当(dāng)今无人机飞(fēi)防服务势头正劲,载(zǎi)着药罐的无(wú)人机已经得到广泛认可,但(dàn)与(yǔ)此同时,农用无(wú)人机的另一个潜在应用也不容(róng)忽(hū)视——农业(yè)遥(yáo)感。遥感(gǎn)被(bèi)认为是农用无人机的另一个潜在市场(chǎng),随着精准农业(yè)步(bù)伐的加快(kuài),遥感代表着农用无人机的(de)另一个广阔未来(lái)。
1、监测病虫(chóng)害
病(bìng)虫害(hài)是影响作物产量的直接因素,是世界(jiè)各(gè)国的主要农(nóng)业灾害之一。大规模的病虫害会给(gěi)农业生产和国(guó)民(mín)经济造成巨大(dà)损失。据(jù)联合(hé)国粮农组织统计(jì),世(shì)界(jiè)粮食产量因(yīn)病虫害造成的损失占粮(liáng)食总产(chǎn)量的20%以上。
利用(yòng)遥感监(jiān)测技术(shù)跟追病虫(chóng)害进展(zhǎn)情况,有利于(yú)展(zhǎn)开精准治理工作,做到及时发现、及(jí)时处理,也有利于(yú)早期防治(zhì)。其原理是,病虫害会造成作物叶片(piàn)细胞结构色素、水(shuǐ)分、氮元素等性质发生变(biàn)化(huà),从而引(yǐn)起反射光谱的变化,所以病(bìng)虫害作(zuò)物的反射光谱和正常作物可见光到热红(hóng)外波段的反(fǎn)射光谱有(yǒu)明(míng)显差异。
在美(měi)国、澳大利(lì)亚等地,用无人(rén)机遥感监(jiān)测并不罕(hǎn)见。比如,美(měi)国有种植户用无人机监测的麦田锈病情况,从中(zhōng)可以明显看出哪里是重(chóng)灾(zāi)区。也(yě)有人用无人机查看苜蓿地里(lǐ)的菟丝子(一种恶性寄生性杂草(cǎo),主要寄生于苜蓿等豆科作物(wù),苜蓿生(shēng)长易受到恶性杂草菟丝子的(de)严重危(wēi)害,常造成苜蓿植株(zhū)成片死亡),从而能在灾害(hài)大规模爆发前做到(dào)提早预防。
2、统计(jì)分析植株数量和成苗率
无(wú)人机遥感测绘的(de)另一个用途是统计植株(zhū)数量(liàng)。相比于耗(hào)时且只能抽样(yàng)调查的手动计数,无人机统计更加全面,准(zhǔn)确性更高。
据报道,2016年6月,基于云计算的无人机软件和制图解决方案供应商Drone Deploy、农业合作分(fèn)析公司Aglytix和(hé)农业(yè)技术公司AgriSens合作,为农作物提供生(shēng)长(zhǎng)分(fèn)析工具,通过(guò)农作物数量统计、农作物(wù)占地(dì)面积来分析(xī)当前农作(zuò)物是否为最(zuì)佳生长距离。
在2016年的植物生长季,加利福尼(ní)亚北部的一家私人农场请来第三方公司为农场(chǎng)74英亩的耕(gēng)地移植了数万番茄植株。为了(le)避免(miǎn)该(gāi)公司没有严格按照移(yí)植(zhí)数量收费,私(sī)人农场工作(zuò)人员利用AgriSens公司的无(wú)人机应(yīng)用软件快速实(shí)现了(le)数量统计。
除此之外(wài),用户也(yě)可以借助(zhù)无人机遥感测绘的硬件和软件技术,分析新(xīn)栽培植株的成苗率,以(yǐ)确(què)定重新栽种方案。
3.分析(xī)土壤属(shǔ)性
当今,世(shì)界农业现代化大国都(dōu)在提倡精准农业,要求根据土(tǔ)壤性状,在作物生长过程中调节对作(zuò)物的要(yào)素投入,以最低的投(tóu)入达到(dào)最高的产出,并高效利(lì)用各类农(nóng)业资(zī)源(yuán),改(gǎi)善环境,取得较(jiào)好的经济(jì)效益和环境效益。
作为空中监(jiān)测技(jì)术,农业遥感是推动农业走向(xiàng)精准化的有利手段。农业遥感监测主(zhǔ)要以作(zuò)物、土壤为对象。作(zuò)物在可见(jiàn)光-近红(hóng)外光(guāng)谱波段(duàn)中,反射率主要受到作物色素、细胞结构和含水率(lǜ)的影(yǐng)响(xiǎng),特别是在可见光红光波段(duàn)有(yǒu)很强吸(xī)收波段,在近红外波段(duàn)有(yǒu)很强的反(fǎn)射(shè)特性,可(kě)以被用来进(jìn)行作物(wù)长势、作物品质、作物(wù)病虫害等方面的监测。土壤(rǎng)可见(jiàn)-近红外(wài)光谱总体反(fǎn)射率相对较低,在可(kě)见(jiàn)光谱波(bō)段主要受到土壤有(yǒu)机质、氧化铁等赋色成分的影响。因此,土(tǔ)壤、作物等地物固有的反射(shè)光谱(pǔ)特性是(shì)农业(yè)遥感的(de)基础。
在精准农业中(zhōng),有一个重要(yào)的概念叫做归一化植被(bèi)指数。根据专业解释,归一化植(zhí)被指(zhǐ)数是反映农作(zuò)物长势和营养信息的重要参数(shù)之(zhī)一,计(jì)算(suàn)方式(shì)是(shì)近红外波段的反射值与(yǔ)红光波(bō)段的(de)反射值之差比上两者之和。归一化(huà)植被指数可以为(wéi)改善(shàn)作物健康提供参考依据,比如告诉你农田是否需要额外(wài)施肥。
4.自然灾害后作(zuò)物受损评估
农作物的整个生长发(fā)育过程与(yǔ)气象息(xī)息相关,气候(hòu)变化和灾害(hài)性(xìng)天气(qì)是(shì)直接影响粮食生产和农民增收,影响农业的平稳快速发展。不可(kě)避免(miǎn)的自然灾害(hài)发生(shēng)后,遥感技术可以用于评(píng)估暴(bào)风雨和冷冻灾害(hài)后受(shòu)损情况。
作物遭(zāo)受冷(lěng)冻害后(hòu),体内叶绿素活(huó)性会(huì)减弱,对近红外光(guāng)和(hé)红光(guāng)的敏感度下(xià)降会导致植被指数发生变化,因此植(zhí)被指数(shù)差异(yì)分析主要是通(tōng)过受灾前后植被指(zhǐ)数的差(chà)值来判断(duàn)受(shòu)灾情况。
在暴风雨灾害中(zhōng),研(yán)究表明,水浸后的植被可见光波段反(fǎn)射增强(qiáng),近红外(wài)波段(duàn)减弱。且近红(hóng)外波(bō)段和(hé)热(rè)波(bō)段的组合可以(yǐ)识别水浸和(hé)健康谷类(lèi)作(zuò)物。
在伊利诺伊州的(de)一场(chǎng)强风和强降雨(yǔ)天气中,该州中部地区105英亩(613亩)的谷物发生不同程度(dù)损害。无人机(jī)服务Overhead Ag公司利用无人(rén)机技术生(shēng)成灾后评估报告,详细标出了(le)轻微受损(sǔn)区、中度受损和重度(dù)受损区,并且计(jì)算出了各自面积和所占比(bǐ)例,让农户(hù)可以(yǐ)直观了解(jiě)灾后损失情况。
5.总览(lǎn)梯田概况,便于及时整(zhěng)改
梯田是在坡地上(shàng)沿等高线(xiàn)分(fèn)段建造的阶梯式农田(tián),其是一种重(chóng)要的水土保持措施,具有保水(shuǐ)、保土、保肥的作用。作为坡耕地治理(lǐ)措施的一种,修建梯(tī)田可以通过减缓地形坡度、缩短坡长来改变坡面的小(xiǎo)地形,进而有效治理坡耕地水土流失。所以,及时获得梯田的动态指标,可以为梯田建设成效(xiào)评价(jià)、水土流失防止(zhǐ)、水土资源合理利用等提(tí)供科学依据。
利用遥感技术生成的高分辨率影像对水土保持进行检测(cè),有利于提(tí)取更详尽(jìn)的水(shuǐ)土保持措施。利用(yòng)无人(rén)机生成(chéng)高程图(tú)可(kě)以直观看到梯田的整体布局,便于梯田(tián)管理者随挖随填,及(jí)时(shí)整改阶地和(hé)排(pái)水系统(tǒng)。
其实卫星(xīng)遥感手(shǒu)段(duàn)已经发展已久,但卫星易(yì)受到天气环境影响,且(qiě)轨(guǐ)道周期较长。比较而言,无人机灵活性更强、易部署。相信(xìn)随着无人(rén)机(jī)平台、传感器和软(ruǎn)件技术的进(jìn)一步提升,未来(lái)无人机作为卫(wèi)星等其他遥感(gǎn)平台的补充手(shǒu)段,可以帮助(zhù)在农业构建(jiàn)起更加完(wán)整的监测网。源自:宇辰网无人机资讯
注:本文部分信(xìn)息参(cān)考自文献(xiàn)《农业遥感研究现(xiàn)状与(yǔ)展望(wàng)》、文献《基(jī)于纹理的高分遥感提取可行性探(tàn)索(suǒ)》、文(wén)献《基(jī)于遥感抽样(yàng)的农作物灾害损(sǔn)失(shī)评(píng)估方法》和国外(wài)网站DroneDeploy等(děng)。

咨(zī)询航拍服务(wù)可(kě)加昆(kūn)明俊鹰(yīng)无人机飞(fēi)控手(shǒu)老鹰的微信laoyingfly |