当今(jīn)无人机飞防服务势头(tóu)正劲,载着药罐的无人机已经得到广(guǎng)泛认可,但与此同(tóng)时(shí),农用无人(rén)机(jī)的(de)另一个潜在(zài)应用也不容(róng)忽视——农业遥感。遥感被认为是农用无人机的另一(yī)个潜在市场,随着(zhe)精准农业步伐的加(jiā)快,遥(yáo)感代表着农用无人机的另一(yī)个广阔未来。
1、监测病虫害
病虫(chóng)害(hài)是影响作物产量的直接因(yīn)素,是世界各(gè)国的主要农业灾害之一。大规模的(de)病虫害会给农业生产和(hé)国民经济造成巨大损失。据联合国粮(liáng)农组织统计,世界粮食产量因病(bìng)虫害造成的(de)损失占粮食(shí)总产量的20%以(yǐ)上。
利用(yòng)遥感监测技术跟追病虫害进(jìn)展(zhǎn)情况(kuàng),有(yǒu)利于展开精准治理工作,做到及(jí)时发现、及时(shí)处理,也有(yǒu)利于(yú)早期防治。其原理是,病(bìng)虫害会(huì)造成作物叶(yè)片(piàn)细胞结构色素、水分、氮元素等性质发生(shēng)变化,从而引(yǐn)起(qǐ)反射光谱的变化,所以病(bìng)虫害作(zuò)物的反射光谱和正常作物可(kě)见光(guāng)到热红外波段的(de)反射光谱有明显差异。
在(zài)美国(guó)、澳大利亚等地(dì),用无人机遥(yáo)感监测并不罕见(jiàn)。比如,美国有种植户用无人机监测的麦田(tián)锈(xiù)病情况(kuàng),从中可(kě)以明显看出哪里是重灾(zāi)区。也有人用无人机查看苜蓿(xu)地里的菟丝子(一种恶性寄生性杂草,主要寄(jì)生于(yú)苜蓿(xu)等豆科作物,苜蓿生(shēng)长易受(shòu)到恶性杂(zá)草菟(tú)丝(sī)子的严重危害,常造成苜蓿植株成片(piàn)死亡(wáng)),从而能在灾害大规(guī)模爆发前做到提早预防。
2、统计分(fèn)析(xī)植(zhí)株数量(liàng)和成苗率
无人机遥感测绘的另一个用途(tú)是统计植株数量。相比于耗时(shí)且只能抽(chōu)样调查(chá)的手动计(jì)数,无人机统(tǒng)计更(gèng)加全面,准确性(xìng)更(gèng)高。
据报道(dào),2016年6月,基于云(yún)计算的无人机软(ruǎn)件和制图解决(jué)方案供应商Drone Deploy、农业合作分析公(gōng)司Aglytix和农业技术公司(sī)AgriSens合(hé)作,为农作物(wù)提供生长分析工具(jù),通(tōng)过农作物数量统(tǒng)计、农作物占地(dì)面积来分析当(dāng)前农作物(wù)是否为最佳生长距离(lí)。
在2016年的(de)植物生长季,加利(lì)福尼亚(yà)北部的一家私人农场请(qǐng)来第(dì)三方公司为农场74英亩的耕地移植了数万(wàn)番茄(qié)植株(zhū)。为了避(bì)免该公司没有(yǒu)严(yán)格按照移植数量收(shōu)费,私人农场工作人员利用AgriSens公司的无人机应用软件快速实(shí)现了数量统计。
除此之外,用户也可以借(jiè)助(zhù)无人机遥感测(cè)绘(huì)的硬(yìng)件和软件技术(shù),分析(xī)新栽培植株的(de)成(chéng)苗率,以确定重新栽种方案。
3.分析(xī)土壤属性
当今,世界农(nóng)业现代化大国都在提倡精准农业,要(yào)求根据土壤性状(zhuàng),在作物生长过程中调节对作物的要素(sù)投入,以最低的投入达(dá)到最高的(de)产(chǎn)出(chū),并高效利用各类农业资源,改善环境,取得较好的经济效益(yì)和(hé)环境(jìng)效益(yì)。
作为空中监测技术,农业遥感是推动农业走向精准化的有利手段。农业遥(yáo)感监(jiān)测主要(yào)以作物、土壤为对象。作(zuò)物(wù)在可见(jiàn)光-近红外光谱波段中,反射率(lǜ)主要受到作物色素、细胞结构和含水率的影响,特别是在可见光红光波段有很强吸收波段,在近红(hóng)外波(bō)段有很强的反射特性,可以被(bèi)用来进(jìn)行作物长势(shì)、作(zuò)物品质、作物病虫害等方面(miàn)的监测。土壤可见-近红外光谱总体反射率相对(duì)较低,在可(kě)见光(guāng)谱波段主(zhǔ)要受(shòu)到土壤有机(jī)质、氧化铁等赋色成分的影(yǐng)响。因此,土(tǔ)壤、作(zuò)物等地(dì)物固(gù)有的反射(shè)光谱特性(xìng)是(shì)农业遥感(gǎn)的基础(chǔ)。
在(zài)精准农业中,有一个重要(yào)的概(gài)念(niàn)叫做(zuò)归一化(huà)植(zhí)被指数。根据专(zhuān)业(yè)解(jiě)释,归(guī)一化植被(bèi)指数(shù)是反映农作物长势和营(yíng)养信息的重要参数之一(yī),计算(suàn)方式是近红外(wài)波段(duàn)的反(fǎn)射(shè)值与红光波段的反射值之差比上两者(zhě)之和。归一化(huà)植被(bèi)指数(shù)可以为改善作物(wù)健康提供(gòng)参考依据,比如告诉你(nǐ)农(nóng)田是(shì)否需要额外施肥。
4.自然(rán)灾(zāi)害后作(zuò)物受损评估
农作物的整个生长(zhǎng)发育过程与气象(xiàng)息息相关,气候变化和(hé)灾害性(xìng)天气是(shì)直(zhí)接(jiē)影响粮食生产和农民增(zēng)收,影(yǐng)响农业的平稳快(kuài)速(sù)发展。不可避免的自然灾(zāi)害发(fā)生后,遥感技术可以用于评估暴风雨和(hé)冷冻灾害(hài)后(hòu)受损情况。
作物(wù)遭受冷(lěng)冻害后,体内叶绿素活性会减弱(ruò),对近红外(wài)光和红光的(de)敏(mǐn)感度下降会导(dǎo)致植被指数发生变(biàn)化,因此植被指数差异分析主要是通过受灾(zāi)前后植(zhí)被指(zhǐ)数的(de)差(chà)值来(lái)判(pàn)断受灾(zāi)情况。
在暴风雨灾害中,研究表明(míng),水浸后的植被可见(jiàn)光波段反射(shè)增强,近红外波段减弱。且近红外波段和热波(bō)段的(de)组合可以识别(bié)水浸和健康(kāng)谷类作物。
在(zài)伊利诺伊州的(de)一场强风(fēng)和强降(jiàng)雨天气中,该州中(zhōng)部地区(qū)105英亩(mǔ)(613亩)的谷物(wù)发(fā)生(shēng)不同程(chéng)度(dù)损害。无人(rén)机服务Overhead Ag公司利用无人机技术(shù)生成(chéng)灾后评估报告(gào),详细标出了轻(qīng)微受损区、中度受损和重度(dù)受损区,并且计算出了(le)各自(zì)面(miàn)积和(hé)所占比例,让(ràng)农户(hù)可以直观了解(jiě)灾(zāi)后(hòu)损失情况(kuàng)。
5.总览梯田概况,便于及时整改
梯田是(shì)在坡地上沿(yán)等(děng)高线分段建造(zào)的(de)阶梯式农田,其是一种重要的水土保持措施,具有保水、保土、保(bǎo)肥的(de)作用(yòng)。作(zuò)为坡耕地(dì)治(zhì)理措施(shī)的一种,修建梯田可以通(tōng)过(guò)减(jiǎn)缓地形坡度、缩短坡长(zhǎng)来改(gǎi)变坡(pō)面的小地形,进而有效(xiào)治(zhì)理坡耕地水土流失。所以,及时获得梯田的动态指标(biāo),可以为梯(tī)田(tián)建设成效评价、水土流失(shī)防止、水土资源合理利用等提供科学(xué)依(yī)据。
利用遥感(gǎn)技术生成的高分辨率影像(xiàng)对水土保持进行检测,有利于提取更详尽(jìn)的(de)水土保持措施(shī)。利用无(wú)人机生成(chéng)高程图可以直观看(kàn)到梯(tī)田的整体布(bù)局,便于(yú)梯(tī)田管理者随挖随填,及时(shí)整改阶地和排水系统。
其实卫星遥感(gǎn)手段已经发(fā)展已久,但卫星易受到(dào)天(tiān)气(qì)环境影响,且轨道周期较长。比较而言,无人机灵(líng)活性(xìng)更强、易部署。相信(xìn)随(suí)着无(wú)人机平台、传感(gǎn)器和软件技术的进一步提升,未来无人机作为卫星(xīng)等其他遥感平台(tái)的补充手段,可以帮助在(zài)农业构建起更加(jiā)完整的监测网(wǎng)。源自:宇(yǔ)辰网无人机资讯
注(zhù):本文部分信息参考自文(wén)献《农业遥(yáo)感研究(jiū)现(xiàn)状与展望》、文(wén)献《基于纹理的高分遥感(gǎn)提取可行(háng)性(xìng)探(tàn)索》、文献《基于遥感抽样的农(nóng)作物灾害损失评估方法》和国外网站DroneDeploy等。

咨(zī)询航(háng)拍服务可加(jiā)昆明俊鹰(yīng)无人(rén)机(jī)飞控手老鹰的微信(xìn)laoyingfly |