多數農業農村大數據建設與應用過程中，政府、企業、農業種植戶等各主體自身定位不明確，協同促進發展應用大數據技術相關機制尚未健全，導致技術應用層面作用發揮不全面。大數據技術在數據整合和開發應用方面存在不足，政府的引導力度不夠，生產資料服務平臺也不夠完善。只有省市級的農業部門對大數據技術在農業機械植保應用方面給予了支持，并進行了一系列相關的研究工作。目前，許多農戶對市場的需求并不完全了解，這導致了農作物市場信息的不平衡和農業植保的盲目跟風。因此，農產品經常面臨滯銷和積壓的問題，使得農業的內部產業結構仍然停留在一個相對較低的水平。

3.2 數據采集與存儲困難

在精準農業機械植保中，大數據分析需要大量的農田環境數據、作物生長數據等來支撐決策和操作。然而，農田環境的多樣性和分散性使得數據采集難以覆蓋所有情況[8]。例如，不同地區、不同農田的土壤類型、作物生長情況、氣象條件等可能存在差異。同時，農田中環境復雜，可能存在地勢高低起伏以及樹木、電線等障礙物，這給傳感器和無人機等數據采集設備帶來了挑戰。以無人機應用為例，無人機需要在農田中進行飛行，但農田的環境復雜多變，稍有不慎就可能出現墜機事故，風險較大。

3.3 缺乏專業技術人才

從事農業植保和管理的人員具備良好的專業素質是大數據時代背景下數字農業發展的關鍵，接納并應用好新技術，才能實現大數據、物聯網與農業的深度融合。大數據分析需要相關的技術和人才支持，而農業生產中可能存在技術水平不足和相關專業技術人才短缺的問題。隨著我國城鎮化、人口老齡化速度加快，決定了當下很大一部分農民仍然是學識水平較低的中老年人，特別是對于一些農業生產者來說，可能缺乏大數據分析的相關知識和技能，導致他們難以充分利用大數據分析技術來優化農業生產。

4 農業機械植保中應用大數據分析的策略

4.1 健全基于大數據的農業植保協同發展機制

1）在技術支持方面：加強數據采集技術和設備的研發，提高數據采集的全面性和準確度，引入先進的傳感器、遙感技術、物聯網等設備，實現對農田土壤、作物生長情況、氣象等數據的實時監測和采集[9]。

2）在數據共享平臺創建方面：建立農業植保數據共享平臺，促進農業相關部門、企業和科研機構之間的數據共享和合作，豐富大數據分析的數據來源，提高數據利用效率。

3）在政策支持力度方面：制定相關政策和法規，鼓勵和支持農業企業和科研機構投入大數據技術的研發和應用，提供稅收優惠、資金補貼等政策支持，推動大數據分析在農業機械植保中的應用。此外，為了解決大數據技術應用于農業植保技術推廣中遇到的問題，應該招募具有豐富經驗和技能的專業人才，并在積極推廣的同時，為農戶提供關于農業生產中數字技術應用的即時解答。

4.2 推動信息技術智能裝備的集成應用

1）利用植保無人機、智能農機等先進設備進行數據采集。這些設備可以實現對農田、作物生長情況、病蟲害發生情況等信息的高效獲取，大大提高了數據采集的效率和準確性。同時，這些設備具有高精度的遙感和測量功能，可以實現對農田的三維建模和高精度地圖制作，為后續的農業管理和決策提供了更加準確的數據支持[10]。

2）利用云計算、物聯網技術和大數據存儲技術，實現對大規模農業數據的高效存儲和管理。通過云計算和物聯網技術，可以實現對農業設備和傳感器的聯網管理，實時監測和控制農業生產過程中的各種數據，提高了農業生產的精度和效率。同時，通過大數據存儲技術，可以將大規模的農業數據進行高效的存儲和管理，保證數據的安全性和可靠性。

3）利用人工智能技術對采集的數據進行分析和處理，實現對農業生產過程的自動化管理和預測，為農業生產提供更加科學的決策依據。

總之，精準農業機械植保采用了先進的數據采集和存儲技術，解決了傳統農業數據采集與存儲的困難，為精準農業機械植保提供了可靠的數據支持，推動了農業生產的智能化和精準化發展。

4.3 注重培養農業大數據領域專業人才

1）在農村基層應制定大數據專業人才培養計劃，以培養既了解農作物植保的相關特性，又具備數字技術知識的專業人才。這些人才將為大數據農業植保技術提供高水平、高素質的支持。

2）積極鼓勵進城務工的大學生返鄉從事農業生產，并給予相應的政策支持。同時，政府和農業相關企業應定期開展大數據技術理論培訓和技術指導，幫助農戶提高大數據應用農業植保技術水平，從而提高農業生產的效益和質量。

3）鼓勵企業與院校采取“校企合作”等方式培養人才，建立產業合作平臺，吸引有志向、有能力的青年人來鄉村發展，將先進的技術和設施引入農村，推動農業大數據技術發展。

5 結語

基于大數據分析的精準農業機械植保策略研究是農業現代化發展的重要組成部分。通過對大規模農業數據的深入分析和挖掘，可以實現對農田、作物生長情況、病蟲害發生情況等信息的全面了解，為精準農業機械植保提供科學依據和技術支持。本研究深入探討了大數據分析在精準農業機械植保中的應用，提出了一系列創新的策略和方法，為農業生產提供了更加科學和有效的管理和決策支撐。應繼續深化對大數據分析技術的研究，不斷優化精準農業機械植保策略，推動農業生產的智能化和精準化發展，助力農業農村現代化。