无人机技术在农业生产建设中的应用

发表时间:2020/7/27   来源:《基层建设》2020年第9期   作者:洪志成
[导读] 摘要:随着社会的高速发展,我国的科学技术不断进步。
        新疆巴州国源测绘规划中心  新疆库尔勒  841000
        摘要:随着社会的高速发展,我国的科学技术不断进步。近年来,无人机技术日益成熟,其在现代农业生产中的应用可有效提高生产质量和生产效益。本文主要从农业生产信息统计、农业生产操作以及农业生产质量提升等方面分析无人机技术在现代农业生产中的应用,以期进一步促进无人机技术的应用,不断推进现代农业高速发展。
        关键词:无人机技术;现代农业;信息统计
        引言
        近年来,无人机技术凭借其在农田管理、土壤湿度监测、病虫害防治、农药喷洒等领域的广泛应用一度成为人们研究的热点。当前,我国无人机技术在现代农业领域应用尚处于起步发展阶段,关于无人机技术在农业生产与管理方面的应用研究较少。对此,本文将以无人机技术在农业领域的应用优点为介入点,着重介绍无人机技术在农田管理、病虫害防治、农药喷洒等领域的具体应用,以促使现代农业生产效率的提升
        1影响无人机技术在农业中应用的因素
        1.1购买成本较高
        优质的幼苗能够使无人机在喷洒、施肥等方面的工作更加有效,正常的农作物在其生长初期,叶茎的边缘生长点能够分裂细胞,同时在一定条件下分化为叶原基,当茎的叶片生长成熟,农作物的茎节会随之展开,该分化阶段结束后,顶端便逐渐分化花原基,进入开花、授粉以及种子生成的阶段。无人机技术能够满足作物在此期间的多种需要,对其进行播种、施肥甚至除害,但是由于其购买成本较高,很多地区无法实现普及。
        1.2续航、通讯受限
        当前应用在农田的无人机,受承载器件、机身重的影响,续航时间也就在30~60min,而通讯则受制于通信模块影响,范围也就在0.5~15km之间。考虑到农田地域空间大,一般要求无人机要有大范围作业、高强度定位的配置,而当前续航时间短、通讯范围过窄,势必会影响无人机的实用性。
        2无人机技术在农业领域中的有效应
        2.1降低设备成本
        由于现阶段无人机的价格相对较高,很多地区无法实现普及,农作物产量以及生产效率难以实现提升。因此,需要在保证机械质量的前提下降低总成本。使未来优质农作物能够实现更多区域的量化生产,而不仅仅集中在适合生存的相关区域,而是在原有的基础上,在更多地区土地上适应生长,现阶段不同地区的农作物增产潜力不同,由于地形环境、气候温度等条件存在差异,农作物在不同地区的产量值得关注。例如,在盐城某地区的棉花种植面积大约在170万公顷左右,主要以河水浇灌,并适当引用井灌,辅以无人机技术,能够有效促进农作物产量的持续增长。因此,在无人机的应用过程中,要想实现未来优质农作物在不同区域实现产量的增长,需要降低其成本,使农作物种植工作不再依赖于人工,并可以结合技术手段,进一步促进农作物的增产与经济效益的提升。
        2.2用作完成各项农田作业
        无人机配置高精度定位器,安置机械手臂,用作三维机器人使用,可用作各种农田作业任务,比如:植保喷药、田间施肥、田间播种、设施巡检等等。在国内,无人机植保方面的应用最普遍,不仅植保应用效率好,而且不破坏土壤理化性状,有利于节省劳动成本输出。在湖南地区,有偿试用植保无人机低空低容量喷药防治稻飞虱、稻纵卷叶螟、纹枯病的比较试验,证实较人工电动喷雾器大容量喷药,能起到更为理想的用药防治效果。2.3利用无人机技术喷洒药物,则是通过智能控制手段对图像上存在病虫害的区域进行定点、定时及定量药物喷洒,从而提高药物应用的针对性,准确防控作物病虫害。有效的喷洒作业可以及时改善作物的生长环境,保障作物健康生长。

随着无人机技术的持续应用,主要是出于小部分、不规则及有差异的区域的需求情况差异,有针对性地调整喷洒作业范围。此外,基于不同范围内作物病虫害发生情况的差异,调整喷洒作业还可以实现对病虫害的预防及准确防治,从而在避免重复用药的基础上达到提升作物生产质量的效果。
        2.4创新续航技术
        无人机的使用需要配合先进的技术才能够真正发挥其价值,现代发展中,农业离不开相关技术,科学的技术能够在保证农作物健康生长的前提下,降低劳动力、时间、精力等各项成本,进而减少不必要的消耗,促进经济收益的增长。将先进的技术与无人机综合利用起来,能够实现更高的经济效益。例如,近几年来,一些地区逐渐引进了很多先进的技术达到了农作物增产的目的,这些农作物生产技术拥有帮助地区增产6%以上的作用,对于各个地区的农作物插秧于增产能够发挥重要影响,使很多地区实现经济水平的进步。虽然现阶段一些新技术的应用范围不够广,但是未来优质农作物的普及能够促进这些技术的应用,从而提升农作物带来的经济效益,并发挥相关技术的价值[2]。因此,在无人机的应用基础上,推动农业技术的不断发展,能够更好的为我国农业的发展提供有力支持。
        2.5病虫害监测与防治
        根据联合国粮农组织提供的数据显示,全球因病虫害发生的粮食减产已经超过10%的比例。气候、作物种植习惯、作物品种、防治措施不到位等都是导致作物病虫害的主要原因。采用无人机技术,为无人机安装红外光谱扫描设置,可通过巡视,发现农作物反射到系统中的近红外光,以此形成多光谱图像,以此了解某一区域农田的病虫害活动情况,从而及时发现作物生长中出现的问题,提升防治效率,避免粮食减产。国内有研究显示,通过无人机搭载多光谱传感器,能成功发现葡萄叶片条纹的病状信息,为了解葡萄冠层的病虫害状况提供有效依据。此外,有研究显示,八旋翼无人机搭载数码相机,能成功获得马铃薯冠层的相关图像信息,通过自动识别技术进一步监测马铃薯生长异常状况,快速监测到马铃薯疫病的进展状况,为防治马铃薯病虫害提供科学依据及应急处置方案。
        2.6土壤湿度监测
        在现代农业生产中,土壤湿度是影响作物生产质量的重要因素。通过对土壤湿度进行监测,可以进一步了解区域内的水涝、干旱等情况,在此基础上掌握农作物的生长情况。作物在合适的土壤湿度环境下生长,可以保障水分供给充足且适宜,从而保证作物健康生长。传统土壤湿度监测手段存在一定的缺陷,不能开展大面积、长期的土壤湿度动态化监测。而无人机可以通过搭载可见光,对比不同空间的图像信息,进而获得土壤湿度的相关信息。利用无人机技术对土壤湿度进行分析,具有低成本、高时效等优点。
        结语
        总之,无人机技术的成熟和快速发展促使我国现代农业发展水平提升到一个新的层次。而当前,我国无人机技术在农业生产领域的应用依然处于起步阶段,距离市场化的发展阶段依然有很长的路要走。在大数据背景下,无人机技术凭借其安全高效、自主作业、防治效果好等优势,将更好服务于现代农业生产与管理,有助于实现我国农业精细化、现代化的发展目标。本文在介绍我国现代农业无人机技术应用优点的同时,着重分析了无人机技术在农作物生长监测、农作物药液喷洒、农作物病虫害防治、农田湿度监测等方面的应用,为相关领域的发展提供理论借鉴。
        参考文献:
        [1]武帅.无人机技术在现代农业中的应用与展望[J].中国科技投资,2017(2):278.
        [2]曾易丽,彭森.无人机技术在现代农业生产中的优势和缺陷分析[J].种子科技,2019(9):140,142.
        [3]李翔.新时期无人机技术在农业发展中的改进思考[J].现代科技研究,2018(10):246.
        [4]吴叶青,谌凯,应向伟等.基于专利地图的喷药无人机技术发展态势研究[J].世界农业,2016(12):44.
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