农用无人机的作用,农用无人机的前景


临近农机市场,农用无人机火热,飞防服务蓄势待发。携带药罐的无人机已经得到了广泛的认可,但同时农业遥感也是农业无人机的另一个潜在应用。遥感被认为是农用无人机的另一个潜在市场,那么农用无人机有哪些功能呢?前景如何?下面我们来看看。

农用无人机的作用

1.监测病虫害

病虫害是影响农作物产量的直接因素,是世界主要农业灾害之一。大规模的病虫害会给农业生产和国民经济造成损失。据粮农组织统计,病虫害造成的世界粮食产量损失占粮食总产量的20%以上。

利用遥感监测技术跟踪病虫害进展,有利于精准管理、及时发现和治疗、早期控制。原理是病虫害会引起作物叶片的细胞结构色素、水分、氮等性质的变化,从而引起反射光谱的变化。因此,从可见光到热红外,病虫害的反射光谱明显不同于正常作物。

在美国、澳大利亚等地,利用无人机进行遥感监测并不少见。比如美国就有无人机监测麦田锈病的案例,从中可以清楚地看到重灾区在哪里。也有人用无人机检查苜蓿地里的菟丝子(一种恶性寄生杂草,主要寄生在苜蓿等豆科作物上。紫花苜蓿的生长容易受到恶性杂草菟丝子的严重危害,经常导致紫花苜蓿植株成片死亡),从而在大规模爆发前提前预防灾害。

2.统计分析植株数量和成苗率

无人机测绘的另一个用途是统计植物的数量。相比人工计数耗时且只能采样,无人机统计更准确。

据报道,2016年6月,基于云计算的无人机软件和测绘解决方案提供商DroneDeploy、农业合作分析公司Aglytix和农业技术公司AgriSens合作提供作物的生长分析工具,通过统计作物的数量和作物占用的面积,分析当前作物是否正在长距离生长。

在2016年植物生长季期间,加州北部的一家私人农场邀请了一家第三方公司,将数万株番茄移植到农场的74英亩耕地上。为了避免公司不严格按照移植数量收费,私人农场工作人员利用AgriSens的无人机应用软件快速实现了数量统计。

此外,用户还可以利用无人机遥感测绘的软硬件技术,分析新培育植物的成苗率,以确定补植方案。

3.分析土壤属性

当今世界农业现代化国家都在倡导精准农业,要求在作物生长过程中根据土壤性质调整作物要素的投入,实现投入产出,利用各种农业资源改善环境,获得更好的经济效益和环境效益。

农业遥感作为一种空中监测技术,是提高农业准确性的有利手段。农业遥感监测主要针对农作物和土壤。在作物的可见-近红外光谱波段,反射率主要受作物色素、细胞结构和含水量的影响,特别是在可见-红色波段,在近红外波段具有较强的反射特性。它可用于监测作物生长、作物质量、作物病虫害等。土壤可见-近红外光谱整体反射率较低,在可见光谱波段主要受土壤有机质、氧化铁等呈色组分的影响。因此,土壤、农作物等地物固有的反射光谱特性是农业遥感的基础。

在精准农业中,有一个重要的概念叫做归一化差异植被指数。根据解释,归一化差异植被指数(NDVI)是反映作物生长和营养信息的重要参数之一。计算方法是近红外波段的反射率和红色b的反射率之差

美国一家专门分析土壤样本的精准农业服务公司HeartlandSoilServices正在尝试将无人机遥感制图的归一化差异植被指数(NDVI)图与土壤采样分析相结合,从而生成土壤营养元素图。这种结合了两者的方法,比原来的土壤取样分析方法(每两亩取一个样品)更细致、更准确。

4.自然灾害后作物受损评估

作物生长发育的全过程与气象密切相关,气候变化和灾害性天气直接影响粮食产量和农民收入,影响农业平稳较快发展。在不可避免的自然灾害发生后,遥感技术可以用来评估风暴和冰冻灾害后的损失。

农作物遭受冻害后,体内叶绿素活性会减弱,对近红外光和红光的敏感度降低,从而导致植被指数的变化。因此,植被指数差异分析主要是通过灾害发生前后植被指数的差异来判断灾情。

在暴雨灾害中,研究表明淹水后植被在可见光波段的反射增强,近红外波段的反射减弱。近红外波段和热波段的结合可以识别涝渍和健康的谷类作物。

在伊利诺伊州的强风和强降雨中,该州中部105英亩(613英亩)的谷物受到不同程度的损坏。无人机(UAV) AG公司利用无人机技术生成灾后评估报告,详细标出轻微受损区、中度受损区和严重受损区,并计算出各自的面积和比例,让农民直观了解灾后损失情况。

5.总览梯田概况,便于及时整改

梯田是在坡地上沿等高线修建的阶梯式农田。它是重要的水土保持措施,具有保水、保土、保肥的功能。修建梯田作为治理坡耕地的措施之一,可以通过减缓坡度、缩短坡长来改变坡面的小地形,进而有效控制坡耕地的水土流失。因此,及时获取梯田的动态指标,可以为梯田建设的评价、水土流失的防治和水土资源的合理利用提供科学依据。

利用遥感技术生成的高分辨率影像进行水土保持检测,有利于提取更详细的水土保持措施。利用无人机生成高程图,可以直观的看到梯田的整体布局,方便梯田管理者挖填,及时整改梯田和排水系统。

其实卫星遥感手段已经发展很久了,但是卫星容易受天气环境影响,轨道周期长。相比较而言,无人机更加灵活,易于部署。相信随着无人机平台、传感器和软件技术的进一步完善,未来无人机作为卫星等其他遥感平台的补充手段,可以帮助在农业方面构建更加完善的监测网络。

关于农用无人机的作用和前景,这里就给大家介绍一下。如果你想了解更多农业知识,请继续关注我们。

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