浅谈无人机遥感技术在现代农业中的应用与展望

摘要：无人机遥感技术通过利用无线装置控制无人机，实现快速获取信息的先进技术，具有低成本、易操作、采集周期短、成像清晰等优点，在各个行业应用较为广泛。在农业领域，其主要应用于对农作物的病虫害防治、进行农药喷洒和灾害防御等工作。本文通过对无人机技术在现代农业上的应用阐述，加强大家对该技术的认知，为后续更广泛的农业应用与发展提供依据。

关键词：无人机遥感技术;现代农业;农作物;应用

1 无人机技术简介

无人机技术即无人机遥感技术，是通过利用无线装置控制无人机，实现快速获取信息的先进技术，具备自动化、智能化、信息化、数据化等优势，并且具有低成本、易操作、采集周期短、成像清晰等优点_[1]，在各个行业应用中占据主要地位。早在上世纪末的国外，无人机在农业领域被广泛使用，而我国该技术起步则相对较晚。尽管国内上世纪50年代就开始了航空技术在农业领域使用的研究，但由于受到场地限制，即便范围较小的农田区域也无法较好完成喷洒作业。近年来随着技术的发展，无人机在我国得以广泛使用，也将成为未来农业领域最为主要的研究技术之一。本文通过对无人机技术在现代农业上的应用阐述，加强大家对该技术的认知，为后续更广泛的农业应用与发展提供依据。

2 无人机技术在现代农业中的应用

2.1 农田土壤分析及墒情测定

种植农作物前，利用无人机监测分析土壤，对农作物种植的前期规划具有关键作用_[2]。土壤是农作物赖以生存的环境，测定土壤墒情能够了解农田土壤的干湿程度，同时对农作物的生长趋势及时作出预测评估。土壤墒情传统测定方式只能是短期且小范围的监测，而利用无人机搭载近红外光设备，能够更全面监测土壤，对比分析获取的影像信息，即可基本了解土壤湿度。因此，利用无人机遥感技术可快速对农田土壤进行分析及墒情测定，并不受范围限制，不仅可以合理规划作物种植，还能实时探测作物生育期内的土壤墒情，用以精准灌溉。

2.2 农田作物管理

未来灌区必将是全程机械化，而如何大面积快速获取作物生长信息，并作出及时有效判断，实现现代灌区的精准管理，对灌区农业的发展尤为重要。相比使用卫星遥感存在易受云层遮挡、成本较高、人工地面采集数字影像耗时耗力等缺点，利用无人机搭载遥感系统可快速重复监测农田作物信息并获取高分辨率的遥感图像，使得植被覆盖率监测的准确性大幅提高_[3]。

当前，国外在基于遥感图像信息的农田作物管理方面的研究发展较快。日本采用无人机搭载紫外线照相机获取水稻生长信息，用于施肥作业的指导_[4]。Lelong等利用无人机遥感平台获取不同品种小麦的遥感图像，对不同品种小麦作物的物理参数进行定量监测评估。我国在无人机获取遥感信息管理方面的发展相对较晚，主要在低空遥感系统监测小麦白粉病、采用扫描仪和无人机平台获取水稻叶片和冠层的数字图像、采用无人机挂载数码相机和多光谱传感器分别获取大豆结荚期和鼓粒期的影像等方面有所研究_[5]。

2.3 农用植保无人机

我国的基本农田达1.2亿hm²，是名副其实的农业大国，每年需要进行大量的农业植保作业，而农药中毒人数每年高达10万人，致死率约20%，并且农药残留和污染同样十分危险。无人驾驶、操控人员安全系数高、喷洒效果好、喷雾效率高、适用性强、省药、省水、作物损伤小等众多优点，使得农用植保无人机在现代农业中被广泛应用。其中，无人机喷洒技术采用喷雾喷洒方式，至少能够节约50%的农药使用量和90%的用水量，同时，无人机喷洒农药效率高达人工喷洒的30倍，这在很大程度上降低了资源成本。日本生产出了全球第1架用于喷洒农药的无人直升机，因其体积较小、喷洒效果好、作业机动灵活等特点，在日本被广泛使用，效果良好_[6]。

目前植保无人机尚存在成熟厂商少、培训及售后不到位、使用人药剂知识缺乏等问题。因此，有必要加强技术研发，以让其广泛应用于农业生产和实践。

2.4 其他方面

除了以上提到的应用范围，无人机技术还可在地形测绘、农村规划、农业物流、播种、杂交育种、农作物快速分类及面积估算等方面提供技术支持，还可在公安应用、消防救援、航拍勘测等其他领域发挥作用，应用范围广泛，发展可观。在全球精准农业的推动下，无人机的应用价值会愈发凸显，加速现代农业工业化进程，推动中国农业产业化建设。

3 无人机技术与现代农业结合的展望

无人机硬件条件的改进是无人机遥感技术发展的关键因素。在机身材料方面，选用合适的制造材料，使其轻便的同时能够抵御恶劣环境的干扰，也能保障飞行的稳定性。在遥感功能方面，需要保障采集设备的精确高效、信息处理系统的快速准确，针对作物生长和营养的微小信息，更需精准采集分析，以便后期的管理与操作。在田间杂草监控方面，确定杂草分布是高效发挥除草剂作用的前提保障。在燃料供给方面，电能形式供给效率更高，因此加快发展大容量电池和燃料电化学应用技术将为无人机应用带来质的飞越。此外，无人机和探测器的制造成本也是限制其广泛应用的重要因素。

4 结论

无人机遥感技术在现代农业中的应用，为现代精准农业的发展提供了重要的技术支持。在国内外加快推进农业信息化、自动化的浪潮中，无人机这种低成本、易操作、高效率的自动化智能设备必将会迅速普及。无人机遥感技术与现代农业的完美契合，对我国加快精准农业的建设步伐、提高农业发展水平起到了至关重要的作用。

参考文献

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[2]Mulla D J. Twenty five years of remote sensing in precision agriculture： key advances and remaining knowledge gaps[J]. Biosystems Engineering，2013，114（4）： 358-371.

[3]李冰，劉镕源，刘素红，等.基于低空无人机遥感的冬小麦覆盖度变化监测[J]. 农业工程学报，2012，28（13）： 160-165.

[4]石媛媛.基于数字图像的水稻氮磷钾营养诊断与建模研究[D].杭州：浙江大学，2011.

[5]苏润东.无人机在现代农业中的应用综述[J].江苏农业科学，2019，47（21） ： 75-79.

[6]吴小伟，茹煜，周宏平.无人机喷洒技术的研究[J].农机化研究，2010，32（7）： 224-228.

作者简介：杨帅（1991—），男，汉族，黑龙江哈尔滨市人，农学硕士，单位：天府新区航空旅游职业学院，研究方向：作物遗传育种方向。