小型植保无人机在城市绿化中的应用前景探析

2023-01-04吴俊

农业开发与装备 2022年2期

吴俊

（匠城生态农林江苏有限公司，江苏泰州 225300）

0 引言

将小型植保无人机方案与城市绿化工作相结合，能够有效提高相关活动的执行效率，同时也可以降低人为错误产生可能性，使此类工作经济效益得到显著提升。在探索过程中，需要结合其基础应用结构与优势条件，分析未来应用前景与实施途径，确保城市绿化工作能够有效应用小型植保无人机。

1 小型植保无人机的基础结构简析

通常情况下，小型植保无人机属于高度集中的应用硬件类型，其能够在小体积结构内部加入大量运行装置，并尽可能维持高稳定性与可靠性，避免出现过热或重量问题。一台常见的植保无人机装置包括机身架构、内部电机、电子调速系统、螺旋桨结构、集成电池、脚架与云台系统、遥控模块、控制装置，这些构件相辅相成，部件与部件之间的联系极为紧密，属于精密电子仪器装置。

1）机身架构属于飞行系统的实际载体，其通常采用强度符合标准、重量相对较轻的材料进行制作，如碳纤维等。机身架构质量直接决定无人机的应用可靠性，优秀的机身强度能够在城市绿化工作中抵御意外撞击、刮擦，可以最大限度降低故障概率，使绿化活动能够维持基础经济性[1]。

2）内部电机是无人机飞行的关键核心，其能够驱动螺旋桨或涡扇，使无人机快速升空。同时，植保无人机的部分特殊组件也可以利用内部电机驱动，可以为城市绿化活动提供良好的拓展性。

3）电子调速系统属于电机的附加构件，其能够通过发送信号的方式，调节电机转速状态，使无人机飞行维持稳定。螺旋桨结构主要负责为无人机提供升力，其能够在旋转过程中将电机动力转变为上升动力，进而使无人机达到升空目标。集成电池负责为电机提供能量，其内部存在化学物质，蕴含大量化学能。通过将化学能转变为电能，便可以为无人机提供充足的动力。

4）脚架与云台系统为无人机的附加结构，其能够在执行飞行任务的过程中，为无人机的降落过程提供支撑。云台部分可以安装或固定摄像装置，部分情况下也可通过改造方法加装绿化用设备。

5）遥控模块需要接受无线操作终端发射的信号内容，并将其转化为执行动作，实现操作目标。

6）控制装置内部存在高精确度传感器，其可以感应当前无人机姿态，并计算对应数据内容，利用核心控制单元完成悬停或平稳飞行的任务。

2 小型植保无人机在城市绿化中应用的优势分析

相对于人力工作或大型机械装置，小型植保无人机在城市绿化中进行应用具有显著优势。例如，其工作区域处于空中，无人机装置可以利用悬停方式，在城市绿化区域的上空完成喷洒或清障活动，整体工作效率较高，同时不会受到地形等条件的限制，具有广泛的适用性。同时，传统城市绿化工作在进行喷洒作业的过程中，可能会由于设备条件限制，导致植物受到机械性损伤，最终引发干枯等负面问题。无人机装置体积较小，同时可以执行无接触喷洒活动[2]。因此，其能够最大限度降低城市绿化受到机械性损伤的概率，具有良好的安全性。

此外，小型植保无人机仅需一名操作人员进行处理，若部署智能化方案，甚至可以无需人工参与。相对于传统工作需要大量人员开展绿化维护的方式，无人机具有显著的工作效率优势，能够降低人力资源投入，提高城市绿化工作的经济性。在执行喷洒任务的过程中，无人机可以维持恒定速度，使药物或水源的喷洒面积维持高度均匀的状态。这一优势不仅可以提高附着效率级别，同时还能够降低对环境的污染，属于应用优势之一。

3 城市绿化工作应用小型植保无人机的前景研究

3.1 规划前景

小型植保无人机在城市绿化工作中具有较为广阔的应用前景，如规划设计等。在传统规划过程中，城市绿化团队需要根据道路的断面设计情况与管网分布图等信息，判断目标区域的实际地形、分布状态。在必要情况下，还需要在现场进行深度调研，确保相关规划设计能够达到理想处理标准，避免干扰周边交通或居民正常生活。虽然此类方式能够有效收集周边条件情况，但其对于目标位置的地下管网结构基本无法进行探测，同时也缺乏足够的测绘数据，不能有效确定目标位置的设计边界状态、高程状态、是否存在需要规避的障碍物等。

同时，经典规划设计活动需要大量人员参与，并且耗费的时间相对较长，容易导致相关工作成本增加，不利于城市绿化的进一步推进。通过应用小型植保无人机，可以在其结构中加装测绘设备，使无人机可以在目标绿化区域位置进行全面探测。此类探测活动可以明确地形状态、物体构造与位置等，能够提高信息收集的完善性，使绘制效果图向真实化、实用化转变[3]。同时，为无人机加装特殊勘测设备，如红外线仪等，还可以发现传统体系下无法明确的影响因素，有利于规划设计的可靠性提升，最大限度降低意外情况发生概率。因此，小型植保无人机在城市绿化工作中具有规划应用前景。

3.2 养护前景

在城市绿化工作开展阶段，养护属于活动占比较高的项目之一。为尽可能提高相关工作的开展效率，植保无人机的应用开始受到绿化团队的广泛重视。养护工作主要一喷洒农药为主，传统体系在喷洒农药的过程中，主要以人工方式开展，整体效率相对较低。同时，人工喷洒农药可能会出现均匀性问题，若没有按照规范进行操作，还容易对周边区域造成生物危害。通过应用植保无人机展开农药喷洒等养护活动，可以有效降低对周边造成污染的概率，使城市绿化工作质量得到显著提升。无人机工作效率较高，其能够在一定高度进行悬停，并以匀速飞行的方式喷洒农药。这种活动模式的均匀性较强，同时其喷洒速度快，一台小型植保无人机的养护效率相当于20个工作人员同时处理[4]。

此外，无人机养护还可以解决传统体系下存在的喷洒角度问题。人工喷洒仅能够使相关药物在叶面的浓度达到基础标准，而植保无人机可以利用螺旋桨产生的风力，携带农药到达城市绿化位置，使其能够达到无死角喷洒的目标，有利于提高养护工作质量。因此，小型植保无人机在城市绿化养护方面具有重要应用前景。

3.3 资源统计前景

城市绿化工作开展阶段，其需要针对相关资源状态建立统计数据库，为后续进一步展开调配或建设活动提供重要参考。传统体系需要依靠人力进行统计，效率较低同时容易出现错漏问题，收集的信息内容全面性较差。通过利用植保无人机展开资源调查工作，可以有效降低数据收集难度，充分发挥无人机的灵活性优势，使其可以在绿化区域上空通过探测、拍摄等途径快速获得资料内容，并上传或存储至内部设备中。此类资料可以导入城市绿化工作团队计算机平台内部，通过利用专业软件完成处理流程，进而快速填充统计数据库，实现理想管控目标。

此外，数据库的更新操作也可以利用植保无人机完成，尽可能提高整体处理效率，为后续进一步开展绿化工作打下坚实基础。可以认为，植保无人机在城市绿化资源调查方面具有良好的应用前景。

3.4 宣传应用前景

城市绿化对城市的未来发展具有重要影响意义，然而在日常生活中，大部分城市群众没有明确绿化的重要性，同时也不了解居住城市的绿化状态。这些问题会对城市进一步扩展绿化范围造成负面影响，不利于相关资金的准备。因此，城市绿化团队需要加强宣传措施，使群众能够了解相关基础内容，提高对绿化工作的支持力度。植保无人机可以搭载摄影装置，从高空位置采集绿化状态图像，从而为宣传工作提供应用内容。高空拍摄图像的质量较为良好，分辨率高同时视角具有大气美感，可以激发城市居民对于绿化工作的认同感[5]。因此，植保无人机未来在城市绿化宣传工作中具有优秀的应用前景。

4 小型植保无人机在城市绿化中有待改进的应用问题研究

4.1 小型植保无人机标准认定健全度不足且人员飞行技术差

目前，小型植保用无人机市场仍然处于发展阶段，其生产、销售、售后、操作规程等方面标准较为匮乏，缺少统一的执行政策。在这种情况下，植保无人机的应用标准与生产标准存在相互矛盾的问题，容易导致城市绿化应用出现不良风险，不利于提高工作标准性与可靠性。同时，无人机操作属于一种较为复杂的活动，其不仅需要结合实际情况进行判断，还要求操作人员具备灵活的操作能力，确保无人机能够在城市绿化需求下维持稳定运行。因此，需要重视标准建设与人员培训，确保小型植保无人机能够得到合理应用。

4.2 服务效益相对较低且队伍流动性大

在小型植保无人机应用过程中，其实际执行所产生的经济效益相对较低，与传统方式对比优势尚不明显。在相关产业处于发展阶段的前提下，当前服务效益的提升空间相对较少，需要对应政策配合或产业进一步开发，才能够增加服务效益空间。同时，植保无人机飞防与其它方案存在差异，其对于人员的基础素养要求较高，需要保证队伍流动性处于稳定状态，避免频繁更换飞手导致实际绿化工作效果受到负面影响。然而，由于服务效益较低导致的连锁反应，当前城市绿化飞手队伍普遍处于流动性较大的状态，无法维持稳定的工作体系，对无人机操作执行效果造成了负面影响。

因此，需要认识到服务效益发展空间的问题，并注重改进队伍流动性缺陷，通过设置福利体系或补贴等方式，使人员能够稳定开展相关工作，进一步提高城市绿化开展效果，使小型植保无人机产业可以获得充足的发展时间。

4.3 植保无人机成本较高同时无保险配套策略

目前，由于经济条件与相关生产制造成本限制，小型植保无人机的实际投入级别仍然处于高位状态。在这种情况下，一旦无人机操作出现问题或遭遇意外情况，便会对城市绿化队伍造成不必要的经济损失。在国外相关体系中，针对此类问题通常采用类似保险的方式进行解决。然而，由于我国相关产业与政策仍然处于发展阶段，因此尚无相关配套措施，整体经济风险较高。同时，无人机属于高速运行设备，若其坠落可能会导致伤人事故出现。由此产生的不良风险会对城市绿化队伍造成严重负担，因此需要采取对应措施进行解决，确保此类问题能够得到有效控制。

4.4 城市绿化应用药剂选择空间较少

植保无人机在城市绿化应用环境下，喷洒相关药剂属于占比较高的活动之一。但是，当前可用小型植保无人机选择的药剂类型较少，一部分药剂还会受到载重与体积的限制，无法进行应用。因此，未来需要进一步开发相关药剂类型，确保此问题能够得到解决。

5 加强小型植保无人机城市绿化未来应用效果的策略途径探究

5.1 培训飞行技术并加强管控

为强化未来应用前景与效果，城市绿化团队需要重视飞行技术的培训与管控。植保无人机动力相对较强，需要参考的飞行指标复杂性高，若相关技术不到位可能会导致负面问题出现。因此，未来需要加强飞行技术管理力度，尽可能提高培训重视程度，使质保无人机能够得到科学应用，解决绿化过程中存在的弊端问题，保证基础安全性。

5.2 重视施药研究

在小型植保无人机应用过程中，施药处理属于工作占比较高的活动之一。城市绿化团队需要重视无人机施药措施，通过科学实验分析药物配比、携带药量经济性等关键内容，确保无人机装置能够得到理想应用，提高城市绿化的养护效果，避免对周边环境造成生物危害。在这一过程中，相关团队需要加大技术投入，强化施药科学性，使无人机的灵活性特征得到充分应用。

5.3 致力于降低成本并提高质量

小型植保无人机当前成本相对较高，一些城市绿化团队无法承担其应用与维护费用。因此，为确保其应用前景能够得到进一步开拓，需要从多个角度入手，降低小型植保无人机的制造成本，使其应用经济性可以得到显著提升。同时，还需要加强无人机运行质量，提高其可拓展性，使其可以在城市绿化工作中承担多种关键任务，达到理想应用目标，为未来城市化建设推进打下坚实基础。