我国农业无人机航空植保技术现状与发展趋势分析

无人机航空植保技术是一种现代化的施药方式,适合复杂地形和小面积作业,在我国南方水田、丘陵山地等地有着较好应用前景.但目前,我国无人航空植保技术的研究还处于初级阶段.本文在介绍国外无人机航空植保技术现状的基础上,分析了我国无人机航空植保技术的发展水平及存在的问题,并提出无人机植保施药技术的发展方向与技术需求,仅供参考.     

美国密西西比三角洲农业航空和精准农业技术研发现状、展望与启示

作物生产管理已经进入智慧农业阶段。智慧农业是由最先进的农业信息技术、智能装备以及大量的数据资源所驱动的先进农业科技理念。智慧农业继承了精准农业概念,把农业生产管理由机械化和信息化提高到高度自动化和智能化的农业生产管理。精准农业从上世纪八十年代的粗略监测发展到本世纪10年代的详细监测和控制。在精准农业的发展过程中,农业航空在作物保护和肥料施用方面起到了关键的作用。而在作物保护和肥料精准施用方面,基于全球导航产生的带有空间信息遥感数据配方图是至关重要的。随着现代化农业的发展,农业航空会因更有效的土壤和植物健康监测和更加快速的机电系统响应,在推进精准农业实际应用上显得越发重要。本文具体从美国最重要的农业地区之一密西西比三角洲出发,总体介绍了农业航空在精准农业向智慧农业迈进过程中的状况。重点介绍了美国农业部在密西西比三角洲地区在航空应用技术和低空遥感方面的研发工作;为发展新一代精准农业和智慧农业,进一步研发农业航空技术的问题、挑战和机会进行了讨论;最后提出了中国发展智慧农业建议。     

中国农业航空施药技术研究进展与展望

农业航空施药是实现国家生态安全和粮食安全的有效保障。对中国农业航空施药技术的研究现状进行了梳理和总结,分别从农用航空机型、航空施药关键技术、航空施药配套装备与技术等方面进行了阐述;通过与发达国家航空施药现状的比较分析,展望了中国农业航空施药的发展前景,以期为国内科研机构、企业的科学研究与发展提供参考。     

现代农业中的航空施药技术

通过研究美国、日本等发达国家航空施药技术的发展特点,结合我国农业和农村特点,阐明了各种航空施药技术在我国不同的农业自然条件、农业经营规模和农业栽培模式下具有不同的发展需求、条件与前景.     

精准施药技术现状分析

在分析精准施药技术重要性的基础上,从信息获取方式、喷雾技术和控制系统3个环节对国内外精准施药技术进行了分析。首先,详细阐述了基于实时传感器和基于地理信息技术的信息获取方式;其次,分析了风送液力式喷雾技术、静电式喷雾技术、超低量和低量喷雾技术和仿形喷雾技术;最后对控制系统进行了阐述和分析,旨在为我国精准施药技术的发展提供借鉴。     

农业航空植保技术现状

农业是人类赖以生存和发展的基础,是一切生产的首要条件,农业机械是农业现代化的重要内容。欧美等国自19世纪中叶,人们开始在农业生产上广泛使用畜力牵引的简单的农业机械。至20世纪初开始采用以内燃机为动力的拖拉机,开始逐步代替牲畜的农业机械。20世纪20年代,美国开始采用飞机喷洒农药,从而开创了农业航空的历史。随着航空技术及数字信息技术的发展,现代农业航空技术已成为农业现代化的显著特征和标志之一。     

精准施药技术研究进展与对策

简述了当前国内外精准施药技术的主要组成部分——自动对靶喷雾技术，以地理信息技术和实时信息与采集2种系统为例，概括了国内外自动对靶喷雾技术的研究现状。并且根据我国国情提出了我国应该加大对精准施药技术研究资金投入，迫切需要技术和人才储备。     

航空植保自动计量系统的设计与开发

航空植保自动计量系统为监督、规范农业航空植保市场提供了有力保障。系统包括机载终端、数据管理及服务平台,通过监测多个指标来确保数据获取的准确性;开发了数据库访问中间件,提高了系统的可扩展性和可靠性;采用多指标约束的架次面积统计方法,提高了统计结果的真实性与可靠性;采用了缓存机制提高了系统的访问速度与稳定性;采用本地存储、云存储结合的方式确保数据的可靠性。试验结果表明:系统计量结果与实际数据误差在可控范围内。2015年,系统在全国多个省市进行了示范性应用,监管植保作业面积7.3万hm2多,作业里程2万km多,起落架次2 158次,系统稳定性高,统计结果较为准确,软件操作简单、明了,具有较大的推广价值。     

我国航空植保技术的发展前景

介绍了国际上先进的、具有代表性的农业航空及航空植保技术的现状,以及我国目前植保机械及航空植保使用现状,提出了我国航空植保技术发展的一些想法。     

精准农业的信息获取技术

介绍了田间信息采集技术的研究概况以及在精准农业生产和农机工程中的应用。对全球定位系统GPS，遥感系统RS、联合收割机测产系统、土壤养分测量和杂草自动识别技术在精准农业体系中作为信息获取手段的研究，开发与应用情况进行了综述，并指出应用近、中红外分析技术进行土壤养分快速测量的方法将是我国土壤数字化研究的新的途径之一。     

GPS技术及其在农业工程中的应用

作为精确农业主要支撑技术之一的GPS技术正在农业工程领域中得到逐步广泛应用。综述了GPS的概念、主要组成部分、工作原理和主要特点，及其在精确灌溉、农业机械无人驾驶与导航的应用；利用GPS技术在农业生产过程中还可以做到定位精确、定量精确和定时精确。     

法国的精确农业研究及应用现状

通过对法国家庭农场、农业机械水平、农机工业企业和相关教学与科研机构的实地考察，结合有关精确农业的国际学术会议内容，在参阅大量资料的基础上，较全面地介绍了精确农业在法国产生的背景条件、研究内容、最新动脉及应用现状。     

决策支持系统在精准农业和温室工程中的运用及前景

综述了决策支持系统在发展我国精准农业和温室工程中的地位，及目前国内外决策支持系统的发展和运用现状，进一步提出现阶段我国开展温室生产管理智能决策支持系统研究的若干方法，并展望了决策支持系统在我国发展精准农业和智能温室工程中的应用前景。     

决策支持系统在精准农业和温室工程中的运用及前景

综述了决策支持系统在发展我国精准农业和温室工程中的地位,及目前国内外决策支持系统的发展和运用现状,进一步提出现阶段我国开展温室生产管理智能决策支持系统研究的若干方法,并展望了决策支持系统在我国发展精准农业和智能温室工程中的应用前景.     

精确农业管理系统可变量技术研究现状与发展

介绍了精确农业管理系统的重要组成部分——可变量技术，以喷头为例，概括了近年来一些发达国家在可变量喷头方面的研究现状，分析了可变量技术组成，并介绍了几种典型的可变量应用系统。     

浅谈稀土在农业生产中的应用

概括了稀土在农业应用中的发展概况,综述了稀土对作物种子、生长和品质的影响,介绍了稀土农膜、饲料添加剂等新技术,提出了稀土在农业应用中的发展前景。     

基于现场总线技术的农业机械控制系统研究

探讨了CAN总线在智能农业机械上应用的可行性,确定了基于ISO11783的应用层通信协议的制定策略和具体方法。开发了应用于在线测产和变量施肥的CAN总线控制系统,并对提高系统可靠性措施进行了探讨。实验测试结果表明,总线控制系统运行稳定,满足了精准农业实时数据采集与控制的要求。     

气力技术在农业工程中的应用

气力技术包括气力传动和控制,在农业工程领域的应用越来越广,如谷物清选、粮食干燥、农业物料输送、作物播种、农作物收获、水稻抛秧作业和畜牧业等。对于室内农业机具作业,气力技术的应用已比较普遍;对于室外作业的农机具,使用气力技术需要解决气源动力和气源部属总质量的问题。