小型植保無人機(jī)在城市綠化中的應(yīng)用前景探析

吳 俊

（匠城生態(tài)農(nóng)林江蘇有限公司，江蘇泰州 225300）

0 引言

將小型植保無人機(jī)方案與城市綠化工作相結(jié)合，能夠有效提高相關(guān)活動(dòng)的執(zhí)行效率，同時(shí)也可以降低人為錯(cuò)誤產(chǎn)生可能性，使此類工作經(jīng)濟(jì)效益得到顯著提升。在探索過程中，需要結(jié)合其基礎(chǔ)應(yīng)用結(jié)構(gòu)與優(yōu)勢(shì)條件，分析未來應(yīng)用前景與實(shí)施途徑，確保城市綠化工作能夠有效應(yīng)用小型植保無人機(jī)。

1 小型植保無人機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)析

通常情況下，小型植保無人機(jī)屬于高度集中的應(yīng)用硬件類型，其能夠在小體積結(jié)構(gòu)內(nèi)部加入大量運(yùn)行裝置，并盡可能維持高穩(wěn)定性與可靠性，避免出現(xiàn)過熱或重量問題。一臺(tái)常見的植保無人機(jī)裝置包括機(jī)身架構(gòu)、內(nèi)部電機(jī)、電子調(diào)速系統(tǒng)、螺旋槳結(jié)構(gòu)、集成電池、腳架與云臺(tái)系統(tǒng)、遙控模塊、控制裝置，這些構(gòu)件相輔相成，部件與部件之間的聯(lián)系極為緊密，屬于精密電子儀器裝置。

1）機(jī)身架構(gòu)屬于飛行系統(tǒng)的實(shí)際載體，其通常采用強(qiáng)度符合標(biāo)準(zhǔn)、重量相對(duì)較輕的材料進(jìn)行制作，如碳纖維等。機(jī)身架構(gòu)質(zhì)量直接決定無人機(jī)的應(yīng)用可靠性，優(yōu)秀的機(jī)身強(qiáng)度能夠在城市綠化工作中抵御意外撞擊、刮擦，可以最大限度降低故障概率，使綠化活動(dòng)能夠維持基礎(chǔ)經(jīng)濟(jì)性[1]。

2）內(nèi)部電機(jī)是無人機(jī)飛行的關(guān)鍵核心，其能夠驅(qū)動(dòng)螺旋槳或渦扇，使無人機(jī)快速升空。同時(shí)，植保無人機(jī)的部分特殊組件也可以利用內(nèi)部電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可以為城市綠化活動(dòng)提供良好的拓展性。

3）電子調(diào)速系統(tǒng)屬于電機(jī)的附加構(gòu)件，其能夠通過發(fā)送信號(hào)的方式，調(diào)節(jié)電機(jī)轉(zhuǎn)速狀態(tài)，使無人機(jī)飛行維持穩(wěn)定。螺旋槳結(jié)構(gòu)主要負(fù)責(zé)為無人機(jī)提供升力，其能夠在旋轉(zhuǎn)過程中將電機(jī)動(dòng)力轉(zhuǎn)變?yōu)樯仙齽?dòng)力，進(jìn)而使無人機(jī)達(dá)到升空目標(biāo)。集成電池負(fù)責(zé)為電機(jī)提供能量，其內(nèi)部存在化學(xué)物質(zhì)，蘊(yùn)含大量化學(xué)能。通過將化學(xué)能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，便可以為無人機(jī)提供充足的動(dòng)力。

4）腳架與云臺(tái)系統(tǒng)為無人機(jī)的附加結(jié)構(gòu)，其能夠在執(zhí)行飛行任務(wù)的過程中，為無人機(jī)的降落過程提供支撐。云臺(tái)部分可以安裝或固定攝像裝置，部分情況下也可通過改造方法加裝綠化用設(shè)備。

5）遙控模塊需要接受無線操作終端發(fā)射的信號(hào)內(nèi)容，并將其轉(zhuǎn)化為執(zhí)行動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)操作目標(biāo)。

6）控制裝置內(nèi)部存在高精確度傳感器，其可以感應(yīng)當(dāng)前無人機(jī)姿態(tài)，并計(jì)算對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)內(nèi)容，利用核心控制單元完成懸?；蚱椒€(wěn)飛行的任務(wù)。

2 小型植保無人機(jī)在城市綠化中應(yīng)用的優(yōu)勢(shì)分析

相對(duì)于人力工作或大型機(jī)械裝置，小型植保無人機(jī)在城市綠化中進(jìn)行應(yīng)用具有顯著優(yōu)勢(shì)。例如，其工作區(qū)域處于空中，無人機(jī)裝置可以利用懸停方式，在城市綠化區(qū)域的上空完成噴灑或清障活動(dòng)，整體工作效率較高，同時(shí)不會(huì)受到地形等條件的限制，具有廣泛的適用性。同時(shí)，傳統(tǒng)城市綠化工作在進(jìn)行噴灑作業(yè)的過程中，可能會(huì)由于設(shè)備條件限制，導(dǎo)致植物受到機(jī)械性損傷，最終引發(fā)干枯等負(fù)面問題。無人機(jī)裝置體積較小，同時(shí)可以執(zhí)行無接觸噴灑活動(dòng)[2]。因此，其能夠最大限度降低城市綠化受到機(jī)械性損傷的概率，具有良好的安全性。

此外，小型植保無人機(jī)僅需一名操作人員進(jìn)行處理，若部署智能化方案，甚至可以無需人工參與。相對(duì)于傳統(tǒng)工作需要大量人員開展綠化維護(hù)的方式，無人機(jī)具有顯著的工作效率優(yōu)勢(shì)，能夠降低人力資源投入，提高城市綠化工作的經(jīng)濟(jì)性。在執(zhí)行噴灑任務(wù)的過程中，無人機(jī)可以維持恒定速度，使藥物或水源的噴灑面積維持高度均勻的狀態(tài)。這一優(yōu)勢(shì)不僅可以提高附著效率級(jí)別，同時(shí)還能夠降低對(duì)環(huán)境的污染，屬于應(yīng)用優(yōu)勢(shì)之一。

3 城市綠化工作應(yīng)用小型植保無人機(jī)的前景研究

3.1 規(guī)劃前景

小型植保無人機(jī)在城市綠化工作中具有較為廣闊的應(yīng)用前景，如規(guī)劃設(shè)計(jì)等。在傳統(tǒng)規(guī)劃過程中，城市綠化團(tuán)隊(duì)需要根據(jù)道路的斷面設(shè)計(jì)情況與管網(wǎng)分布圖等信息，判斷目標(biāo)區(qū)域的實(shí)際地形、分布狀態(tài)。在必要情況下，還需要在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行深度調(diào)研，確保相關(guān)規(guī)劃設(shè)計(jì)能夠達(dá)到理想處理標(biāo)準(zhǔn)，避免干擾周邊交通或居民正常生活。雖然此類方式能夠有效收集周邊條件情況，但其對(duì)于目標(biāo)位置的地下管網(wǎng)結(jié)構(gòu)基本無法進(jìn)行探測(cè)，同時(shí)也缺乏足夠的測(cè)繪數(shù)據(jù)，不能有效確定目標(biāo)位置的設(shè)計(jì)邊界狀態(tài)、高程狀態(tài)、是否存在需要規(guī)避的障礙物等。

同時(shí)，經(jīng)典規(guī)劃設(shè)計(jì)活動(dòng)需要大量人員參與，并且耗費(fèi)的時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，容易導(dǎo)致相關(guān)工作成本增加，不利于城市綠化的進(jìn)一步推進(jìn)。通過應(yīng)用小型植保無人機(jī)，可以在其結(jié)構(gòu)中加裝測(cè)繪設(shè)備，使無人機(jī)可以在目標(biāo)綠化區(qū)域位置進(jìn)行全面探測(cè)。此類探測(cè)活動(dòng)可以明確地形狀態(tài)、物體構(gòu)造與位置等，能夠提高信息收集的完善性，使繪制效果圖向真實(shí)化、實(shí)用化轉(zhuǎn)變[3]。同時(shí)，為無人機(jī)加裝特殊勘測(cè)設(shè)備，如紅外線儀等，還可以發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)體系下無法明確的影響因素，有利于規(guī)劃設(shè)計(jì)的可靠性提升，最大限度降低意外情況發(fā)生概率。因此，小型植保無人機(jī)在城市綠化工作中具有規(guī)劃應(yīng)用前景。

3.2 養(yǎng)護(hù)前景

在城市綠化工作開展階段，養(yǎng)護(hù)屬于活動(dòng)占比較高的項(xiàng)目之一。為盡可能提高相關(guān)工作的開展效率，植保無人機(jī)的應(yīng)用開始受到綠化團(tuán)隊(duì)的廣泛重視。養(yǎng)護(hù)工作主要一噴灑農(nóng)藥為主，傳統(tǒng)體系在噴灑農(nóng)藥的過程中，主要以人工方式開展，整體效率相對(duì)較低。同時(shí)，人工噴灑農(nóng)藥可能會(huì)出現(xiàn)均勻性問題，若沒有按照規(guī)范進(jìn)行操作，還容易對(duì)周邊區(qū)域造成生物危害。通過應(yīng)用植保無人機(jī)展開農(nóng)藥噴灑等養(yǎng)護(hù)活動(dòng)，可以有效降低對(duì)周邊造成污染的概率，使城市綠化工作質(zhì)量得到顯著提升。無人機(jī)工作效率較高，其能夠在一定高度進(jìn)行懸停，并以勻速飛行的方式噴灑農(nóng)藥。這種活動(dòng)模式的均勻性較強(qiáng)，同時(shí)其噴灑速度快，一臺(tái)小型植保無人機(jī)的養(yǎng)護(hù)效率相當(dāng)于20個(gè)工作人員同時(shí)處理[4]。

此外，無人機(jī)養(yǎng)護(hù)還可以解決傳統(tǒng)體系下存在的噴灑角度問題。人工噴灑僅能夠使相關(guān)藥物在葉面的濃度達(dá)到基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)，而植保無人機(jī)可以利用螺旋槳產(chǎn)生的風(fēng)力，攜帶農(nóng)藥到達(dá)城市綠化位置，使其能夠達(dá)到無死角噴灑的目標(biāo)，有利于提高養(yǎng)護(hù)工作質(zhì)量。因此，小型植保無人機(jī)在城市綠化養(yǎng)護(hù)方面具有重要應(yīng)用前景。

3.3 資源統(tǒng)計(jì)前景

城市綠化工作開展階段，其需要針對(duì)相關(guān)資源狀態(tài)建立統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，為后續(xù)進(jìn)一步展開調(diào)配或建設(shè)活動(dòng)提供重要參考。傳統(tǒng)體系需要依靠人力進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，效率較低同時(shí)容易出現(xiàn)錯(cuò)漏問題，收集的信息內(nèi)容全面性較差。通過利用植保無人機(jī)展開資源調(diào)查工作，可以有效降低數(shù)據(jù)收集難度，充分發(fā)揮無人機(jī)的靈活性優(yōu)勢(shì)，使其可以在綠化區(qū)域上空通過探測(cè)、拍攝等途徑快速獲得資料內(nèi)容，并上傳或存儲(chǔ)至內(nèi)部設(shè)備中。此類資料可以導(dǎo)入城市綠化工作團(tuán)隊(duì)計(jì)算機(jī)平臺(tái)內(nèi)部，通過利用專業(yè)軟件完成處理流程，進(jìn)而快速填充統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)，實(shí)現(xiàn)理想管控目標(biāo)。

此外，數(shù)據(jù)庫(kù)的更新操作也可以利用植保無人機(jī)完成，盡可能提高整體處理效率，為后續(xù)進(jìn)一步開展綠化工作打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)?？梢哉J(rèn)為，植保無人機(jī)在城市綠化資源調(diào)查方面具有良好的應(yīng)用前景。

3.4 宣傳應(yīng)用前景

城市綠化對(duì)城市的未來發(fā)展具有重要影響意義，然而在日常生活中，大部分城市群眾沒有明確綠化的重要性，同時(shí)也不了解居住城市的綠化狀態(tài)。這些問題會(huì)對(duì)城市進(jìn)一步擴(kuò)展綠化范圍造成負(fù)面影響，不利于相關(guān)資金的準(zhǔn)備。因此，城市綠化團(tuán)隊(duì)需要加強(qiáng)宣傳措施，使群眾能夠了解相關(guān)基礎(chǔ)內(nèi)容，提高對(duì)綠化工作的支持力度。植保無人機(jī)可以搭載攝影裝置，從高空位置采集綠化狀態(tài)圖像，從而為宣傳工作提供應(yīng)用內(nèi)容。高空拍攝圖像的質(zhì)量較為良好，分辨率高同時(shí)視角具有大氣美感，可以激發(fā)城市居民對(duì)于綠化工作的認(rèn)同感[5]。因此，植保無人機(jī)未來在城市綠化宣傳工作中具有優(yōu)秀的應(yīng)用前景。

4 小型植保無人機(jī)在城市綠化中有待改進(jìn)的應(yīng)用問題研究

4.1 小型植保無人機(jī)標(biāo)準(zhǔn)認(rèn)定健全度不足且人員飛行技術(shù)差

目前，小型植保用無人機(jī)市場(chǎng)仍然處于發(fā)展階段，其生產(chǎn)、銷售、售后、操作規(guī)程等方面標(biāo)準(zhǔn)較為匱乏，缺少統(tǒng)一的執(zhí)行政策。在這種情況下，植保無人機(jī)的應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)與生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)存在相互矛盾的問題，容易導(dǎo)致城市綠化應(yīng)用出現(xiàn)不良風(fēng)險(xiǎn)，不利于提高工作標(biāo)準(zhǔn)性與可靠性。同時(shí)，無人機(jī)操作屬于一種較為復(fù)雜的活動(dòng)，其不僅需要結(jié)合實(shí)際情況進(jìn)行判斷，還要求操作人員具備靈活的操作能力，確保無人機(jī)能夠在城市綠化需求下維持穩(wěn)定運(yùn)行。因此，需要重視標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)與人員培訓(xùn)，確保小型植保無人機(jī)能夠得到合理應(yīng)用。

4.2 服務(wù)效益相對(duì)較低且隊(duì)伍流動(dòng)性大

在小型植保無人機(jī)應(yīng)用過程中，其實(shí)際執(zhí)行所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益相對(duì)較低，與傳統(tǒng)方式對(duì)比優(yōu)勢(shì)尚不明顯。在相關(guān)產(chǎn)業(yè)處于發(fā)展階段的前提下，當(dāng)前服務(wù)效益的提升空間相對(duì)較少，需要對(duì)應(yīng)政策配合或產(chǎn)業(yè)進(jìn)一步開發(fā)，才能夠增加服務(wù)效益空間。同時(shí)，植保無人機(jī)飛防與其它方案存在差異，其對(duì)于人員的基礎(chǔ)素養(yǎng)要求較高，需要保證隊(duì)伍流動(dòng)性處于穩(wěn)定狀態(tài)，避免頻繁更換飛手導(dǎo)致實(shí)際綠化工作效果受到負(fù)面影響。然而，由于服務(wù)效益較低導(dǎo)致的連鎖反應(yīng)，當(dāng)前城市綠化飛手隊(duì)伍普遍處于流動(dòng)性較大的狀態(tài)，無法維持穩(wěn)定的工作體系，對(duì)無人機(jī)操作執(zhí)行效果造成了負(fù)面影響。

因此，需要認(rèn)識(shí)到服務(wù)效益發(fā)展空間的問題，并注重改進(jìn)隊(duì)伍流動(dòng)性缺陷，通過設(shè)置福利體系或補(bǔ)貼等方式，使人員能夠穩(wěn)定開展相關(guān)工作，進(jìn)一步提高城市綠化開展效果，使小型植保無人機(jī)產(chǎn)業(yè)可以獲得充足的發(fā)展時(shí)間。

4.3 植保無人機(jī)成本較高同時(shí)無保險(xiǎn)配套策略

目前，由于經(jīng)濟(jì)條件與相關(guān)生產(chǎn)制造成本限制，小型植保無人機(jī)的實(shí)際投入級(jí)別仍然處于高位狀態(tài)。在這種情況下，一旦無人機(jī)操作出現(xiàn)問題或遭遇意外情況，便會(huì)對(duì)城市綠化隊(duì)伍造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。在國(guó)外相關(guān)體系中，針對(duì)此類問題通常采用類似保險(xiǎn)的方式進(jìn)行解決。然而，由于我國(guó)相關(guān)產(chǎn)業(yè)與政策仍然處于發(fā)展階段，因此尚無相關(guān)配套措施，整體經(jīng)濟(jì)風(fēng)險(xiǎn)較高。同時(shí)，無人機(jī)屬于高速運(yùn)行設(shè)備，若其墜落可能會(huì)導(dǎo)致傷人事故出現(xiàn)。由此產(chǎn)生的不良風(fēng)險(xiǎn)會(huì)對(duì)城市綠化隊(duì)伍造成嚴(yán)重負(fù)擔(dān)，因此需要采取對(duì)應(yīng)措施進(jìn)行解決，確保此類問題能夠得到有效控制。

4.4 城市綠化應(yīng)用藥劑選擇空間較少

植保無人機(jī)在城市綠化應(yīng)用環(huán)境下，噴灑相關(guān)藥劑屬于占比較高的活動(dòng)之一。但是，當(dāng)前可用小型植保無人機(jī)選擇的藥劑類型較少，一部分藥劑還會(huì)受到載重與體積的限制，無法進(jìn)行應(yīng)用。因此，未來需要進(jìn)一步開發(fā)相關(guān)藥劑類型，確保此問題能夠得到解決。

5 加強(qiáng)小型植保無人機(jī)城市綠化未來應(yīng)用效果的策略途徑探究

5.1 培訓(xùn)飛行技術(shù)并加強(qiáng)管控

為強(qiáng)化未來應(yīng)用前景與效果，城市綠化團(tuán)隊(duì)需要重視飛行技術(shù)的培訓(xùn)與管控。植保無人機(jī)動(dòng)力相對(duì)較強(qiáng)，需要參考的飛行指標(biāo)復(fù)雜性高，若相關(guān)技術(shù)不到位可能會(huì)導(dǎo)致負(fù)面問題出現(xiàn)。因此，未來需要加強(qiáng)飛行技術(shù)管理力度，盡可能提高培訓(xùn)重視程度，使質(zhì)保無人機(jī)能夠得到科學(xué)應(yīng)用，解決綠化過程中存在的弊端問題，保證基礎(chǔ)安全性。

5.2 重視施藥研究

在小型植保無人機(jī)應(yīng)用過程中，施藥處理屬于工作占比較高的活動(dòng)之一。城市綠化團(tuán)隊(duì)需要重視無人機(jī)施藥措施，通過科學(xué)實(shí)驗(yàn)分析藥物配比、攜帶藥量經(jīng)濟(jì)性等關(guān)鍵內(nèi)容，確保無人機(jī)裝置能夠得到理想應(yīng)用，提高城市綠化的養(yǎng)護(hù)效果，避免對(duì)周邊環(huán)境造成生物危害。在這一過程中，相關(guān)團(tuán)隊(duì)需要加大技術(shù)投入，強(qiáng)化施藥科學(xué)性，使無人機(jī)的靈活性特征得到充分應(yīng)用。

5.3 致力于降低成本并提高質(zhì)量

小型植保無人機(jī)當(dāng)前成本相對(duì)較高，一些城市綠化團(tuán)隊(duì)無法承擔(dān)其應(yīng)用與維護(hù)費(fèi)用。因此，為確保其應(yīng)用前景能夠得到進(jìn)一步開拓，需要從多個(gè)角度入手，降低小型植保無人機(jī)的制造成本，使其應(yīng)用經(jīng)濟(jì)性可以得到顯著提升。同時(shí)，還需要加強(qiáng)無人機(jī)運(yùn)行質(zhì)量，提高其可拓展性，使其可以在城市綠化工作中承擔(dān)多種關(guān)鍵任務(wù)，達(dá)到理想應(yīng)用目標(biāo)，為未來城市化建設(shè)推進(jìn)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

6 結(jié)論

綜上所述，小型植保無人機(jī)在我國(guó)城市綠化工作中具有良好的發(fā)展與應(yīng)用前景。通過分析其應(yīng)用狀態(tài)，可以為未來進(jìn)一步開展綠化活動(dòng)提供重要參考，有利于市場(chǎng)發(fā)展與建設(shè)，實(shí)現(xiàn)開拓應(yīng)用前景的目標(biāo)。