无人机在畜牧业中的应用前景和问题

曹 楠，习润南，何立宁，李玉卡，高庆辉，苏 青，吕 蔚

（1.石家庄市畜产品和兽药饲料质量检测中心 050040；2.石家庄市畜牧技术推广站 050040；3.石家庄市农业综合行政执法支队 050040；4.石家庄市栾城区畜产品质量监测站 050040）

目前，国内外关于无人机在牧场的应用研究还处于起步阶段，相关技术和应用还有待进一步完善和推广。国外一些发达国家如美国、澳大利亚等农业大国，已经将无人机应用于畜牧业中，通过对牧场进行全面监测和分析，对牲畜的饮食、运动、疾病等方面进行了精细化管理。国内也有少数学者对无人机在牧场管理方面的应用进行了研究，但是由于缺乏完善的技术体系和应用实践经验，相关研究仍然存在诸多问题。

本文旨在探究无人机在牧场牛羊放养管理方面的应用，重点研究无人机在牧场整体管理监测、牲畜行为监测、牲畜健康状况监测等方面的应用，探讨无人机在畜牧管理应用上存在的问题和不足之处，通过分析探究，拓展无人机应用场景，优化畜牧设计和管理，以期为进一步推广和应用无人机技术提供更广泛的理论和实践支持，为今后无人机更好的应用于牧场管理和农业生产提供一些指导和建议。

1 无人机在农业和牧场管理上的应用现状

1.1 无人机在农业中的应用现状

随着科技的不断进步和现代农业生产的持续快速发展，无人机在农业领域的应用越来越广泛，其中主要包括了农田勘测、植保喷洒、农作物监测、自动智能灌溉等方面。无人机可以通过高清晰度遥感图像，更加快速地获取农田地貌概况图、收集土地利用情况和农作物生长情况等信息，无人机获取信息的方式，相比于传统的人工方式，获取信息的方式更加快速、高效且准确。这些信息为农业生产提供了精细化管理的手段，同时也提高了农业生产效率、降低了生产成本。

1.2 无人机在牧场中的应用现状

无人机在牧场管理中的应用，主要体现在对牲畜日常行为和健康状况等方面的监测。通过无人机搭载的高清晰度相机和热成像传感器拍摄传回的影像，可以实现对牧场的全方位监测，从而能做到实时监测牲畜群体的行为和状况，及时掌握信息，采取有效的干预措施，防止或减少疾病的发生，改善牲畜的健康状况，从而有效提高牲畜存活率，提高生产效益和养殖户收入。同时，无人机可以快速获取牲畜的位置、活动范围、群体密度等数据，对牧场管理人员进行有效的决策提供数据支撑，对于牧场转向更加精细化和科学化的管理奠定基础。

2 无人机在牛羊放养管理中的优势分析

在牛羊放养管理中，无人机具有以下几个方面的优势：

2.1 全面监测

无人机可以通过高清晰度相机和热成像传感器实现对牧场的全面监测，全方位、多角度的获取图像和视频信息，相比于传统的人工监测，无人机的监测结果更加全面、快速、精确和高效。一些人工到达不了或者不方便获取信息的地点，无人机便能够相对轻松、便捷、准确地飞到设定地点，采集信息、获取图像和数据，不但节约了人力、物力资源，也能够更加快速地获取牲畜的健康状况等信息，为畜牧养殖和管理节约成本，提高生产效益。

2.2 精准定位

对于需要重点监测、长时间多维度监测的区域，无人机可以做到实时控制、准确定位。这是牧场管理工作中非常重要且繁琐的环节。通过重点监测、精准定位，能够及时地发现放养管理中的漏洞和问题，管理人员可以及早采取防治措施，为牧场应急预案管理提供决策，避免不必要或不可控的疾病的发生，为牧场养殖户减少经济损失。同时也可以帮助牧场管理人员进行有效的决策，从而实现牧场的精细化、智能化和科学化管理。

2.3 提高效率

相比于传统的人工作业，无人机具有体积微小，作业灵活度高、可完成高空或较艰险地带的工作等优势。因此，使用无人机进行牧场牛羊放养管理，可大幅提升放养监测效率，从而在很大程度上提高牧场管理效率，并缩短人工管理的时间和工作量，从而减轻管理人员的工作负担。

2.4 减少损失

无人机可以更加及时地发现牲畜的异常情况，对异常情况及时上传信息，方便工作人员及时作出预警和判断，从而有效减少牲畜患病、受伤的风险，对患病牲畜也能进行有效和及时的救治，减少牲畜损失，有效提升牧场整体经济效益。

综上所述，无人机在牛羊放养管理中具有巨大的应用潜力和优势，随着科技的发展和养殖规模不断扩大的需求，无人机已经逐步代替人工作业，逐渐成为未来牧场管理的重要手段之一。

3 无人机在牧场牛羊放养管理中的应用

3.1 牧场监测与调查

3.1.1 牧场地形测绘

无人机搭载高清晰度相机和激光雷达等设备，可以对牧场地形进行三维建模和测绘。通过无人机获取的地形数据，可以生成高精度的数字地图，为牧场管理提供决策支持。通过数字地图，牧场管理人员可以快速了解牧场地貌、水源、水流等情况，从而为牛羊的放养和管理提供科学依据。

3.1.2 牧草质量监测

无人机搭载的高清晰度相机和热成像传感器可以实现对牧草的质量和分布情况进行监测。通过无人机获取的图像数据和热成像数据，可以分析牧草的生长状况和分布情况，帮助管理人员制定放养和喂养策略，从而提高牛羊的生产效益和健康状况。

3.2 牧草管理

3.2.1 牧草割草与处理管理

无人机设备可以实现对牧场割草和牧草处理工作的实时监控。及时掌握牧草信息，做好整体的统筹规划，避免不必要的囤积和浪费，减轻管理人员的工作负担。

3.2.2 牧草喂养管理

无人机可以快速获取牛羊的分布情况和活动范围等数据，这些数据经过整合，可以很好地帮助管理人员制定科学的喂养计划。同时，通过无人机搭载的自动智能遥感喷洒器，可以实现对牛羊的整体喂养管理，使喂养工作更加轻松、高效科学。同时也能极大地减少人工作业成本，减少机械投入，有效提高牧场整体的生产效益。

3.2.3 牲畜数量统计

无人机在牧场牛羊放养管理中的应用之一为牲畜数量统计。使用无人机可以准确快速地测算牲畜数量，减少人力和物力的浪费，节约用人成本。在传统的牧业管理中，牧场管理员需要人工统计牲畜数量，费时费力且容易出现误差。而利用无人机技术，可以对大面积牧场的牲畜进行精准地数量统计。由于牧场牲畜具有数量繁多且容易移动难以计数等问题，使用无人机搭载的高分辨率相机可以快速准确地拍摄到细小的牲畜，精确统计数量，避免漏数或重复统计的情况，从而提高数据采集的准确性。

3.3 牲畜行为监测

3.3.1 牛羊运动轨迹监测

无人机在牧场牛羊放养管理中的应用之二为牲畜行为监测。使用无人机可以对牲畜的运动轨迹进行监测和记录。通过监测牲畜的运动轨迹，可以了解牲畜的活动范围和行为习惯，为牧场管理者提供数据支持，有助于优化牧场的设计和管理。此外，还可以监测到牲畜的流动性，有助于防范牲畜被盗等不良行为。

3.3.2 牛羊饮水和进食情况监测

使用无人机还可以对牛羊的饮水和进食情况进行监测和记录。无人机可以利用高分辨率的相机记录牛羊饮水和进食的情况，包括饮水量、饮水频率、饲料摄入量等。通过监测和记录这些数据，可以了解牛羊的饮食情况，判断是否存在饮食不均匀、饮食不足或过多等问题，有助于调整饲料的配给和饮水的管理，保证牲畜的健康和生产性能。

3.4 牲畜健康状况监测

3.4.1 疾病监测

无人机在牧场牛羊放养管理中的应用之三为牲畜健康状况监测。利用无人机技术，可以对牧场内的牲畜进行巡查，发现异常状况及时处理。其中，疾病监测是非常重要的一项工作。利用无人机可以拍摄到牲畜的细节，包括毛发、眼睛、皮肤、粪便等。通过分析这些数据，可以及时掌握了解牲畜群体和个体的健康状况。

无人机可以用于快速监测牛羊的疾病状况，通过无人机搭载的热成像相机可以监测牛羊的体温变化，进而判断牛羊是否感染疾病。热成像相机可以监测到体温上的微小变化，如发热部位温度升高，从而找到疾病的病源。通过无人机的快速监测，可以及时采取措施，防止疾病扩散和影响牧场的生产、经济效益。

3.4.2 母牛孕检

无人机搭载的高分辨率相机可以帮助牧场管理员进行母牛孕检。通过拍摄母牛身体的细节图像，分析母牛的身体状况，比如背部、腹部、泌乳器等，判断母牛是否怀孕。这项工作原本需要人工去完成，而且工作量大、难度高。但是通过无人机的应用，可以大大提高监测的效率和准确度，同时也减轻了工作人员的负担。

除了上述应用，无人机还可以用于监测牛羊的体重变化、饮用水的水质情况等，这些应用都能帮助牧场管理员更好地管理和调控牧场的生产效益。

4 无人机在牧场应用中存在的问题

随着无人机技术的不断发展和应用，无人机在牧场中的应用也日益普及。然而，在实践中，仍然存在一些问题需要解决和改进。

首先，无人机在牧场中的应用仍然受到地形、天气等自然条件的限制，导致其应用受到一定的影响。

其次，牛羊的行为比较复杂，其运动轨迹和饮食习惯等需要通过大量的数据和算法才能得到准确的监测结果。

另外，无人机在牧场中应用的成本较高，需要投入大量的资金。同时，其维护和保养也需要一定的技术支持，这也是一个需要注意的问题。

5 无人机在牧场应用上的发展趋势与展望

虽然无人机在牧场应用中存在一些问题，但随着技术的不断进步和应用的不断推广，这些问题也将逐渐得到解决。未来，无人机在牧场的应用将朝着更加智能化、自动化的方向发展。一方面，无人机将通过更加先进的传感器和算法，实现更加精准的监测和管理，从而提高放养效率，并有助于更好的监测牲畜的健康状况。另一方面，无人机将与其他技术相结合，例如人工智能、互联网等，实现更加全面的监测和管理，进一步提升牧场管理水平和效益。因此，无人机在牧场的应用前景广阔，其发展将有助于推动农业的智能化、高效化和可持续发展。

6 结论

本文旨在探讨无人机在牧场牛羊放养管理中的应用。通过对现有文献的综述和实践探究，可以得出以下结论：首先，无人机在牧场牛羊放养管理中具有广泛的应用前景，可以对牧场的放养情况监测、实地调查、牲畜行为监测、牲畜健康状况监测等方面进行有效的辅助管理。其次，无人机在牧场牛羊放养管理中的优势主要包括：高效、精准、低成本、可视化、全天候等特点。再次，本文针对牧场监测与调查、牲畜行为监测、牲畜健康状况监测等方面，详细阐述了无人机在这些方面的具体应用方法和效果。最后，本研究认为，无人机在牧场牛羊放养管理中的应用还存在一些问题，需要继续改进和完善，同时也需要进一步探索其在畜牧养殖行业中更多、更广泛的应用。

本文通过对无人机在牧场牛羊放养管理中的应用进行深入的研究和探讨，对牧场管理的现代化和信息化建设提出了有益的启示和建议。但是，本文还存在一些不足之处，例如对无人机技术在畜牧业的研究深度和广度还不够，未对其在牧场其他方面的应用进行全面探讨，需要进一步深入研究。未来，无人机在牧场牛羊放养管理中的应用还有许多可以进一步研究的方向。一方面，可以进一步深入研究无人机在牧场中的其他应用方向，如无人机在牧场粪便清理、草地施肥等方面的应用；另一方面，可以结合大数据、云计算等技术，进一步提升无人机在牧场牛羊放养管理中的应用效果，推动牧场管理的现代化和信息化建设。