無人機技術(shù)迎來了精確農(nóng)業(yè)革命的下一個階段,幫助種植者最大限度地提高產(chǎn)量、節(jié)省資金。
無人機技術(shù)在農(nóng)業(yè)中主要的優(yōu)點是:能夠輕松快速地成像,在短短幾個小時內(nèi)即可得到顯示作物相對狀況的地圖。
對田間監(jiān)測的改進
使用無人機對農(nóng)田基本情況進行監(jiān)測是對田間監(jiān)測手段的重大改進,這也是無人機技術(shù)應用的主要驅(qū)動力。傳統(tǒng)上,農(nóng)民是通過步行穿過田地來檢查作物狀況的。這件工作既熱又費時,而且很難檢查到每株作物的情況,即使是一小片田地也很容易漏掉發(fā)生問題的區(qū)域。
隨著無人機應用于農(nóng)業(yè),現(xiàn)在進行作物監(jiān)測,只需要利用無人駕駛飛機收集整片農(nóng)田的近紅外圖像,上傳圖像到云數(shù)據(jù)處理服務器,在幾個小時內(nèi)就可以收到顯示作物相對狀況的地圖?,F(xiàn)在利用作物監(jiān)測,足不出戶即可鎖定需要評估的特定區(qū)域。
利用Agribotix無人駕駛飛機收集的近紅外圖像計算生成的植被指數(shù)偽色圖
遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應用
航空和衛(wèi)星成像技術(shù)已經(jīng)在農(nóng)業(yè)中應用了數(shù)十年,但是依然不成熟。漫長的衛(wèi)星重復周期、昂貴的圖像采集費用和不易操作的軟件工具,這些都妨礙了遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)的應用。但是,情況正在發(fā)生改變。隨著低成本易操作的無人駕駛飛機和云計算的出現(xiàn),衛(wèi)星遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應用終于得以實現(xiàn)。
一些公司,如Agribotix,正在向全球農(nóng)業(yè)市場提供新的技術(shù),從云計算和開源軟件到機器人和航空系統(tǒng)。綜合應用這些技術(shù),能夠使企業(yè)迅速地將價格合理的新產(chǎn)品投放到市場中。
多旋翼無人機的優(yōu)點
縱觀技術(shù)創(chuàng)新,多旋翼無人機在農(nóng)業(yè)中的應用大有發(fā)展。與固定翼無人機相比,多旋翼無人機有以下三大優(yōu)勢:
1.精準起降,這對固定翼無人機來說是一個挑戰(zhàn);
2.強風中的穩(wěn)定性更佳;
3.飛行更精確。飛行線路是筆直的,且在飛行線路之間的過渡是平滑的。
僅在一年前,傳統(tǒng)的觀點依然認為,多旋翼無人機沒有能力覆蓋大型的農(nóng)田。然而,隨著電池技術(shù)和航空電子設(shè)備的快速發(fā)展,現(xiàn)在多旋翼飛機的續(xù)航能力已與固定翼飛機無異。多旋翼無人機現(xiàn)在可以僅使用一組電池,輕松地飛越160英畝,相當于一個中心支點灌溉系統(tǒng)農(nóng)田面積的四分之一。
無人駕駛飛機擁有獨特的數(shù)據(jù)收集能力,例如低空飛行使探測器距離目標僅幾米的距離。這些能力使得新的應用不斷涌現(xiàn)。通過使用多旋翼無人機低空飛過農(nóng)田,農(nóng)業(yè)種植者和作物顧問能夠以前所未有的空間分辨率獲取作物生長圖像。結(jié)合高分辨率圖像數(shù)據(jù)和云計算及尖端機器視覺算法,新應用可以帶來相當?shù)慕?jīng)濟回報,而且這些應用在變得越來越便宜及容易操作。
農(nóng)業(yè)無人機技術(shù)應用的一個很好的例子是作物量統(tǒng)計:在生長季初期統(tǒng)計作物量,使種植者能夠做出明智的管理決策。在2015年北美生長期初期,玉米帶大部分地區(qū)遭遇寒流和陰雨天氣,影響了玉米種子發(fā)芽和出苗情況。及時掌握近期播種土地的作物統(tǒng)計信息對于農(nóng)業(yè)經(jīng)營者是非常寶貴的,這些信息能夠回答以下關(guān)鍵問題:
?是否應該補種部分作物?
?是否需要修改播種機設(shè)置?
?是否存在漏種或重復播種?
?是否達到目標播種量?
利用新的計算機視覺算法分析無人機采集的高分辨率圖像,可以查看近期發(fā)芽的單株玉米的情況。計算機系統(tǒng)可以通過分析外形來識別單株玉米,這在傳統(tǒng)的遙感應用中是從未達到過的。利用多光譜和高光譜單像素分析來鑒定植株,高空間分辨率的單位像元對應的地面面積大小可達到分米級。
無人機在15米高度飛過德克薩斯Corpus Christi新出苗的玉米田,檢測到的作物用綠色高亮顯示
隨著無人機遙感技術(shù)的應用,地球影像技術(shù)將在各個行業(yè)中有令人激動的應用。在農(nóng)業(yè)中,利用云計算和新的機器視覺算法,無人駕駛飛機正在降低種植者的成本,提高產(chǎn)量。而更多新的無人機應用正令人拭目以待。
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