無(wú)人機(jī)遙感在農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用

隨著遙感技術(shù)的廣泛應(yīng)用，其技術(shù)也在飛速發(fā)展，運(yùn)用無(wú)人機(jī)平臺(tái)遙感已經(jīng)成為遙感技術(shù)的重要分支。將無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理中，必將使我國(guó)的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)加快推進(jìn)。小范圍作業(yè)和實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)一直是傳統(tǒng)的遙感技術(shù)的短板，低空無(wú)人機(jī)可以很好的彌補(bǔ)這類問題。同時(shí)還可以降低成本、減少天氣狀況的影響等問題。無(wú)人機(jī)遙感可以精準(zhǔn)的獲取土壤養(yǎng)分、作物長(zhǎng)勢(shì)、病蟲害監(jiān)測(cè)等實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)分析，可以有針對(duì)性的進(jìn)行施肥、施藥、病蟲害預(yù)測(cè)、作物產(chǎn)量預(yù)估等。

一、國(guó)外農(nóng)用無(wú)人機(jī)的發(fā)展

在美國(guó)、日本等發(fā)達(dá)國(guó)家早已使用農(nóng)用無(wú)人機(jī)進(jìn)行農(nóng)業(yè)管理，是植保不可或缺的主要手段之一。上世紀(jì)90年代，日本已經(jīng)開始對(duì)果園、菜園、稻田等大面積種植區(qū)進(jìn)行遙控直升機(jī)噴灑農(nóng)藥的作業(yè)。

美國(guó)宇航局在2002年用搭載著高分辨率彩色多光譜成像儀的Pathfinder -Plus太陽(yáng)能無(wú)人機(jī)，對(duì)Kauai咖啡公司的1500hm2種植區(qū)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，觀測(cè)暴漏灌溉、施肥異常及雜草爆發(fā)等情況。由于無(wú)人機(jī)自身體積小，作業(yè)靈活的特點(diǎn)，在國(guó)外已經(jīng)運(yùn)用的十分廣泛。

本世紀(jì)初期，法國(guó)學(xué)者Amélie Qui querez使用無(wú)人飛機(jī)農(nóng)田土壤進(jìn)行遙感監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)土壤表面特征對(duì)環(huán)境侵蝕的影響，為土壤模式和栽培山坡水土流失分析的描述提供了新的見解。在Bur gundy葡萄園這種檢測(cè)方式已經(jīng)應(yīng)用了進(jìn)10年，這些數(shù)據(jù)是分析土壤侵蝕的有力保障。

2013年，JoséManuelPena mail在玉米田里使用載有近紅外多光譜相機(jī)的無(wú)人機(jī)，對(duì)田間雜草的覆蓋程度進(jìn)行分析實(shí)驗(yàn)。在試驗(yàn)中就采集反饋的信息來(lái)看，他認(rèn)為使用無(wú)人機(jī)遙感采集到的數(shù)據(jù)是原始航空遙感和衛(wèi)星遙感的數(shù)據(jù)無(wú)法相比的。在數(shù)據(jù)采集完成后生成了一個(gè)雜草覆蓋的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，其圖像分析效果遠(yuǎn)超預(yù)期。

二、我國(guó)農(nóng)用無(wú)人機(jī)的發(fā)展應(yīng)用

上世紀(jì)90年代末，我國(guó)開始從日本引進(jìn)農(nóng)用無(wú)人機(jī)技術(shù)，但并沒有開展普及應(yīng)用。國(guó)內(nèi)從2005年開始，有10余家科研單位和企業(yè)投入農(nóng)用無(wú)人機(jī)的研發(fā)， 如今仍在不斷增加。當(dāng)前無(wú)人機(jī)遙感在我國(guó)處于起步階段，其應(yīng)用范圍比較窄，主要在農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)理賠、小范圍農(nóng)藥噴灑等方面有了初步的應(yīng)用。農(nóng)用無(wú)人機(jī)標(biāo)志著一個(gè)全新的農(nóng)用設(shè)備產(chǎn)業(yè)的興起，農(nóng)用噴灑無(wú)人機(jī)在我國(guó)雖然剛剛起步，但其發(fā)展卻是弄用設(shè)備領(lǐng)域最快的。

2013年我國(guó)東北地區(qū)爆發(fā)玉米黏蟲災(zāi)害，由于當(dāng)時(shí)的植保設(shè)備不能滿足當(dāng)時(shí)需求和作業(yè)效率等原因，只能人工在田間噴灑農(nóng)藥，使得部分地區(qū)出現(xiàn)因長(zhǎng)時(shí)間噴灑農(nóng)藥導(dǎo)致中毒甚至死亡的事件。農(nóng)用無(wú)人機(jī)的出現(xiàn)可以有效避免這類事件的再次發(fā)生，不僅可以取代人工田間噴灑作業(yè)，還能提前分析、預(yù)防病蟲害的發(fā)生。

在農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)方面無(wú)人機(jī)也有不可替代的作用，在賠付中可以快速精準(zhǔn)的勘察定損并保持時(shí)效性。不但提升了勘察準(zhǔn)確性，還提升了勘察速度，在很大程度上節(jié)省了人力物力。對(duì)于農(nóng)場(chǎng)管理方面可以充分利用無(wú)人機(jī)的機(jī)動(dòng)性和數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性，用采集的數(shù)據(jù)對(duì)農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行整體規(guī)劃和實(shí)時(shí)管控。

三、農(nóng)用無(wú)人機(jī)遙感存在的主要問題

雖然無(wú)人機(jī)的技術(shù)在不斷升級(jí)，但還是存在很多問題，比如系統(tǒng)的穩(wěn)定性、抗震性、承載能力、續(xù)航時(shí)間等仍然是農(nóng)用無(wú)人機(jī)遙感存在的主要問題。

（一）無(wú)人機(jī)性能問題

當(dāng)前無(wú)人機(jī)由于自身體積小，飛行作業(yè)時(shí)抗風(fēng)能力差，載荷能力差、續(xù)航時(shí)間短等問題在很大程度上限制了無(wú)人機(jī)的發(fā)展。

（二）獲取數(shù)據(jù)誤差較大、技術(shù)上有待進(jìn)一步完善

由于地面操控人員導(dǎo)致的航向重疊、彎曲，導(dǎo)致重拍、漏拍的這類數(shù)據(jù)誤差。優(yōu)化操作系統(tǒng)，使操作更加簡(jiǎn)單智能便捷。例如：在地圖上選定區(qū)域，系統(tǒng)自動(dòng)生成航線規(guī)劃與圖像采集頻率。

四、結(jié)語(yǔ)

近年來(lái)GPS和GIS的不斷發(fā)展，給傳統(tǒng)的遙感技術(shù)注入了新的活力。無(wú)人機(jī)與有人機(jī)相比，具有價(jià)格低廉、安全可靠等特點(diǎn)。隨著我國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的推廣及發(fā)展，依靠無(wú)人機(jī)遙感技術(shù)進(jìn)行農(nóng)作物覆蓋率變化的監(jiān)測(cè)，已經(jīng)成為一個(gè)具有重要意義的手段?？梢韵嘈?，通過(guò)不斷的技術(shù)改進(jìn)，無(wú)人機(jī)在作物養(yǎng)分監(jiān)測(cè)、土壤水分監(jiān)測(cè)、作物產(chǎn)量監(jiān)測(cè)、田間作物空間變異研究以及其它農(nóng)田信息采集等方面都將具有十分廣泛的應(yīng)用前景。（作者單位為齊齊哈爾工程學(xué)院）