农业植保无人机的现状及产业发展探究

近年来,我国社会经济的发展与综合国力的提升极大地促进了农业的快速发展,农业植保领域开始广泛应用各种先进技术,如无人机等。无人机在农业植保领域具有很强的应用势头,但其应用涉及多方面。基于此,为促进植保无人机的应用,分析农业植保无人机的作用、面临的问题,提出了无人机在农业植保产业中的发展思路,以提高农业植保技术水平,促进农业产业化发展。     

植保无人机发展简况及应用

简要回顾了国内外植保无人机的发展过程,介绍了植保无人机的主要种类、性能及推广使用情况;分析了目前植保无人机在实际使用中存在的问题,针对植保无人机的优点和不足,为有效使用和推广植保无人机提出了建议;在加强产学研合作、科技创新及实际应用需求等方面,对植保无人机的发展进行了展望。     

植保工作在现代农业发展中的作用探讨

随着现代农业技术的快速发展,农业植保技术逐渐得到了推广与应用,在促进农业增产增收、减少农药和化肥等用量方面发挥着十分重要的作用。基于此,对农业植保工作的重要作用进行介绍,然后对现代农业中植保工作开展现状进行分析,最后对植保工作在现代农业发展中的应用要点进行详细探究,以期促进我国农产品市场竞争力的提升。     

浅谈农用植保无人机喷洒技术的应用

随着我国农业的不断发展进步,人们对农业的经营模式有了更高要求,农用植保无人机喷洒技术越来越受到重视。相较于传统的地面施药来说,无人机喷洒具有独特的优势。因此,介绍农用植保无人机喷洒技术的优势及制约发展的因素,分析无人机的技术研究及未来发展趋势,希望能够对无人机的发展提供一定帮助。     

“农业航空工程”专题导读

2017年4月22—24日，“国际工程科技发展战略高端论坛—农业航空技术”在北京召开，农业部农机化司李伟国司长在致辞中指出：农业航空技术是新兴的高端农业机械化技术，在现代农业生产中特别是航化作业、病虫害防治等方面发挥了越来越重要的作用。为全面、深入地了解中国农业航空行业的发展现状和趋势，反映行业面临的困难和问题，本刊特策划“农业航空工程”专题，共刊发8篇相关研究成果报道。 兰玉彬院士团队的研究综合分析了植保无人机旋翼风场分布特性、雾滴与无人机旋翼风场交互机理、雾滴沉降与飘移机理、雾滴与叶片表面的交互机理及雾滴分散和蒸发特性等国内外研究现状，并给出植保无人机施药技术的未来发展建议，对优化植保无人机结构、科学应用植保无人机、提高农药利用率、减少环境污染具有重要意义。杨宁等采用无人机获取了内蒙古河套灌区沙壕渠灌域内试验地的无人机多光谱遥感图像数据及不同深度的土壤盐分数据，使用3种光谱指数筛选方法，对比3种建模方法，模拟3个深度土层的土壤盐分分布，比较了传统光谱指数及引入红边波段的改进光谱指数在盐渍化建模方面的潜力，具有创新性和一定的学术价值。陈锋军等针对云杉计数问题给出了较为完整的基于航拍和机器视觉的解决方案，对YOLOv3的网络结构进行了有益探索和改进，解决了YOLOv3模型小样本训练过拟合问题和云杉特征丢失问题，提升了云杉计数的准确率，具有重要的研究意义和实用价值。王玉娜、陈晓凯等基于低空无人机平台和成像光谱仪获取陕西关中地区拔节期冬小麦高光谱影像，将无人机高光谱遥感应用于冬小麦氮素营养监测和叶面积指数估算，对降低监测成本、增强时效特性等具有一定新意和重要意义。陈日强等利用无人机载激光雷达采集苹果园的果树单木冠层信息，并评价空间分辨率对于果树单木树冠检测与提取的影响，具有一定的学术价值和实用性，对精准果园管理生产具有重要意义。杜蒙蒙等提出了一种基于多旋翼无人机与激光测距技术的农田地形测绘方法，在多旋翼无人机测绘平台上搭载激光测距模块与后处理动态差分全球定位系统设备获取激光测距值序列、PPK-GPS三维定位数据以及无人机的飞行姿态数据，综合激光测距、GPS数据进行高程测量，对农田微地形测量具有很好的实用价值。孔繁昌等以东北地区粳稻稻瘟病高光谱识别诊断为选题，运用多旋翼无人机载高光谱遥感技术获取健康、轻度、中度和重度等级水稻穗茎的冠层指数，利用随机森林的方法对光谱预处理变换数据、光谱曲线特征提取参数、植被指数组合进行建模，填补了无人机高光谱遥感监测大田穗颈瘟病和实验室穗颈瘟病光谱理论研究之间的研究空白。 本专题集中刊发的8 篇系列文章，分别来自华南农业大学、沈阳农业大学、西北农林科技大学、北京林业大学、河南理工大学、河南科技大学、东北农业大学等机构，源于国家自然科学基金、国家重点研发计划项目、广东省重点领域研发计划项目、广东省引进领军人才项目、中央高校基本科研业务项目、河南省高等学校重点科研计划项目等的研究成果，从理论综述、机理模型到实用技术，具有创新性、重要性、实用性等特点，对促进国内航空植保事业发展、农业航空技术全面推广应用、明确航空植保施药发展方向和未来智慧农业的发展与实现具有重要的理论和现实意义。     

中国农业航空植保产业技术创新发展战略

农业航空是现代农业的重要组成部分和反映农业现代化水平的重要标志之一。该文在分析中国农业现代化建设中对航空植保技术的需求及国内外航空植保发展现状的基础上,对中国航空植保产业体系进行了深入剖析。指出了制约中国农业航空植保产业发展的主要问题,包括现有农业航空政策法规体系不完善、配套核心科学技术研究不足、专业队伍人才匮乏、社会化服务体系不健全、与农业航空相适应的农田作业环境基础建设被忽略、制度上缺少支持农业航空发展的公益性安排等。并从提高航空植保作业适应性的多机型多作业方式、加大资金投入增强配套核心科学技术的攻关、以及出台有针对性的政策加强管理和规范等方面提出了大力推进中国农业航空植保产业快速健康发展的战略及对策建议。最后对未来3个五年计划内中国对航空植保技术的需求情况进行了预测。分析预测表明,中国农业航空产业是一个尚未真正启动的大产业,未来中国农业航空市场的需求将会有爆发性增长,拉动新增机型投入将达到465亿元以上。随着相关制度及配套核心技术的不断完善,中国农业航空产业必将得到健康、有序和高速发展,有利于实现农业病虫害统防统治,实现精准作业,极大地提速中国现代农业的进程。     

农用无人机避障技术的应用现状及展望

随着中国农业现代化稳步推进,农业生产对农业机械的需求日益增长,农用无人机因其广泛适用于地面机械难以耕作的农业区域,在实践推广应用中已表现出明显特点和优势。随着精准农业航空技术的进一步发展,实现障碍物的自主识别与实时避障是农用无人机智能化发展的必然趋势之一。然而,农田作业环境复杂、障碍物类型多变,实现农用无人机的实时避障仍任重道远。为提高航空植保作业的安全性,对农田环境中的障碍物进行了分类,并提出了作业视场的避障分区及各区避障策略。通过对比分析国内外农用无人机避障技术的应用现状及各类避障传感器,并剖析中国农用无人机避障问题中存在的不足,展望未来农用无人机避障技术的研究方向和研究热点。该文可为中国农用无人机避障技术的有序发展提供参考。     

新时期公共植保、绿色植保的发展与展望

"公共植保、绿色植保"建设,是新时期我国发展现代农业的需要,是我国构建新农村的需要,也是我国社会进步的实际需求。对于保障我国粮食安全、农产品质量安全以及农业生态有着重大作用。现代农业建设以及农产品质量安全大背景下,加强"公共植保、绿色植保"建设的研究意义重大。研究"公共植保、绿色植保"推广现状,针对出现问题提出解决策略,为我国在"公共植保、绿色植保"推广方面提供思路。     

信息化建设促进我国现代农业物流发展的措施探究

随着农业朝现代化方向发展,农业品运输对于农业的发展非常重要。但是当前,农业物流方面存在着众多问题,制约了农业的发展。而随着科技的飞速发展,尤其是信息化技术的发展,为现代农业物流带来了新的发展方向。基于此,以现代农业物流为研究对象,提出了当前我国现代农业物流发展中加强信息化建设的必要性,分析了当前农业物流发展中存在的问题,并探讨了加强信息化建设促进现代农业物流发展的具体措施。     

植保无人机旋翼风场模型与雾滴运动机理研究进展

近几年，植保无人机施药技术在中国获得广泛应用，并逐渐发展为国内主要植保技术之一。但由于对植保无人机施药技术基础理论研究不够深入，相关机理尚不明晰，且植保无人机作业平台的稳定性依然有待提高，导致国内植保无人机施药效果不够理想。深入研究植保无人机施药技术的基础理论，理论结合试验结果共同指导植保无人机田间施药是提高其施药效果的经典方法。该研究综述了植保无人机旋翼风场分布特性、雾滴与无人机旋翼风场交互机理、雾滴沉降与飘移机理、雾滴与叶片表面的交互机理及雾滴分散和蒸发特性等植保无人机施药技术基础理论及其模型构建情况的国内外研究现状，并结合其基础理论与模型构建的国内外研究现状，给出植保无人机施药技术的未来发展建议，以期为植保无人机施药技术的发展提供参考。     

植保无人机航空喷施作业有效喷幅的评定与试验

植保无人机有效喷幅宽度的准确评定是农业航空精准作业的前提,对其作业航线的规划及喷施作业质量的提升均有着重要意义。该文以不同参数的单旋翼植保无人机和多旋翼植保无人机为例,分别通过12架次不同飞行参数下的航空喷施试验及目前国内常用的雾滴密度判定法和50%有效沉积量判定法来评定植保无人机的有效喷幅宽度,并根据雾滴处理软件Deposit Scan对水敏纸等采集卡上的图像处理原理对不同评定方法进行了深入分析。结果表明:50%有效沉积量判定法更适于雾滴粒径相对较大的3WQF120-12型植保无人机有效喷幅宽度的评定,且评定的平均有效喷幅宽度为≥4.44 m;雾滴密度判定法更适于雾滴粒径相对较小的P-20型植保无人机有效喷幅宽度的评定,且评定的平均有效喷幅宽度为≥2.58 m;评定的有效喷幅结果与实际情况相符合。另外,由分析可知,由于当前图像处理技术的限制,不同粒径大小的雾滴斑点图像,软件Deposit Scan所产生的相对误差不同,因此,应根据植保无人机喷施雾滴粒径的范围选择合适的有效喷幅宽度评定方法。该结果为不同参数的植保无人机选择较优的有效喷幅评定方法提供了指导,降低了航空喷施作业的重喷率和漏喷率,提高了植保无人机航空喷施作业质量,可为植保无人机精准喷施作业的实施提供参考。     

植保无人机在玉米病虫害防治中的应用与推广

植保无人机具有灵活多变、高效安全等特点,在防治玉米病虫害上被广泛运用。基于此,对植保无人机应用于防治玉米病虫害的优势及目前应用中存在的问题加以分析,以此提出相关改进措施,从而确保植保无人机可以更好地应用于玉米病虫害防治中,提高对玉米病虫害的防治水平。     

植保无人机在蔗田化学除草上的应用效果探索

甘蔗是我国重要的经济作物,在国民经济中具有重要作用。甘蔗作为重要的糖料作物,当前的种植规模也较大,为提高甘蔗种植水平,利用无人机开展蔗田杂草防除工作具有重要的现实意义。对植保无人机的具体应用情况进行研究,探讨在蔗田杂草化学防治过程中,植保无人机的施药安全性及不同化学药剂的除草效果,掌握植保无人机在蔗田化学除草过程中的化学药剂,为植保无人机在甘蔗田除草作业中的有效应用奠定基础。     

植保工作在现代农业发展中的作用分析

植保工作在现代农业发展中的作用不可忽视,不仅能够为当代农业保驾护航,还能防止有害生物传播,净化市场环境。因此,农业种植过程中,种植人员与技术人员应该明确植保工作的作用,并按照相关规定,严格落实植保工作的每个环节,以此保障农业的产量和质量,促进我国农业的可持续发展。     

浅议乡镇农技推广体系的建设和发展

随着改革开放的进行,我国农业得到了较快的发展,并取得了一定的成绩,但现阶段还存在某些问题,很大程度上影响着农业生产量的发展。农业技术推广体系是现代农业科技的重要组成部分,对于我国现代农业发展、农业方式的转变具有非常重要的作用。为了适应现代农业发展的需求,需要不断加强农业技术推广体系建设,加快其现代发展,这对于保障我国农业技术推广工作的顺利进行有着非常重要的意义。     

基于R树空间索引的植保无人机与植保作业匹配算法

为了充分保障植保作业的科学分配和植保无人机资源的合理配置,设计了一套高效的植保无人机植保作业匹配算法,为用户提供无人机与植保作业的快速匹配。为适应植保作业的并发性、时效性和准确性要求高的特点,该算法基于R树空间索引技术设计,实现了植保作业的区域查询功能与智能化无人机植保作业推荐功能。无人机植保作业匹配算法允许用户在地图上搜索任意矩形范围内的植保作业,也可以根据植保无人机用户当前位置和用户偏好推荐最佳的植保作业。该文在植保无人机作业匹配算法基础之上实现了植保无人机租赁与智能化调度系统,系统测试与分析表明,基于R树的无人机植保作业匹配算法具有较高的灵活性、准确性、高效性和动态性等优势,单次R树查询服务器响应时间低于1 ms,能够实现高效且精确合理的植保作业查询与匹配。     

加快农业信息化建设推进云南现代农业发展

加强农业信息化建设是发展现代农业的重要内容,农业信息化是现代农业的重要标志。云南省农业信息化工作在十一五期间取得了一定成绩,但还存在一些问题,在十二五时期,要完成既定目标必须采取相应的对策。     

农业植保机械技术应用现状及对策探究

农业机械化作为农业现代化的特征之一,是发展现代化农业的必然要求,但是我国的农业植保机械技术和发达国家相比较为落后。基于此,分析我国农业植保机械技术的应用现状和发展中存在的问题,提出加强农业植保机械技术应用效果的相关措施。     

植保无人机低空低量施药雾滴沉积飘移分布立体测试方法

随着植保无人机在中国的广泛使用,植保无人机的沉积分布均匀性与雾滴飘移流失也引起各方面的重视。目前,针对植保无人机施药雾滴沉积飘移的测试方法较少,且着重于从沉积或飘移中某一方面分析植保无人机雾滴沉积飘移规律,未对作业中全方位的雾滴的沉积飘失规律进行系统测试。该文基于国际标准ISO22866和ISO24253建了1套针对低空低量植保无人机的立体测试方法,分别在地面布置沉积和飘移收集器,在空中架设立体沉积和空中飘移收集器,结合航拍影像所获取的植保无人机准确作业参数,对4个型号植保无人机分别搭载德国Lechler公司的IDK120-015和TR80-0067喷头进行了测试,系统分析了无人机周边的总沉积以验证方法准确性,计算了总地面沉降以表征可利用部分和空中耗散以评估环境风险。结果表明,各植保无人机地面沉积率在53.6%~76.6%,地面飘移率最高17.4%,空中飘移率可高达14.7%;该测试系统可收集62.4%~101.7%无人机喷洒出的雾滴。测试的4种植保无人机在搭载IDK喷头后均明显降低了雾滴飘移,但也同时降低地面沉积率;各植保无人机在搭载2种喷头时沉积规律不同,不同植保无人机设计需要选择不同喷头。该测试方法能够有效的收集并分析植保无人机在作业区域的雾滴立体分布状态,可为植保无人机综合评估提供新的参考依据。     

现代农业中的农业标准化推进模式探讨

农业标准化是传统农业向现代农业发展的一个重要标志。本文阐述了我国农业标准化推进模式的现状及存在问题,并提出了加快我国农业标准化体系建设的对策。