无人机遥感技术在农业灾害调查中的应用探究

摘 要：随着科学技术的进步，无人机遥感技术已被越来越多地应用于农业生产。利用无人机搭载的高光谱成像设备获取农作物图像，快速获取农作物长势和病虫害等信息。在此基础上，开展无人机遥感技术的应用，不仅可以提高农业灾情调查的效率，还可以为农业生产决策提供数据支持，提高灾情调查的质量与水平。基于此，将对无人机遥感技术在农业灾害调查中的应用进行探究。

关键词：无人机遥感技术；农业灾害；调查工作

中图分类号：S127 文献标志码：B 文章编号：2095–3305（2024）06–0-03

农业是国民经济的根本，它的稳定和繁荣关系到整个国家的发展。然而，病虫害、旱灾、涝渍等农业灾害却严重影响了农作物的正常生长与产量，给农业生产造成了巨大的损失。因此，及时准确地对农业灾害进行监测与应对，是保证农业生产稳定的关键。随着科学技术的快速发展，作为一种新兴的农业灾害监测手段，无人机遥感技术是一种将无人机技术与遥感技术相结合的技术，通过搭载多种传感器与设备，可以实时监测农田环境、农作物长势、灾情等信息，其不仅具有高分辨率、高时效性等特点，还可通过数据处理与分析，为农业灾害的防灾减灾提供科学依据，具有极高的研究价值。

1 无人机遥感技术的基本特点

1.1 高效性

无人机对地观测的高效率主要表现为数据采集速度快、数据采集范围大。第一，从数据采集的速度上看，无人机遥感可以在1 min内获得高质量的遥感图像，这对农业灾情调查具有重要意义。农业灾害具有明显的季节性特征，如东北地区一年两季稻作结构，作物生长易受气候因子影响。无人机遥感技术是一种实时监测技术，它能在农业灾害发生后及时获取相关数据。第二，就数据采集范围而言，无人机遥感技术具有覆盖范围广等特点，可以实现对某一特定区域的重点监控。第三，无人机遥感技术可以实现一站多点同时监测多个区域，极大地方便了农业灾情调查。

1.2 精确度

无人机遥感技术能够实时监测地面状况，在获取数据的同时，还能分析农作物的生长状况、病虫害情况。例如，应用无人机遥感技术，可以在作物生长过程中获取作物长势数据，并将地面状况实时传送至计算机，与机载传感器采集的数据进行对比分析，进而判断作物长势，及时发现病虫害[1]。无人机遥感还能记录下影像中出现的异常现象，及时发现作物生长过程中存在的问题与缺陷，对农业生产具有重要的参考价值。

1.3 及时性

第一，无人机遥感可实时监测作物长势、病虫害等信息。这主要是因为无人机低空飞行，可获得高分辨率图像，并可实现自动化处理与识别，降低人为因素对数据处理的影响。第二，应用无人机遥感技术，可即时获得遥感图像，及时掌握作物长势及其他相关信息。第三，无人机遥感技术可对作物生长过程中出现的作物倒伏等异常现象进行实时监测，快速判断作物是否发生病虫害。此外，通过无人机遥感技术，可以在最短的时间内获得受灾地区的详细情况，为农业生产提供依据。

2 无人机遥感技术在农业灾害调查中的应用价值

2.1 高效、快捷地获取数据

无人机遥感技术以其高机动、灵活的特点，可以在短时间内到达灾情现场，完成数据采集。相对于传统卫星遥感，无人机在恶劣天气下仍可实时获取受灾现场的高分辨图像[2]。同时，无人机搭载多种传感器，可获得多波段、高光谱等多源数据，为灾情调查提供全面、详尽的信息。无人机遥感是一种高效、快速的遥感技术，应用于农业灾情调查具有明显的优越性。

2.2 准确、细致地进行灾情评估

无人机遥感技术通过对图像数据进行处理与分析，可以对农作物种类、灾情程度及灾情范围进行精确识别，为农业部门及时掌握灾情、制定有针对性的救灾措施提供依据。同时，无人机还可以预测灾害发展趋势，为防灾减灾提供科学依据。这种精确细致的灾情评估方法，有助于提高防灾减灾工作的效率与精度。

2.3 降低侦查费用和防范风险

传统的农业灾害调查往往需要投入大量的人力、物力，且存在较大的安全风险。而无人机遥感技术可以极大地降低这方面的风险。一方面，无人机可替代人工勘查高风险地区，减少人员伤亡；另一方面，无人机具有快速、大面积、高效率、低成本等优点。

2.4 推动创新和发展灾害防治技术

无人机遥感技术在我国得到广泛应用，促进了我国农业防灾减灾技术的创新和发展。无人机遥感技术与物联网、大数据等技术相结合，可实现对农业灾害的实时监控、预警与防控[3]。可见，无人机遥感技术不仅可以提高防灾减灾的效率与精度，还可以促进灾害防治技术的更新，为农业可持续发展提供强有力的支撑。

2.5 大力推进农业现代化

在农业现代化进程中，无人机遥感技术已成为现代农业发展的重要标志。应用无人机遥感技术，农业部门可更准确地掌握农业生产动态，优化资源配置，提高农业生产效率。同时，无人机遥感技术也能为农业生产决策提供科学依据，促进农业转型升级与可持续发展。

3 无人机遥感技术在农业灾害调查中的应用

3.1 无人机遥感技术在农业灾害调查中的应用范围

3.1.1 监测农作物长势

无人机遥感能够在较短的时间内获得大量的农作物图像。农作物遥感图像中除了含有作物光谱信息，还含有作物空间结构、长势等信息[4]。研究成果可为农业灾情调查提供重要基础数据支撑，实现农作物灾情快速准确识别与评估，为农业生产提供科学依据。

无人机遥感可应用于农作物长势监测，是一种基于高光谱成像技术的作物长势监测技术。当前，搭载高光谱图像的无人机已被广泛用于我国的新疆、甘肃等地农作物长势的监测。无人机搭载高光谱成像设备获取的高光谱图像可有效识别农作物长势，为农业灾情调查提供关键数据支撑。在新疆地区，由于当地的气候条件相对较差，导致不同作物在生长环境上的差异。拟采用无人机搭载高光谱成像设备，可实现对不同类型农作物的快速识别与评价，提高农作物长势监测的效率与精度。

3.1.2 获取农作物病虫害信息

在调查农作物病虫害发生情况时，无人机遥感主要是利用无人机搭载的高光谱成像设备直接识别虫害。利用高光谱成像装置，可获得作物不同生育期的光谱特性[5]。然而，由于植被覆盖面积大，遥感图像复杂，采用传统方法难以识别。当前，主要利用像元二分法、最小距离法、决策树模型等方法对农作物病虫害信息进行提取。值得注意的是，无人机遥感技术应用于农作物病虫害信息提取时，还需综合多源信息（如地面调查、遥感图像等）进行综合分析与处理。

3.1.3 评定作物收获量

以往，主要根据地面调查资料估算作物收获量。这种估算方法主要依靠人员的经验进行判断，采用无人机遥感估算作物估产精度、可靠性较高，可实现快速、方便地估产。

例如，应用无人机遥感技术可以实现水稻产量的快速估算。第一，利用地面调查数据和遥感图像信息，

可实现水稻单产的快速估算。第二，利用无人机搭载的高光谱成像设备，可实现水稻产量的高精度测量。将两者相结合，既可实现作物单产的快速估算，又可提高作物估产的准确性与可靠性。可见，无人机遥感技术在农作物估产中的应用前景十分广阔。

3.2 无人机遥感技术在农业灾害调查中的应用实践——以某地为例

某地发生严重虫害，造成大量粮食减产。为更精确地估计灾情，当地农业部门进行了灾情调查。调查小组使用无人机遥感技术进入农田，对受害作物的类型、范围和损害情况做了详尽调查。在对农村进行访问的同时，调研小组也深入了解了灾区群众的困难和现实需要。通过对灾情进行全面的研究，得出了较为详尽的灾情概况，为有关部门在灾后重建中的决策提供了参考。此次普查不但为我国农业灾情评价工作提供了关键的资料支撑，而且显示出了我国农业部门在应对灾难方面快速响应与高效率工作的能力。

3.2.1 明确调查的范围和目标

在农业灾害调查中，先确定调查范围与调查对象，

对灾害发生区进行细致的分析。调查范围的确定综合考虑了灾情的地域分布、农作物的种类和分布、灾情的严重性。当地农业部门综合分析了各要素，以确定较为精确的调查范围，从而保证调查的全面性、实效性。在确定调查对象时，根据调查对象的具体情况，确定调查对象。这一过程涉及许多重要信息，如受影响的作物类型、生长周期、受灾程度等。对这些信息有了更深层次的认识后，为下一步灾害调查提供了强有力的数据支持[6]。

此外，明确调查的具体内容和目标，如对灾情的评估、成因的分析、防灾减灾的建议。主要内容包括查阅有关文献资料、了解当地农业生产状况、与有关部门及农户进行交流等。在此基础上，当地农业部门对受灾情况及受灾作物特征有了较为全面的认识，为下一步调查提供了有力的保证。

3.2.2 采集无人机遥感数据

随着无人机遥感技术的发展，农业灾情调查的重要性日益凸显。相对于传统的调查方式，无人机遥感具有操作简便、高效、经济等优势，可直接获取农作物的光谱、图像等重要信息。因此，利用无人机进行农业灾情调查非常必要。为了明确灾情，当地农业部门在第一时间便开始采集无人机遥感数据。

在获取无人机数据的过程中，首先要选择合适的无人机装备及传感器。在此基础上，当地农业部门根据调查对象及实际情况，选择合适的测量方法，以保证所测资料的质量与准确性。其次，为了保证无人机的稳定可靠，还对无人机进行了足够的标定与测试。在数据采集过程中，当地农业部门充分考虑了气象、光照等因素的影响，选择了适当的采集时机和采集条件，避免因外界因素而影响数据质量。为保证数据的完整性与一致性，工作人员结合地质情况制定了合理的数据收集计划。最后，当地农业部门对获取的无人机遥感数据进行了进一步的处理与分析，该过程包括数据预处理、特征提取、分类识别等环节，以便从中提取有价值的信息。

3.2.3 监测农作物长势

作物生长状况是影响农作物产量与品质的重要因素，也是评估灾情程度的重要基础。随着科学技术的发展，无人机遥感技术在农作物长势监测中发挥着越来越重要的作用[7]。无人驾驶无人机可在不同高度、不同角度拍摄农作物，获取农作物各生育时期的图像数据。通过对图像数据的处理与分析，可以提取出作物的叶面积指数、叶绿素含量等生长参数，以直观的方式反映作物的生长状况、生长状况等。

传统的监测手段耗费大量的人力和物力，而且所获得的监测数据也十分有限。无人机遥感技术具有快速、大面积、高精度等优点。当地农业部门利用无人机遥感监测农作物长势，及时发现作物生长过程中存在的营养不足、缺水、病害情况等问题，为农业灾害防治提供数据支撑。在此基础上，优化作物生长环境与管理措施，提升作物产量与品质，推动农业可持续发展。

3.2.4 病虫害普查

由于当地出现了严重的病虫害，严重影响了作物的生长发育和产量。因此，当地农业部门在病虫害调查中，应用无人机遥感技术，实现了对病虫害快速、准确的采集与分析。无人机遥感能够获取高分辨率的农作物图像和数据，这些图像和数据能够反映农作物的生长状况、叶色、病斑的分布情况，以便及时发现病虫害的发生状况。当地农业部门利用无人机遥感监测虫害，快速确定虫害发生范围及危害程度，为下一步防治提供数据支撑。在此基础上，工作人员有针对性地采取了防治措施，降低病虫害对作物的危害，提高作物产量与品质。

3.2.5 解释和分类遥感影像

遥感影像解译和分类环节主要依靠无人机遥感获取的图像数据，结合作物品种和生长期等特点对其进行精细处理。

针对不同的作物，需要选择合适的解译方法[8]。例如，某些农作物在生长过程中会出现一些特殊的光谱特征，这些特征可以被用于精确地鉴定。同时，不同生长期的农作物在遥感图像上呈现出不同的形态，这是制定分类标准的重要依据。在实际操作过程中，经常会碰到一些比较复杂、困难的情况。在此基础上，当地农业部门利用无人机搭载的高光谱成像设备，可获得更为精细、准确的作物遥感图像数据。高光谱图像可以提供丰富的光谱信息，帮助工作人员准确识别农作物的种类及长势。此外，在遥感影像解译和分类中，地面调查成果的应用也是一个重要环节。地面观测可直接观测农作物生长状况、病虫害等，为遥感影像解译提供有力的检验与支撑。

在这次检查中，地面调查结果表明部分农作物长势良好，还有一些区域的病虫害危害较轻，因此工作人员结合遥感影像资料，对该类作物进行分类，将其分为健康和异常两类，将异常区域圈出进行定点治疗，并对健康区域进行防控，有效控制了病虫害发展。

4 结束语

无人机遥感是一种新兴的农业灾害调查技术，能快速获取作物长势、病虫害等信息，为农业生产决策提供数据支持。同时，无人机遥感技术还可以在一定程度上弥补地面调查人员无法到达的地区，提高农业灾情调查的效率。在农业灾情调查中，应用无人机遥感技术可以快速获取灾情资料，减少人力、物力的投入与消耗。相关部门应加强无人机遥感技术在农业生产中的应用效果研究，不断提高我国农业生产效率与质量。

参考文献

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[4] 洪小丽，张语桐，王廷超，等.无人机遥感技术在农业中应用的发展对策研究[J].东北农业科学，2023，48（5）：140-144

[5] 黄权超.无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用探究[J].南方农业，2021，15（12）：94-95.

[6] 陶佳亮.无人机遥感技术在林业资源调查与监测中的应用探究[J].新农业，2023（1）：34-35.

[7] 杨志军，鱼海霞.无人机技术在水土保持监测中的应用[J].农业灾害研究，2021，11（1）：171-172.

[8] 彭要奇，肖颖欣，郑永军，等.无人机光谱成像技术在大田中的应用研究进展[J].光谱学与光谱分析，2020，40（5）：1356 -1361.

收稿日期：2024-01-10

作者简介：杨三萍（1988—），女，山西清徐人，助教，研究方向为遥感应用。