智能無人機(jī)遙感技術(shù)概述及其在農(nóng)業(yè)植保中的廣泛應(yīng)用

摘 要：近年來，隨著科技的發(fā)展，農(nóng)業(yè)植保技術(shù)也在不斷發(fā)展，植保無人機(jī)、植保機(jī)器人等多種植保作業(yè)機(jī)械應(yīng)運(yùn)而生，大大提高了農(nóng)作物病蟲害防治的效率。與此同時，遙感技術(shù)作為一種有效獲取信息的手段，在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛。遙感技術(shù)是借助遙感手段對目標(biāo)進(jìn)行信息采集、處理和分析的技術(shù)。隨著我國科學(xué)技術(shù)水平不斷提高，遙感技術(shù)也在不斷進(jìn)步。目前，無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用已較為廣泛，對農(nóng)作物病蟲害、農(nóng)作物長勢等方面起到了極大作用，并且具有大范圍、高效率等特點(diǎn)。因此，探討無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用具有重要意義。

關(guān)鍵詞：智能無人機(jī)；遙感技術(shù)；農(nóng)業(yè)植保

農(nóng)業(yè)植保是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié)，對保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全和農(nóng)民收入具有重要意義。近年來，隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，我國植保工作正從傳統(tǒng)人工作業(yè)方式向現(xiàn)代化、智能化、無人化發(fā)展。無人機(jī)遙感技術(shù)在植保中的應(yīng)用，不僅提高了植保效率和精準(zhǔn)度，降低了勞動強(qiáng)度和勞動成本，而且保障了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全。無人機(jī)遙感技術(shù)作為一種新型的遙感技術(shù)，具有高效、實(shí)時、快速的特點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)植保中應(yīng)用無人機(jī)遙感技術(shù)具有廣闊的應(yīng)用前景。本文在分析無人機(jī)遙感技術(shù)概述和應(yīng)用優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，結(jié)合植保工作實(shí)際對無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用進(jìn)行探討。

1 智能無人機(jī)遙感技術(shù)概述

智能無人機(jī)遙感技術(shù)是指通過一種專業(yè)的地面控制平臺，在相應(yīng)的控制下對地面目標(biāo)進(jìn)行遙感和探測，并結(jié)合圖像處理、計算機(jī)處理等技術(shù)手段，對目標(biāo)進(jìn)行實(shí)時監(jiān)測和數(shù)據(jù)獲取，并且將獲取的數(shù)據(jù)傳輸?shù)降孛婵刂破脚_。智能無人機(jī)遙感技術(shù)可以分為空中無人機(jī)遙感和地面無人機(jī)遙感兩種類型，其中空中無人機(jī)遙感通過對目標(biāo)的飛行、升降和航線調(diào)整等方式，實(shí)現(xiàn)對目標(biāo)的實(shí)時監(jiān)測。地面無人機(jī)遙感主要通過地面控制平臺對目標(biāo)進(jìn)行探測、采集信息。目前在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域中應(yīng)用的主要是地面無人機(jī)遙感，隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和進(jìn)步，智能化的智能無人機(jī)遙感技術(shù)也開始逐步應(yīng)用到農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域中[1]。

2 智能無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中應(yīng)用的優(yōu)勢

2.1無人值守、遠(yuǎn)程監(jiān)控

目前，我國的農(nóng)業(yè)植保工作中，傳統(tǒng)植保模式使用不規(guī)范，防治不及時，防治效果不佳，造成農(nóng)作物減產(chǎn)，環(huán)境污染，農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)下降。利用智能化無人機(jī)遙感技術(shù)，可以對作物進(jìn)行精確的農(nóng)業(yè)防治，同時可以在農(nóng)藥噴施過程中，及時地檢測到害蟲的問題，并加以解決。另外，在傳統(tǒng)的植保方式中，由于作業(yè)工人都是手工作業(yè)，在遇到突發(fā)事件時，常常要依賴于專家來完成作業(yè)。而采用智能化無人機(jī)遙感技術(shù)后，可以實(shí)現(xiàn)對作物的實(shí)時監(jiān)測與控制，從而降低因人為因素造成的損失。

2.2快速、準(zhǔn)確、高效

農(nóng)業(yè)植物保護(hù)工作是一項強(qiáng)度高、密度大的工作，對工作速率的需求非常高，若工作速率太低，將會嚴(yán)重制約植物保護(hù)工作的順利進(jìn)行。而將無人機(jī)遙感技術(shù)用于植物保護(hù)工作，能夠迅速地對其進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，從而確保工作的效果。使用智能化無人機(jī)進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)測，可以獲得作物的相關(guān)數(shù)據(jù)，再由無人機(jī)遙控進(jìn)行精確的農(nóng)藥噴灑。利用無人機(jī)進(jìn)行噴藥作業(yè)，可以有效地克服傳統(tǒng)的手動噴藥方式帶來的污染和浪費(fèi)。同時，利用智能化無人機(jī)遙感技術(shù)，可以大幅度地節(jié)約使用化肥、節(jié)省人工，從而達(dá)到節(jié)約人工的目的。因此，智能無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中應(yīng)用具有快速、準(zhǔn)確、高效等優(yōu)勢。

2.3多功能、用途廣

在國家科學(xué)水平的持續(xù)發(fā)展下，無人機(jī)遙感技術(shù)也得到了很大的發(fā)展，將其用于農(nóng)業(yè)植保，既能降低農(nóng)戶的工作負(fù)荷，又能降低農(nóng)藥、肥料對作物造成的環(huán)境污染，還能增加作物的產(chǎn)量，改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)。智能無人機(jī)遙感技術(shù)是一種多功能的高科技技術(shù)，它可以根據(jù)不同地域、不同環(huán)境、不同作物的需求進(jìn)行自動飛行。在農(nóng)業(yè)植保中，它不僅可以完成人工無法完成的任務(wù)，而且還可以提高效率。智能化無人機(jī)遙感技術(shù)具有諸多優(yōu)點(diǎn)，如快速獲得海量的信息、提升資料的處理效率，這樣就能減少人為操作帶來的誤差，從而大大提高了生產(chǎn)的效率[2]。

2.4使用成本低、效益高

智能化無人機(jī)遙感技術(shù)具有操作簡便、成本低廉、效益高等優(yōu)點(diǎn)，將智能化無人機(jī)遙感技術(shù)用于農(nóng)業(yè)植保，可以有效地提升植保工作的工作效率，減少植保費(fèi)用，降低農(nóng)藥的用量，為農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)帶來更大的經(jīng)濟(jì)效益。其具有高柔性、高機(jī)動性，這使得無人機(jī)可以在不受地形、天氣等因素的干擾下，實(shí)現(xiàn)自主飛行和定點(diǎn)起飛。利用該系統(tǒng)的高穩(wěn)定、高可靠的特點(diǎn)，其在開展農(nóng)業(yè)植物保護(hù)工作中可以不受外界因素的干擾。在開展農(nóng)業(yè)植物保護(hù)工作中，能夠使其自主返回，節(jié)省了大量的人工、材料及時間費(fèi)用。由此可見，智能無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中具有較高的應(yīng)用價值。

2.5操作簡單，使用安全

將無人機(jī)遙感技術(shù)用于農(nóng)業(yè)植物保護(hù)，是指利用遠(yuǎn)程控制和自動飛行的方法，實(shí)現(xiàn)對作物的實(shí)時監(jiān)控和施藥。同時，該方法的使用較為簡便，僅需利用遠(yuǎn)程控制的方法，即可實(shí)現(xiàn)對無人機(jī)的遠(yuǎn)程控制，從而節(jié)約了農(nóng)戶的時間。由于在國內(nèi)許多邊遠(yuǎn)鄉(xiāng)村，農(nóng)民難以利用智能化無人機(jī)遙感技術(shù)，所以在應(yīng)用時必須有專門技術(shù)人員進(jìn)行引導(dǎo)，而這樣的引導(dǎo)往往會給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成一定的影響。但在使用智能化無人機(jī)遙感技術(shù)的時候，就可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程控制，而且還具有自主返回的能力，不需要人工操作，即可實(shí)現(xiàn)安全、無害。

3 智能無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用

3.1植物長勢監(jiān)測

通過對植物的周期性觀察，可以掌握植物各生育時期的生長情況。常規(guī)的林間觀測方法主要依賴于人工觀測，而人工觀測受到氣象、地形等因素的制約，難以實(shí)現(xiàn)對植物的實(shí)時監(jiān)控。利用智能化無人機(jī)遙感技術(shù)能夠?qū)r(nóng)作物生長情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，從而能夠?qū)χ参锏纳L情況進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，從而對病蟲害的發(fā)生做出預(yù)警，從而減少病蟲害的發(fā)生。比如，利用無人機(jī)對林間進(jìn)行遙感監(jiān)控，可以實(shí)現(xiàn)對植物長勢的實(shí)時監(jiān)控，加以干預(yù)[3]。

3.2病蟲害監(jiān)測

利用智能化無人機(jī)遙感技術(shù)可以對植物蟲進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，從而提高對農(nóng)業(yè)害蟲的監(jiān)控能力。特別是對于農(nóng)作物蟲害較為嚴(yán)重的地區(qū)，可以大大減少手工檢驗(yàn)的耗時與費(fèi)用，提高檢驗(yàn)的效率。利用智能化無人機(jī)遙感技術(shù)，可以實(shí)時獲得植物的生長發(fā)育狀況，從而對病蟲害進(jìn)行有效監(jiān)測。在農(nóng)業(yè)害蟲的監(jiān)控中，可以采用智能化無人機(jī)遙感技術(shù)對整個農(nóng)林間進(jìn)行全面的監(jiān)控。此外，通過智能化無人機(jī)遙感技術(shù)實(shí)現(xiàn)植物種植環(huán)境及生長情況的準(zhǔn)確掌握，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益提升。

3.3田間信息采集

智能無人機(jī)遙感技術(shù)在植物保護(hù)中的應(yīng)用，主要是對農(nóng)田的土壤濕度、溫度、空氣濕度等信息進(jìn)行采集，從而對病蟲害發(fā)生情況進(jìn)行有效預(yù)測。利用無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行農(nóng)田信息采集時，能夠有效提升數(shù)據(jù)分析的效率和準(zhǔn)確性。在收集數(shù)據(jù)的過程中，工作人員可以利用遙感圖像獲取的土壤信息、作物生長情況和病蟲害情況等。在對病蟲害進(jìn)行預(yù)測時，工作人員可以利用無人機(jī)遙感技術(shù)對不同病蟲害類型和病情程度進(jìn)行識別，從而有效確定防治措施。在田間信息采集工作完成后，相關(guān)技術(shù)人員需要對采集數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步分析和處理，從而確定病蟲害發(fā)生的原因。

3.4田間植保作業(yè)質(zhì)量監(jiān)督

植保作業(yè)質(zhì)量的好壞直接關(guān)系到農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。而無人機(jī)植保作業(yè)具有作業(yè)效率高、不受地形影響、機(jī)動靈活等優(yōu)點(diǎn)，因此可以有效提高植保效率，減少人力成本。但是由于植保無人機(jī)體積小、重量輕，在田間難以控制飛行速度，導(dǎo)致植保質(zhì)量難以保障。通過將無人機(jī)遙感技術(shù)與無人機(jī)飛控技術(shù)相結(jié)合，可以有效解決這一問題。例如，通過對田間作業(yè)區(qū)域的監(jiān)測，可以對作業(yè)質(zhì)量進(jìn)行實(shí)時監(jiān)控，確保植保作業(yè)的安全性；同時利用無人機(jī)遙感技術(shù)可以對無人機(jī)飛行速度進(jìn)行精準(zhǔn)控制，避免農(nóng)藥浪費(fèi)或施藥過量的情況發(fā)生，從而有效保障農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。

3.5科學(xué)用藥指導(dǎo)

在農(nóng)業(yè)植物保護(hù)中，要做到有效地治理植物的害蟲，就必須對其使用的化學(xué)藥劑進(jìn)行合理控制。目前，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)普遍存在著嚴(yán)重的農(nóng)業(yè)面源問題，而利用智能化無人機(jī)遙感技術(shù)能更好地引導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的農(nóng)藥施用，從而為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理工作奠定基礎(chǔ)。在實(shí)踐中，通過對植物病害的面積及危害情況的研究，可以對其發(fā)展態(tài)勢進(jìn)行預(yù)報，從而對其進(jìn)行科學(xué)防治。在實(shí)際應(yīng)用中，利用無人機(jī)對作物進(jìn)行監(jiān)測，識別出關(guān)鍵部位，實(shí)現(xiàn)對植物病害的精確控制，防止因使用不當(dāng)而導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境問題。另外，利用無人機(jī)遙感可以實(shí)時檢測出植物蟲害出現(xiàn)的問題，并對其進(jìn)行處理。

4 智能無人機(jī)遙感技術(shù)在植物保護(hù)中的應(yīng)用策略

4.1選擇合適的無人機(jī)遙感平臺

在對智能無人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行應(yīng)用時，應(yīng)選擇合適的無人機(jī)遙感平臺，并對其進(jìn)行全面分析。首先，應(yīng)結(jié)合不同地區(qū)的具體情況來選擇合適的無人機(jī)遙感平臺，并在此基礎(chǔ)上對無人機(jī)遙感系統(tǒng)進(jìn)行全面分析。例如，在我國北方地區(qū)，由于其氣候較為寒冷，而農(nóng)業(yè)植物的生長又需要一定的溫度，所以在對其進(jìn)行應(yīng)用時，就應(yīng)選擇小型的無人機(jī)遙感平臺。例如，在我國南方地區(qū)，由于其氣候較為溫暖、陽光充足、雨水充足等特點(diǎn)，就應(yīng)選擇大型的無人機(jī)遙感平臺[4]。

4.2對無人機(jī)遙感影像的處理技術(shù)進(jìn)行優(yōu)化

在進(jìn)行農(nóng)業(yè)植物保護(hù)工作的前提下，必須對其進(jìn)行最優(yōu)的處理，確保其具備高準(zhǔn)確性，以便對其進(jìn)行高效處理。首先，在對無人機(jī)圖像進(jìn)行預(yù)處理的基礎(chǔ)上，對圖像進(jìn)行了科學(xué)分析，并對圖像中所包含的有用信息進(jìn)行了分析。其次，在采集到衛(wèi)星影像資料之后，要運(yùn)用專門的軟件對影像資料進(jìn)行科學(xué)的分析與處理，排除影像資料中的一些不正常情況。最后，可以利用數(shù)字圖像處理軟件，將無人機(jī)遙感影像中的異常信息提取出來。通過對其進(jìn)行最優(yōu)處理，可以更好地進(jìn)行農(nóng)業(yè)病蟲害防治工作，同時也將其應(yīng)用于農(nóng)業(yè)植保工作中。

4.3規(guī)劃好智能無人機(jī)航跡

在規(guī)劃好智能無人機(jī)航跡的基礎(chǔ)上，為了進(jìn)一步提升智能無人機(jī)遙感技術(shù)的應(yīng)用效率，就必須在植保作業(yè)中強(qiáng)化軌跡規(guī)劃。同時，在進(jìn)行規(guī)劃工作的過程中，必須首先對該地區(qū)的地形和地貌進(jìn)行全面認(rèn)識，并根據(jù)區(qū)域的地形和植被保護(hù)要求，對智能無人機(jī)的飛行高度、飛行速度等進(jìn)行科學(xué)的選取。同時，也要考慮到無人機(jī)與作物的間距、飛行高度與作物的間距。通過對這些問題的綜合考慮與處理，不僅能夠確保無人機(jī)航跡規(guī)劃更加科學(xué)合理，還可以有效提升農(nóng)業(yè)植物保護(hù)作業(yè)效率。

4.4完善無人機(jī)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)

由于智能無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保工作中的應(yīng)用時間較短，因此缺乏相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來規(guī)范其應(yīng)用過程。為促進(jìn)我國無人機(jī)產(chǎn)業(yè)健康發(fā)展，必須大力吸收國內(nèi)外最新科技成果，制定相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)。因此，在制定和完善該產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)時，必須借鑒世界上的一些先進(jìn)的做法，并根據(jù)自身的具體情況，制定符合我國農(nóng)業(yè)發(fā)展實(shí)際需要的標(biāo)準(zhǔn)。在我國，要將無人機(jī)的工作效率作為保障，就必須建立起相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)與體系，并將其運(yùn)用規(guī)范加以規(guī)范化。同時，無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保工作中的應(yīng)用還需要制定合理的價格體系和購買制度，以保障智能無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保工作中的順利應(yīng)用。

4.5制定合理的數(shù)據(jù)處理流程

目前，我國的農(nóng)業(yè)植物保護(hù)工作多以手工方式進(jìn)行，而且測量結(jié)果的精度不能得到保障。因此，有必要制定合理的數(shù)據(jù)處理流程，在進(jìn)行了農(nóng)藥噴施作業(yè)的資料收集之后，再對數(shù)據(jù)進(jìn)行篩選和比較，得出最符合實(shí)際情況的數(shù)據(jù)。在對作物施藥的時候，要先觀測作物的長勢，然后根據(jù)智能化無人機(jī)遙感技術(shù)監(jiān)測取得的數(shù)據(jù)，來決定施藥方案。最終，通過智能無人機(jī)遙感技術(shù)提供的數(shù)據(jù)結(jié)果與農(nóng)作物生長情況對比分析，從而得到最優(yōu)的噴施藥劑用量，從而實(shí)現(xiàn)對農(nóng)藥的最佳噴施[5]。

4.6加強(qiáng)專業(yè)人才隊伍建設(shè)

一是要加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用人才的培養(yǎng)，從根本上提高專業(yè)人才隊伍素質(zhì)，從而有效發(fā)揮無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中的作用。二是要加強(qiáng)對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)的改進(jìn)，根據(jù)農(nóng)業(yè)植保的實(shí)際需求，研制出更多更先進(jìn)的農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)。三是要加強(qiáng)對植保無人機(jī)及其配套設(shè)備的研發(fā)，從根本上提高農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)技術(shù)的應(yīng)用水平，從而有效促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)發(fā)展。四是要加強(qiáng)對國外先進(jìn)農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)技術(shù)的引進(jìn)，不斷提高我國農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)遙感技術(shù)水平，從而使我國農(nóng)民使用無人機(jī)防治農(nóng)作物病蟲害更加安全、科學(xué)、高效。

4.7健全智能無人機(jī)維修網(wǎng)點(diǎn)

農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)在使用的過程中難免會出現(xiàn)各種問題，尤其是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中更是需要加強(qiáng)對無人機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)，這就需要有一支高素質(zhì)的維修隊伍。為了保證無人機(jī)的正常運(yùn)行，降低發(fā)生故障的概率，應(yīng)對維修網(wǎng)點(diǎn)進(jìn)行完善，并且要求維修人員有較強(qiáng)的專業(yè)能力和責(zé)任心。

目前，無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域中的應(yīng)用還處于初期階段，距離農(nóng)業(yè)植保行業(yè)的現(xiàn)代化發(fā)展還有一定差距。但是，隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，智能無人機(jī)遙感技術(shù)也將會逐漸應(yīng)用到農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域中。尤其是隨著我國人口數(shù)量的不斷增加，糧食問題將會越來越嚴(yán)峻。因此，加快農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域智能化發(fā)展是現(xiàn)階段我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的重要任務(wù)之一。智能無人機(jī)遙感技術(shù)作為一種新興的高科技技術(shù)手段，其在農(nóng)業(yè)植保領(lǐng)域中的應(yīng)用具有重要意義。

參考文獻(xiàn)：

[1]賈文革，于金玲.智能植保無人機(jī)的關(guān)鍵技術(shù)及作業(yè)優(yōu)勢分析[J].農(nóng)機(jī)使用與維修，2022（4）∶50-52.

[2]花良浩，李丹丹，黃呈宇，等.基于小型智能無人機(jī)低空遙感技術(shù)的農(nóng)田信息采集的研究[J].南方農(nóng)機(jī)，2022，53（2）∶69-71.

[3]校林.植保無人機(jī)是當(dāng)下“智能農(nóng)機(jī)”的代表性產(chǎn)品——訪農(nóng)業(yè)農(nóng)村部南京農(nóng)機(jī)化所植保中心主任薛新宇[J].農(nóng)機(jī)質(zhì)量與監(jiān)督，2021（6）∶4-5，14.

[4]車彥卓，劉壽寶.探析無人機(jī)低空遙感技術(shù)與人工智能技術(shù)融合發(fā)展[J].中國安防，2021（4）∶34-38.

[5]曹靜.智能無人機(jī)遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)植保中的應(yīng)用[J].鄉(xiāng)村科技，2020，11（31）∶112-113.