无人机技术在现代农业工程中的应用探讨

　　摘要：进入新时期后，先进机械、现代技术在农业生产领域得到十分广泛的应用，显著提升了农业生产效率，促进了现代农业的发展。无人机技术由于具备良好的灵活性和较高的作业效率等优势，在现代农业工程中具有较广的应用范围。就现阶段而言，无人机技术主要在农业生产信息获取、农事操作等领域集中应用，应用范围还比较狭窄。同时，技术、人才等因素也阻碍到无人机技术的应用与发展。因此，需进一步深化无人机技术研究工作，加大无人机技术推广力度，以便推动现代农业的发展进程。

　　关键词：无人机技术；现代农业工程；应用

　　农业生产过程中，对自然条件、土壤环境等各门类的信息需求较大，只有获得充足的信息，方可以制定科学的生产决策。传统农业生产模式下，由于信息获取不足，导致农民群众将大量的化肥、农药等施人到田间土壤中，显著增大了环境压力。进入新时期后，农业生产领域内开始应用遥感技术、地理信息技术等先进技术，人们能够精准探测作物长势，提升田间管理的精细化水平。但这些技术设备的应用，也面临着技术、成本方面的限制。而无人机技术具有较强的实效性、机动性和灵活性等优势，近些年来，在农情遥感监测领域得到逐渐应用。同时，无人机能够对药箱等机载设备进行携带，可以高效完成部分农事活动，不仅人力成本得到节约，农业生产效率也可得到提高。因此，在未来发展中，需进一步应用和推广无人机技术，加快现代农业的发展步伐。

　　1无人机技术在现代农业工程中的应用

　　1．1获取农业生产信息

　　1．1．1采集农业生产环境信息。农作物的生长状况、产量质量等受农业生产环境的直接影响，为改善农业生产效益，在农业信息化建设中，人们一直高度重视对环境信息的获取。就现阶段而言。人工取样、物联网监测以及智能农机是环境信息的主要采集手段．这些手段具有较强的实时性和连续性，能够获取较为准确的数据，但只能够在小片作业区域内应用。而无人机平台可满足中、大面积作业区域的环境信息获取需求，无人机能够对光谱分析仪、热像仪等机载设备进行携带，可对多层次、多光谱的照片进行采集Ill。人们通过分析处理无人机采集到的图片。即可对农业生产环境信息较为准确的获取，包括土壤水分、有机质参数、pH值等，进而帮助人们制定科学的农业生产决策。相较于其他技术，无人机具有较大的测量范围、较高的准确度以及良好的稳定性等优势。

　　1．1．2采集植株本体数据。无人机通过对特殊光谱分析仪、相机等设备进行搭载，可反复采集同一区域的数据，且对作物苗情长势进行周期性监测。如利用搭载相机的无人机对播种过后l周与2周的相同田块进行周期性遥测，可将高分辨率的多光谱图像数据生成出来。通过对图像数据进行标定和处理，能够精准识别植被中的作物植株，结合计算出来的出苗率、作物密度等数据信息，优化田间管理方案。借助于无人机技术，还可以对作物倒伏面积、叶面积指数、光合状况等信息进行高通量的获取，进而对农作物的产量潜力、最佳收获时期等进行科学预测，促使农作物的产量得到提高，种植效益得到改善【2J。同时，通过分析无人机采集到的监测信息，人们还可以将耕作方法、轮作茬口与作物产量质量间的关系给挖掘出来，通过对轮作制度、耕作模式等进行优化，进一步提高农作物的产量与质量。

　　1．1．3采集作物病虫情与灾情信息。基于无人机技术的支持，不仅可以监测作物生长环境、作物长势等，还可以监测病虫害发生情况、农作物健康情况等。利用无人机技术，航拍大面积农田，通过分析航拍资料与数据，即可对农作物生长环境、周期等各项指标全面掌握。借助于特定光谱信息，能够高效收集土壤墒情、肥力、杂草生长、病虫害危害程度等一系列数据，帮助民众科学开展病虫害防治、杂草防除等田间管理工作。此外，如果有大面积的自然灾害发生，无人机由于较为轻便和快捷，可以第一时间测受灾面积与程度，灾情获取的及时性得到增强。

　　1．2开展农事操作

　　在现代农业生产过程中，利用无人机技术既可以获取农业信息，又能够开展一系列的农事操作，如播种、施肥、喷药等。特别是近些年来，很多地区在农作物播种、施肥以及植保环节内开始广泛应用农用无人机，取得了较为显著的成效。和传统作业模式相比，无人机播种、施肥具有更高的效率和精准度，为农业规模化生产起到了促进作用。同时，无人机只有较小的体积，转场、运输借助于小型农用车即可完成，地形限制得到克服。无人机能够起落于山头上，具有良好的适用性。在作业过程中，工作人员能够利用遥控技术、GPS技术等远程控制无人机，不会有人员伤亡问题出现。常规植保模式下，工作人员需对机动喷雾器等设备进行背负，药物环境很容易威胁到人员的身体健康。而通过应用无人机技术，则可以有效规避这一风险。就目前来讲，无人机植保作业是无人机开展农事操作的主要类型。植保无人机涵盖三个组成部分，分别为飞行平台、飞控系统与药剂喷施机构，人们可以远程操控无人机对药剂、粉剂、种子等进行喷洒p]。相较于常规人工喷药技术，无人机技术具有较高的效率，且更加均匀，能够显著改善农药利用率，节约农药用量，进而推动绿色农业的发展。

　　2无人机技术在现代农业工程中的发展展望

　　虽然无人机技术在现代农业工程中具有较大的应用优势，但也面临着诸多的问题。如不具备良好的飞行稳定性，与智能化技术融合深度不足；机载传感器需要较高的成本，普及应用难度较大；目前尚未明确无人机植保作业模式下雾滴、颗粒的漂移规律，需进一步优化机载设备的作业控制技术；现阶段主要采取经验模型监测作物长势，估测作物产量，模型不具备较强的稳定性等。针对这些应用当中面临的问题，需进一步深化对无人机技术的研究工作，以便为现代农业工程的发展提供良好技术支持。

　　2．1个性化与智能化

　　在未来发展过程中，无人机在农业生产领域内将会得到更加广泛的应用，智能化、个性化将会是无人机技术的重要研究方向。如通过对无人机定位技术、飞行姿态精准控制技术进行研究，更加精确的控制无人机的飞行过程；深入研究无人机实时智能避让技术，避免突发障碍物威胁到无人机的安全，提高作业效率；通过对无人机部件组件化封装技术进行研究，促使用户能够将无人机工作平台自主搭建起来，以便促使用户的个性化需求得到充分满足H】。

　　2．2传感器的低成本与小型化

　　无人机在农业生产领域的应用过程中，传感器发挥着十分关键的作用。无人机只有对遥感传感器进行搭载，方可以获取相应的农业信息。但就目前来讲，无人机所搭载的传感器具有较高的成本，体积、质量等需进一步压缩，以便降低无人机的载重，延长无人机的续航时间，进而拓展无人机在农业领域的应用范围。因此，相关单位与人员要加强对传感器的研究工作，将成本、体积、质量等作为研发的重点。此外，还需要加快传感器波段可定制的实现速度，这样人们对光谱信息的多元化需求才能够得到满足。

　　2．3机载设备的智能化

　　近些年，人工智能技术得到快速发展。为适应智能农业的发展要求，需进一步提升无人机机载农机设备的智能化水平。通过对图像识别技术、农药化肥精准控制技术等深入研究和应用，逐步实现依据作业单元特征能够实时动态调整无人机的药剂用量、飞行参数等。在无人机作业过程中，系统可对作物长势自动分析，智能化开展施肥、施药等管理活动，进而改善农田生产效率，促进智慧农业的发展。

　　2．4融合各监测平台的数据信息

　　通过无人机技术的应用，能够大规模、灵活性地监测农作物长势情况，获取的图片信息具有较高的分辨率。但本种技术在应用过程中，也有诸多的问题存在。无人机技术虽然能够对作物的长势进行判定，但无法将作物长势的影响性因素挖掘出来。工作人员要想找出作物长势较差的原因，需将传感器监测数据等综合利用起来，这样就会降低工作效率。针对这种情况，需将无人机监测数据、地面网络监测数据等耦合起来，以便定量化监测作物长势，增强田间管理的精准性和时效性。同时，和卫星遥感技术相比，无人机只能够监测一定范围内的农田面积，这样难以高效测报作物灾情。因此，未来发展过程中，需将卫星遥感数据、无人机遥感数据等探索性结合起来。

　　2．5构建操作规范体系

　　目前无人机技术的应用范围在持续扩大，但尚未统一编制技术规程，如果无人机在农业生产作业过程中出现了问题，将难以快速进行解决。针对这种情况，职能部门需结合无人机的操作流程和农业应用场景，统一编制无人机的使用制度与操作规程，明确无人机在农业生产领域内的飞行作业要求，避免有不规范作业问题出现。如在无人机植保作业过程中，需于晴天无风天气下应用，避免因风力过大而降低植保效率，威胁到周围民众的安全。同时，实施植保作业之前，工作人员需对作业区域的地理条件认真调研，详细标注作业区域内存在的障碍物，提前采取应对措施。

　　3结束语

　　综上所述，通过在现代农业工程中应用无人机技术，不仅能够获取重要的农业信息，又可以替代人力开展部分田间管理工作，有助于推动现代农业的发展。从整体来看，无人机技术在农业生产领域内的应用范围、深度在持续拓展，但也面临着诸多的限制。因此，需进一步探索和研究，不断优化与发展无人机技术。

　　参考文献

　　【1】王晓凤，胡文祥．植保无人机在现代农业发展中的应用U】农业工程技术．2020(21)：30一31．

　　【2】吴锐．无人机在现代农业中的应用综述U】农业工程技术，2020(27)：45—46．

　　【3】鹿红丽无人机撒播技术在农业中的应用综述-[Jl农业工程技术．2020(3)：53-54．

　　【4】曹静．智能无人机遥感技术在农业植保中的应用L1]、乡村科技，2020(31)：116～117．

　　戚建刚

《无人机技术在现代农业工程中的应用探讨》

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