无人机低空遥感在农业中应用的研究进展
朴春海
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朴春海,. 无人机低空遥感在农业中应用的研究进展 [J]. 农业学报,2022.1. DOI:10.12721/ccn.2022.157004.
摘要:
经济的快速发展,科学技术的日益成熟,扩大了无人机遥感技术的应用范围,从而使其的功能和价值在我国众多的领域中得到充分的体现和应用。并且无人机遥感技术作为一种现代化的新型技术,将其应用在农业领域,不仅可以更加全面地分析农作物的生长状况,还能通过实时的动态监测,来提升农业的管理水平。并且由于无人机遥感技术不容易受到地理因素的影响,所以在应用该技术的过程中,不仅效率高,而且对农作物的伤害也非常小。基于此,本文以无人机遥感技术为切入点,来进一步分析农用无人机遥感概况,从而更深层次的探讨无人机低空遥感在农业中的实际应用,希望能为我国的农业发展提供一些实质性的帮助。
关键词: 无人机低空遥感农业应用研究进展
DOI:10.12721/ccn.2022.157004
基金资助:

前言:当前为了更好地实现我国农业的现代化,信息化以及精准化,有关部门就开始应用无人机低空遥感技术,进而在立足于传统监测模式的基础上,来构建更为科学完善的监测管理体系[1]。而与此同时借助无人机遥感技术,可以对农田实行全天候的动态监测,并通过所获得的相关信息来实现对农业有效管理,从而在提高农产品产量的同时,还能切实保障其的质量,进而有效地解决当前农业生产的相关问题。而在应用无人机低空遥感技术时,还需要通过构建多个平台来获得相关的农业信息,已在此基础上,改变我国农业生产中的粗犷现象,同时也能更好地缓解我国目前的人地矛盾和环境压力[2-3]

1. 无人机遥感技术

无人机遥感技术,顾名思义,就是指无人机技术和遥感技术,并且在这两种技术的高度融合下,使无人机遥感技术拥有了综合性强的特点。而将其应用在农业领域,不仅可以实现大范围的农业监测,还能够进行重复利用,所以极大地降低了生产成本的投入。而从无人机遥感技术本身来说,其还具灵活性强,机动性好,易于操作,时效性高的等特点,所以对于农业的发展,该技术具有非常深远的现实意义。

2.农用无人机遥感概况

2.1无人机飞行平台

无人机遥感技术离不开飞行平台的构建,所以在农业的实际应用中,需要通过构建不同的无人机飞行平台,来开展相关工作。而通常情况下,固定翼无人机平台是低空遥感技术最佳的合作伙伴。这是因为固定翼无人机的飞行速度非常快,并且续航能力也非常强,所以非常适用于大面积的农田巡视。但是该平台也有一定的局限性,就是固定翼无人机的载荷较小,所以在农业的实际应用中,该平台多借用于小型的传感器来进行对农作物生长状况的监测和测绘。而除了固定翼无人机平台以外,多旋翼无人机在农业中的应用范围也非常广泛,这是因为多旋翼无人机具有飞行稳定性高,速度可控性强,起降灵活等特点,并且其在使用的过程,其的转场和操作也非常方便,再加上价格相对较低,所以经常应用于对土壤的分析,以及农作物的监测等。总而言之,要想更好地发挥无人机低空遥感技术,就要为其配备最为合适的无人机飞行平台,进而在立足于实际情况的基础上来,实现高效地监测和测绘作业。

2.2机载对地观测传感器

从我国悠久的农业历史上来看,种植环节是非常影响农作物后期的产量和质量的,所以在农业的相关领域中,这一方面也是研究的重点方向。而目前很多农田受经济和技术的制约,使得其无法开展大规模的农田环境监测,那么这时就需要借助无人机遥感技术来打破这一局面。具体来说,无人机可以搭载数码相机,高光谱相机以及激光雷达传感器等多项设备,以对农田实施全方位的环境监测,进而使相关人员能够采集到农田方面的有效信息,并以此作为农业生产和管理的重要依据。总体而言,要想实现大范围的农业监测,就需要搭载不同类型的传感器,进而为后续工作奠定坚实的基础。

2.3机载农机设备

为了提高农田工作的效率和质量,也为了有效解决农业生产以及管理方面的问题,就需要借助无人机搭载喷洒系统,以及撒播系统,来实现农业的自动化。首先,无人机可以通过搭载智能化的遥感监测设备来对农田信息进行精准的监测,与此同时,还应借助农事操作的无人机,来有效地控制农药的使用,进而在此基础上实现对土壤和环境的保护。而无人机虽然可以搭载撒播系统,但是由于该播种方法还存在一定的局限性,所以目前在农业的实际应用上还比较少。

3. 无人机低空遥感在农业中应用的研究

3.1无人机农情遥感在农业中的应用

3.1.1作物长势监测

对于作物长势的监测,主要是利用无人机低空遥感技术来获取作物的生长以及田间管理方面的信息。具体来说,我们可以通过利用无人机来获得作物的光谱图像,进而借助相应数据库的筛选,获得生长发育较好作物的光谱指数,进而通过模型的建立来监测农作物的生长情况。除此之外,由于无人机搭载不同的传感器,就会获得不同的光谱信息,所以我们可以利用这一特点来对特定作物的生长情况进行进一步的研究和分析。

3.1.2作物遥感估产

利用无人机遥感技术,我们还可以对农村物进行遥感估产。首先,我们可以在立足于无人机搭载传感器的基础上,来构建遥感估产体系。与此同时,再借助无人机遥感技术灵活性高,获取信息速度快的特点,来建立无人机遥感的估产模型,进而通过对数码相机的搭载,来获得更加精准有效的作物影像信息,以实现对作物的产量估算。并且通过对这一方面的实际应用,还能使作物的产量模型得到进一步的验证和优化,从而在为农业的生产管理提供参考依据的同时,还能加快相关政策的落实和推进。

3.1.3作物病虫害监测

对于农业来说,病虫害对其的影响是非常大的,因为一旦爆发病虫害,不仅会造成粮食作物的大面积损毁,还会影响农业的整体发展。因此,我们可以利用无人机的低空遥感技术,来对农田的病虫害进行及时的监测和预警,并且通过获得相关方面的信息,来使工作人员能尽早的对病虫害的爆发原因和传播特征进行更深层次的研究和分析,以及早的做好相关的防治工作。

3.2无人机农事操作在农业中的应用

3.2.1无人机在航空施药方面的应用

面对城市化进程的不断加快,以及农村人口的不断流失,我国农业要想更好地适应时代的发展,需要进行一定的创新和变革。因此,现阶段我们可以利用无人机来进行农田方面的施药工作,这样,一方面有利于提高施药的工作效率,另一方面,还有利于防治农业相关的病虫害。并且利用无人机来进行此工作,还非常的安全环保,从而在保证农作物产量,质量的同时,也能更好地践行我国“绿色环保”的发展理念。

3.2.2无人机在田间管理方面的应用

无人机遥感技术在农业范围的应用,除了上述的农药喷洒之外,其还可以应用于农作物的授粉,施肥等,从而在极大地降低农业工作者的压力和负担,并且应用无人机来进行田间管理方面的工作,还能更好地保护农作物和土壤不受到任何人为上的损坏和污染,因此,借助该技术,我们可以实现大范围,规模化的农业生产。而虽然无人机在撒播方面还具有一定的局限性和不足,但是其在农业的生产管理中仍然具有较强的优势性和可行性,所以通过对其的进一步研究和探讨,我们可以更好地实现农业生产的现代化管理。

4. 结语

综上所述,为了更好地实现农业经营管理的规模化和现代化,就要充分应用无人机低空遥感技术,进而通过对农田的有效定位以及精准测量和监测,来实现农业的可持续发展。

参考文献:

[1] 史舟, 梁宗正, 杨媛媛, 等. 农业遥感研究现状与展望[J]. 农业机械学报, 2015, 46(02): 247-260.

[2] 贾鹏宇, 冯江, 于立宝, 等. 小型无人机在农情监测中的应用研究[J]. 农机化研究, 2015, 37(4): 261-264.

[3] 李继宇, 张铁民, 彭孝东, 等. 小型无人机在农田信息监测系统中的应用[J]. 农机化研究, 2010, 32(5): 183-186.

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