植保無人機(jī)技術(shù)原理在農(nóng)業(yè)植保工作中的推廣應(yīng)用

劉文華（吉林省敦化市農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣中心，吉林 敦化 133700）

植保無人機(jī)自引進(jìn)中國投入實(shí)際應(yīng)用以來，以其高效率和良好的市場前景，為中國植保作出了重要貢獻(xiàn)。從全國整體來看，農(nóng)業(yè)只有耕收環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化，農(nóng)作物管理過程中的植物保護(hù)不是很全面。因此，無人機(jī)植保產(chǎn)品可用于病蟲害防治，減少糧食作物病蟲害問題，能夠大幅度提高作物產(chǎn)量以及提高最終作物收量，將作物產(chǎn)量提升到一個(gè)新的水平。

1 植保無人機(jī)概述

1.1 植保無人機(jī)技術(shù)原理

用于植物保護(hù)的無人機(jī)通常用于農(nóng)業(yè)、林業(yè)和其他相關(guān)領(lǐng)域，它由無人機(jī)平臺、導(dǎo)航系統(tǒng)和噴射系統(tǒng)共同構(gòu)成，無人機(jī)可實(shí)現(xiàn)各種功能性，例如完成農(nóng)藥噴灑以及中資噴灑。無人機(jī)的飛行主要依靠旋轉(zhuǎn)葉片產(chǎn)生的推力來克服重力并使無人機(jī)離開地面，在飛行過程中，無人機(jī)必須能夠完成各種動作，以滿足前、后、左、右移動、升降和轉(zhuǎn)彎的功能要求。通過不同功能部件的功能性結(jié)合，無人機(jī)可以在需求的高度、速度和噴灑量條件下高質(zhì)量地完成植保噴灑作業(yè)。植保無人機(jī)有兩種基本定位技術(shù)，其中一個(gè)僅使用植保無人機(jī)的接收端來實(shí)現(xiàn)無人機(jī)定位，并通過接收端與多個(gè)衛(wèi)星和衛(wèi)星之間的位置關(guān)系給出空間坐標(biāo)，這種衛(wèi)星定位方法是一種傳統(tǒng)的定位技術(shù)。無人機(jī)植保的另一種定位技術(shù)是GPS差分技術(shù)，它主要是以傳統(tǒng)的三維衛(wèi)星定位技術(shù)為基礎(chǔ)，利用地面站的定位信息來修正衛(wèi)星定位的精度。無人機(jī)應(yīng)用的GPS差分技術(shù)主要包括基準(zhǔn)站差分技術(shù)和多基準(zhǔn)站差分技術(shù)，能夠有效利用GPS接收機(jī)來精準(zhǔn)定位四顆衛(wèi)星的位置，然后對基站進(jìn)行三維定位[1]。

1.2 植保無人機(jī)的應(yīng)用優(yōu)勢

高質(zhì)量藥物噴施。植保無人機(jī)采用高霧化噴嘴結(jié)合低噴射速率的噴施方案，以及預(yù)先確定的噴射速度和噴射高度，讓農(nóng)藥的實(shí)際用量能夠與植保的用量需求相互匹配，并將農(nóng)藥殘留物對人類健康的影響降至最低，同時(shí)，無人機(jī)葉片產(chǎn)生的向下螺旋風(fēng)有利于農(nóng)藥到達(dá)植物根部，進(jìn)一步提升農(nóng)藥藥效。噴施效率顯著提高，植保無人機(jī)運(yùn)行受到地形因素影響不大，同時(shí)，無人機(jī)運(yùn)輸方便，可通過私家車運(yùn)輸?shù)街付ǖ攸c(diǎn)，農(nóng)藥的噴施速度明顯比輪式機(jī)具的效率更高。操作員安全性更加高，植保無人機(jī)應(yīng)用自動化作業(yè)模式，操作員只需要對無人機(jī)的噴施起點(diǎn)終點(diǎn)區(qū)域進(jìn)行確定，無人機(jī)就可以獨(dú)立運(yùn)行，完成相應(yīng)的操作，操作員在旁邊觀察調(diào)整現(xiàn)場植保無人機(jī)的運(yùn)行狀態(tài)即可，以避免傳統(tǒng)操作員與農(nóng)藥接觸造成的安全隱患。這些機(jī)器和工具非常適合現(xiàn)場使用，植保無人機(jī)體積小，能很好地適應(yīng)大、小天地區(qū)域作業(yè)，此外，在預(yù)定路徑上執(zhí)行操作，重復(fù)或遺漏噴射問題更少。

1.3 植保無人機(jī)的應(yīng)用背景

敦化處在吉林省東部山區(qū)，具有良好的環(huán)境和氣候條件，適合綠色、生態(tài)和可持續(xù)農(nóng)業(yè)發(fā)展。敦化為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)，黑木耳和大豆等植物的產(chǎn)量很高，玉米也是敦化最重要的農(nóng)業(yè)產(chǎn)品。隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步和水資源管理質(zhì)量的提高，自然災(zāi)害不再是影響作物產(chǎn)量的重要因素，農(nóng)業(yè)病蟲害仍然占主導(dǎo)地位，一旦發(fā)生了嚴(yán)重的病蟲害問題，如果控制不好，將導(dǎo)致糧食嚴(yán)重減產(chǎn)甚至絕收。過去，敦化市農(nóng)作物的防治主要應(yīng)用人工噴灑農(nóng)藥的方式，其他植物保護(hù)技術(shù)已經(jīng)不能實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的保護(hù)需求，手動操作不僅工作強(qiáng)度高，而且安全事故頻繁，與傳統(tǒng)應(yīng)用相比，無人機(jī)將在植物保護(hù)方面發(fā)揮出重要作用。近年來，國家大力扶持植保無人機(jī)產(chǎn)業(yè)，推動了國家無人機(jī)的快速發(fā)展，植保無人機(jī)為敦化市的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展作出了重要貢獻(xiàn)[1]。

2 植保無人機(jī)的操作應(yīng)用

每次在使用植保無人機(jī)前，操作員應(yīng)對無人機(jī)整體進(jìn)行一遍檢測，需要按照前后、上下、內(nèi)外啟動植保無人機(jī)無故障，能夠正常使用，完成全面的檢查工作后才可以使用無人機(jī)進(jìn)行作業(yè)。每次飛行完畢后，清潔并檢查無人機(jī)主要部件。與機(jī)械部件有關(guān)的問題必須咨詢制造商的維修服務(wù)人員解決，其他部件可以在制造商服務(wù)人員的指導(dǎo)下獨(dú)立解決。植保無人機(jī)一般都是低空作業(yè)，距離根據(jù)場地大小提前確定，在起動和著陸時(shí)，建議往返一個(gè)來回在返回起動點(diǎn)后更換電池添加藥物并調(diào)平起動地和著陸位置，以避免發(fā)生無人機(jī)損壞。植保無人機(jī)必須遠(yuǎn)離人群進(jìn)行應(yīng)用，人員在田間作業(yè)現(xiàn)場時(shí)，不允許操作，投入使用前確保植保無人機(jī)電池和遙控器電池電量充足，確保電源報(bào)警器已打開，如果有警報(bào)，立即降落。每次飛行前，應(yīng)檢查對講機(jī)，確保通訊順暢，確保飛機(jī)在操作員視野內(nèi)。

3 植保無人機(jī)技術(shù)原理在農(nóng)業(yè)植保工作中的推廣應(yīng)用策略

3.1 專業(yè)農(nóng)業(yè)公司提供植保服務(wù)模式

近年來，農(nóng)業(yè)市場的發(fā)展促進(jìn)了一些從事農(nóng)業(yè)服務(wù)相關(guān)的公司發(fā)展，這些公司購買無人機(jī)和農(nóng)業(yè)設(shè)備，培訓(xùn)植保工人，為個(gè)體農(nóng)民、大型農(nóng)戶、合作社和農(nóng)場提供植保等相關(guān)服務(wù)。與農(nóng)戶合作購買無人機(jī)與合作社購買無人機(jī)的推廣方式相比，利潤空間更大，可以顯著提高無人機(jī)的整體科技水平以及各類農(nóng)機(jī)具的應(yīng)用。這些農(nóng)業(yè)公司對新的植物保護(hù)產(chǎn)品和植物保護(hù)基礎(chǔ)更加青睞。農(nóng)業(yè)企業(yè)以無人機(jī)生產(chǎn)商和無人機(jī)上游供應(yīng)商為基礎(chǔ)，為農(nóng)民、農(nóng)場和種植基地提供高質(zhì)量、高性價(jià)比的無人機(jī)植保產(chǎn)品，這不僅促進(jìn)了無人機(jī)的銷售，同時(shí)也促進(jìn)了無人機(jī)植保的應(yīng)用和推廣。為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展提供植保服務(wù)是農(nóng)業(yè)企業(yè)的主要功能性，此種推廣模式有利于農(nóng)戶獲取無人機(jī)服務(wù)，農(nóng)民只需支付相應(yīng)的服務(wù)費(fèi)即可完成無人機(jī)植保服，盡管初始投資高，維護(hù)成本高，但與農(nóng)民或合作社購買無人機(jī)的模式相比，經(jīng)濟(jì)效益特別高。農(nóng)業(yè)公司提供的無人機(jī)服務(wù)對我國植保現(xiàn)代化發(fā)展具有重要的促進(jìn)作用。

3.2 互聯(lián)網(wǎng)推廣模式

信息技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，將通過一個(gè)互聯(lián)網(wǎng)平臺，在種植、管理和收獲方面支持未來的農(nóng)業(yè)發(fā)展。今后，植物保護(hù)將貫穿整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，通過無人機(jī)植保平臺，農(nóng)民可以隨時(shí)獲取作物生長狀況以及噴藥狀況。網(wǎng)絡(luò)支持模式可根據(jù)實(shí)際作物生長數(shù)據(jù)準(zhǔn)確計(jì)算農(nóng)藥和化肥的消耗量，避免藥物浪費(fèi)，減少土地和水污染，提高農(nóng)業(yè)資源利用率，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略目標(biāo)。作為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械，植保無人機(jī)通過物聯(lián)網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)線上與線下農(nóng)民個(gè)人、合作社、農(nóng)場、無人機(jī)和農(nóng)業(yè)資源的數(shù)據(jù)整合，通過對植保無人機(jī)應(yīng)用平臺的分析，不僅可以幫助農(nóng)民創(chuàng)造有效的植保產(chǎn)品，而且可以節(jié)省大量勞動力，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械化生產(chǎn)，大幅度降低了農(nóng)業(yè)安全問題的發(fā)生。

互聯(lián)網(wǎng)上層承接以用戶為中心的互聯(lián)網(wǎng)設(shè)計(jì)，建成用戶信息大數(shù)據(jù)中心和無人機(jī)互聯(lián)網(wǎng)+植保服務(wù)平臺。加速無人機(jī)聯(lián)網(wǎng)，開發(fā)無人機(jī)移動設(shè)備和客戶端應(yīng)用程序。推動互聯(lián)網(wǎng)與植保產(chǎn)品的有效結(jié)合發(fā)展，建立作物生長測控系統(tǒng)和植物生長記錄系統(tǒng)、蟲害檢測系統(tǒng)以及植保無人機(jī)控制系統(tǒng)，通過植保無人機(jī)互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)和平臺，植保無人機(jī)可以實(shí)現(xiàn)對植物病蟲害的監(jiān)測和管理，實(shí)現(xiàn)全方位的植物生長狀況實(shí)時(shí)監(jiān)測?；ヂ?lián)網(wǎng)平臺還可以與政府、大學(xué)、農(nóng)業(yè)研究和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等完成推廣活動，農(nóng)業(yè)科研等公司通過移動互聯(lián)網(wǎng)建立了完整的植保無人機(jī)推廣模式[3]。

3.3 植保無人機(jī)技術(shù)培訓(xùn)

隨著未來農(nóng)業(yè)的規(guī)?；l(fā)展，農(nóng)作物病蟲害防治機(jī)械化是植保的發(fā)展趨勢，能夠?qū)崿F(xiàn)大規(guī)模農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的植保作業(yè)，農(nóng)民合作社、家庭農(nóng)場、種植大戶、農(nóng)業(yè)企業(yè)等生對植保無人機(jī)的需求正在快速增加，植保無人機(jī)市場前景非常廣闊，無人機(jī)植保產(chǎn)品技術(shù)培訓(xùn)可以直接快速推動植保無人機(jī)在吉林省敦化市的應(yīng)用。無人機(jī)植保產(chǎn)品的培訓(xùn)包括培訓(xùn)和進(jìn)一步深度培訓(xùn)，這將使無人機(jī)在未來進(jìn)入植保產(chǎn)品行業(yè)提供保障。通過與專業(yè)公司以及各無人機(jī)企業(yè)建立合作關(guān)系，促進(jìn)溝通交流合作，實(shí)現(xiàn)互利共贏，共同發(fā)展，不斷優(yōu)化管理模式，培訓(xùn)一批專業(yè)化無人機(jī)操作員。

3.4 植保無人機(jī)租賃與維修

隨著植保無人機(jī)的快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)對植保無人機(jī)的需求也在不斷擴(kuò)大，一方面，許多農(nóng)民以及專業(yè)組織認(rèn)識到植保無人機(jī)的價(jià)值，植保無人機(jī)也有著巨大的利潤空間，并且積極與更多無人機(jī)產(chǎn)銷公司合作。另一方面，購買無人機(jī)用于植物保護(hù)的成本也是普通農(nóng)民的一個(gè)重大負(fù)擔(dān)，為了農(nóng)業(yè)發(fā)展植保無人機(jī)生產(chǎn)銷售企業(yè)專門提供了租賃與共享服務(wù)，租賃和共享無人機(jī)也有許多優(yōu)惠安排。農(nóng)民使用無人機(jī)進(jìn)行植物保護(hù)的門檻大幅度降低，進(jìn)行無人機(jī)銷售的同時(shí)，租賃業(yè)務(wù)也應(yīng)該得到很好的發(fā)展。無人機(jī)在飛防作業(yè)中不可避免地會出現(xiàn)不同的故障問題，應(yīng)仔細(xì)總結(jié)無人機(jī)實(shí)際應(yīng)用當(dāng)中的各種突發(fā)性問題，在全縣建立維護(hù)和運(yùn)行跟蹤服務(wù)點(diǎn)，在服務(wù)點(diǎn)中選取優(yōu)秀的飛防作業(yè)網(wǎng)點(diǎn)，促進(jìn)植保無人機(jī)經(jīng)濟(jì)效益的提高。

4 結(jié)語

無人機(jī)植保產(chǎn)品不僅可以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，還可以降低勞動力的投入，提高勞動生產(chǎn)率，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式進(jìn)行了改革。無人機(jī)植保產(chǎn)品為增加農(nóng)業(yè)產(chǎn)量和收入提供了一個(gè)新的入手點(diǎn)，也為敦化市農(nóng)業(yè)發(fā)展提供了新模式。植保無人機(jī)的推廣應(yīng)用也要從服務(wù)群眾出發(fā)，利用互聯(lián)網(wǎng)推廣模式發(fā)展信息化平臺，加強(qiáng)操作員培訓(xùn)力度，做好無人機(jī)租賃與維修，為農(nóng)民提供優(yōu)質(zhì)服務(wù)。