当今无人机飞防服务势头正(zhèng)劲,载(zǎi)着药罐的无人机已经得到广泛认可,但(dàn)与此同时,农(nóng)用无人(rén)机的另一(yī)个潜(qián)在应用也不容忽视——农(nóng)业遥感。遥感被(bèi)认为是(shì)农用无人机的另(lìng)一个潜在市场,随着精准(zhǔn)农业步伐的加快(kuài),遥感代表着农用无人机的另一个广阔未(wèi)来。
1、监测病虫害(hài)
病虫害是影响作物产量的(de)直接因素,是世界各国(guó)的主(zhǔ)要农业灾害之一(yī)。大规(guī)模(mó)的病虫害会给农业生产和国民经济造成巨(jù)大损失(shī)。据联(lián)合国粮农组织统计,世界粮食产量因病虫害造成的(de)损失占粮食总产(chǎn)量的20%以上。
利用遥感监测技术跟追病虫害进展情况,有利于展(zhǎn)开精准治理工作,做(zuò)到及时发(fā)现(xiàn)、及时处理,也有利于早期防治(zhì)。其原理(lǐ)是,病虫害会造成作物(wù)叶片细胞结构色素、水分、氮元素等(děng)性质发生变化,从而引起(qǐ)反(fǎn)射光谱的变化(huà),所以病虫害作物的反射光谱和正常作物可(kě)见光到热红外波段的(de)反射光谱有明(míng)显差异。
在美国(guó)、澳大(dà)利亚等地,用无人机遥感监测(cè)并不罕见。比如,美国有种植户用无人机监测(cè)的麦田锈病情况,从中可以明显看出哪(nǎ)里(lǐ)是重灾区。也有(yǒu)人用无人机查看苜(mù)蓿(xu)地里的(de)菟(tú)丝子(一种恶性寄生性杂草,主要(yào)寄(jì)生(shēng)于(yú)苜蓿(xu)等豆科作物,苜蓿生长易受到(dào)恶性杂草菟丝子的严(yán)重危害(hài),常造成苜蓿植(zhí)株成片死亡),从而能在灾(zāi)害大规模爆发(fā)前做(zuò)到提(tí)早预防。
2、统计分析植株数量(liàng)和成苗(miáo)率
无(wú)人机(jī)遥感测绘的另一个用途是统计植株数量(liàng)。相比于耗时且只能抽样调查的手(shǒu)动计(jì)数,无人机统计更加全面,准确性(xìng)更高(gāo)。
据报(bào)道,2016年(nián)6月,基于(yú)云计算的无人机软(ruǎn)件和制图解决方案供应商Drone Deploy、农业(yè)合作分析公(gōng)司Aglytix和农(nóng)业技(jì)术公司AgriSens合(hé)作,为(wéi)农作物提供生(shēng)长分析工具,通过农作物数(shù)量统计(jì)、农作物占地面(miàn)积来分析当前农(nóng)作物(wù)是否为最佳(jiā)生长距离。
在2016年的植(zhí)物生长季,加利福尼亚北部的(de)一家(jiā)私人农(nóng)场请(qǐng)来第三方公司为农场74英亩的(de)耕地移植(zhí)了数万番茄植株(zhū)。为了避免该公司没有严格按照移植(zhí)数量(liàng)收费,私(sī)人农场工作人员利用AgriSens公司的无人机应用软(ruǎn)件(jiàn)快速实现(xiàn)了数量统计。
除此之外(wài),用(yòng)户也可以借助无人机遥感测(cè)绘(huì)的硬件和软件(jiàn)技术,分析新(xīn)栽培植(zhí)株的成苗(miáo)率,以(yǐ)确定重新栽种方(fāng)案。
3.分析(xī)土壤属性
当(dāng)今,世界农(nóng)业(yè)现代化大国都在提倡精准农业,要求根据土壤性状,在(zài)作物(wù)生长过程中调节对作(zuò)物的要素投入(rù),以最低(dī)的投入达(dá)到最高的产出,并高效利用各类农业资源,改善环境,取得(dé)较好(hǎo)的经济效(xiào)益(yì)和环境效(xiào)益。
作为(wéi)空中监测技(jì)术,农业遥感是推动(dòng)农业走(zǒu)向(xiàng)精准化(huà)的有利手段。农业(yè)遥感监测主要(yào)以作(zuò)物(wù)、土壤为对象。作物在(zài)可见光(guāng)-近红外光(guāng)谱波段(duàn)中(zhōng),反射(shè)率主要(yào)受到作物色素、细胞结构和含水率(lǜ)的影响,特别是在可见光红光波段有很强吸收(shōu)波段,在近红外波段有(yǒu)很强(qiáng)的反射(shè)特性,可以被用来进(jìn)行作物长势、作物品质、作物病虫害等方(fāng)面(miàn)的(de)监(jiān)测。土壤可见-近红外光谱总体反射率相对较低,在可见(jiàn)光谱波段主要受到土壤有机质(zhì)、氧化铁等赋(fù)色成分的(de)影响。因此,土壤、作物(wù)等地(dì)物固(gù)有(yǒu)的反射光谱特性是(shì)农业遥感的基础。
在(zài)精准(zhǔn)农业中,有一个重要(yào)的概念叫做归一化植(zhí)被指数。根据专业解(jiě)释,归一(yī)化植被指数是反映农作物长势和营养信息的重(chóng)要(yào)参数之一,计算方(fāng)式是近红外波段的反射值与(yǔ)红光波(bō)段的(de)反(fǎn)射值(zhí)之(zhī)差比上两者之(zhī)和。归(guī)一化植被指数可以为改善作物健康(kāng)提供(gòng)参考依据,比如(rú)告诉你农田是否需(xū)要额外施肥。
4.自然(rán)灾害后作物受损评(píng)估
农作物(wù)的整(zhěng)个生长(zhǎng)发育过(guò)程与气象息息相关,气候变化和灾害(hài)性天气是直接影(yǐng)响粮食生产和农民增收,影(yǐng)响(xiǎng)农业的平(píng)稳快速发展。不可避免的自然灾(zāi)害发生(shēng)后,遥感技(jì)术可以用(yòng)于评估暴风雨和冷冻灾害后受损情况(kuàng)。
作物(wù)遭受冷冻害(hài)后(hòu),体内叶绿(lǜ)素活性会减(jiǎn)弱,对近红外光(guāng)和红光的敏感度下降会导致植被指数发生变化,因此植被指数差异(yì)分析主要是(shì)通(tōng)过受灾前后(hòu)植(zhí)被(bèi)指数的差值来判断(duàn)受灾(zāi)情况。
在暴风雨灾害中(zhōng),研究表(biǎo)明,水浸后的植被可(kě)见光波段反射增强,近红外(wài)波(bō)段减弱。且近(jìn)红外波段和(hé)热波(bō)段的组合可以识别水(shuǐ)浸和健康谷类作物。
在伊利诺伊州的一场强(qiáng)风和强降雨天(tiān)气中,该州中部(bù)地区105英亩(613亩)的谷物发生不同程度损害。无人机(jī)服务(wù)Overhead Ag公司利用无人机(jī)技术生(shēng)成灾后评(píng)估报告(gào),详(xiáng)细标(biāo)出了轻微受损区、中(zhōng)度受损和重度(dù)受损区,并且计算出了各自面积和所占比例,让农户可(kě)以直观(guān)了(le)解灾后损(sǔn)失情况。
5.总(zǒng)览梯田概况,便于及时整改
梯(tī)田(tián)是(shì)在坡地(dì)上沿等高线分段(duàn)建(jiàn)造的阶梯式农田,其是一种重要(yào)的水土保持措(cuò)施,具(jù)有保水(shuǐ)、保土、保肥的(de)作用。作为坡耕地治(zhì)理措施的(de)一种,修建梯(tī)田可以(yǐ)通(tōng)过减缓(huǎn)地形坡(pō)度、缩短坡长(zhǎng)来改(gǎi)变坡面的小地形,进而(ér)有(yǒu)效(xiào)治理坡耕地水土流失。所以,及时(shí)获得梯田(tián)的动态指标,可以为(wéi)梯田建设成效评价、水土流失(shī)防止、水土资源(yuán)合理利用等提供科学依据。
利用遥感技术生成的高分辨率影像对水(shuǐ)土保(bǎo)持进行(háng)检测,有利于提取更详(xiáng)尽的水(shuǐ)土(tǔ)保持措施。利用(yòng)无人(rén)机生(shēng)成高(gāo)程(chéng)图(tú)可以直观看到梯(tī)田的整体布局(jú),便于梯田管理者随挖随填,及时整(zhěng)改阶(jiē)地和排水系统。
其(qí)实卫星遥感手(shǒu)段已经发展已久,但卫星易受到天气环境影(yǐng)响,且轨道周期(qī)较长。比(bǐ)较而言,无人机灵(líng)活性更(gèng)强、易部署。相信随着无人机平台、传感器和软件技术的进一步提升,未来(lái)无人机作为卫星等(děng)其他遥(yáo)感平台的补充手(shǒu)段,可以(yǐ)帮助在农业构建(jiàn)起更加(jiā)完整的(de)监(jiān)测(cè)网。源自:宇辰网(wǎng)无人(rén)机资讯
注(zhù):本文部分信(xìn)息参考自文(wén)献《农业遥感研究现状与展望(wàng)》、文(wén)献《基于纹理的(de)高分遥感提取可行性探索(suǒ)》、文献《基于遥感(gǎn)抽样的农作物灾害损(sǔn)失评估(gū)方法(fǎ)》和国外网站DroneDeploy等。

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