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大疆農(nóng)業(yè)：無人機如何賦能智慧農(nóng)業(yè)？

2021-09-16 09:49:07 來源：DJI大疆農(nóng)業(yè) 作者：葉南錦閱讀量：20034 評論

導(dǎo)讀：目前，我國面臨的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)村老齡化、農(nóng)村勞動力短缺、人工成本占比高等問題必然促使智慧農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。2021 年中央一號文件提出，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，建立農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)體系，推動新一代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營深度融合。無人機、5G 等技術(shù)將全面深入應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)藍(lán)圖中。

　　【農(nóng)機網(wǎng) 明星企業(yè)】無人機目前在各行業(yè)已逐步取得了廣泛應(yīng)用，在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域也是如此。無人機通過獲得農(nóng)田的高清可見光或多光譜影像，再通過建圖建模、大數(shù)據(jù)分析、AI 識別等處理，可以實現(xiàn)農(nóng)田數(shù)字化(如獲得高清地圖、高程信息、作物分布等)和精準(zhǔn)種植管理(如智能監(jiān)測、精準(zhǔn)變量作業(yè)等)等應(yīng)用。無人機在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用可大大提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，并解決了傳統(tǒng)人工作業(yè)中的一系列問題。

　　什么是智慧農(nóng)業(yè)

　　智慧農(nóng)業(yè)是以信息和知識為核心要素，通過現(xiàn)代信息技術(shù)和智能裝備等與農(nóng)業(yè)深度跨界融合，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的信息感知、定量決策、智能控制、精準(zhǔn)投入、個性化服務(wù)的全新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。(*趙春江院士《數(shù)字技術(shù)如何讓農(nóng)民‘慧’種田？》)。

　　從上述定義可以看出，智慧農(nóng)業(yè)是一種現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，目前已經(jīng)成為各國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技競爭的制高點和未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的新業(yè)態(tài)，也是推動我國農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、促進(jìn)鄉(xiāng)村全面振興的重要內(nèi)容。智慧農(nóng)業(yè)包含了數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)等重要方面。

　　海外國家智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

　　在發(fā)達(dá)國家，智慧農(nóng)業(yè)已取得較大發(fā)展，以智慧農(nóng)業(yè)中的精準(zhǔn)變量技術(shù)分支為例，2020 年全球精準(zhǔn)變量技術(shù)市場規(guī)模 14.1 億美元，全球 20% 的土地正在使用精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)。各國依托自身信息技術(shù)和智能裝備率先推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，大致可以分為以美國為代表的技術(shù)型、規(guī)模化、機械化模式，以歐洲為代表的生產(chǎn)集約加機械技術(shù)的復(fù)合型模式，以日本為代表的資源節(jié)約和資本、技術(shù)密集型模式。而我國受限于耕地集中程度、設(shè)備和服務(wù)投入成本高、技術(shù)使用門檻高等問題，智慧農(nóng)業(yè)在實際農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中發(fā)展較慢。

　　為什么要發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)？

　　1.糧食安全對于提高糧食產(chǎn)量的需要

　　聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織、世界糧食計劃署等 5 個國際組織在去年曾發(fā)布報告預(yù)計，全球?qū)⒚媾R至少 50 年來最嚴(yán)重的糧食危機。

　　中國社會科學(xué)院農(nóng)村發(fā)展研究所發(fā)布的《中國農(nóng)村發(fā)展報告 2020》同樣顯示，到“十四五”期末(約2025年)，中國或出現(xiàn) 1.3 億噸左右的糧食缺口，其中谷物(三大主糧)缺口約為 2500 萬噸。雖然目前中國糧食自給率高達(dá)97%，但面對不利的國際形勢，中國也需要更加繃緊糧食安全的這根弦。

2.提高農(nóng)產(chǎn)品競爭力對于降低生產(chǎn)成本的需要

　　另一方面，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)發(fā)展過程中仍面臨著價格競爭力偏弱、品牌競爭力不強等問題，一定程度上阻礙了產(chǎn)業(yè)興旺，遲滯了鄉(xiāng)村振興。據(jù)統(tǒng)計，在我國農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本構(gòu)成中，人工成本占比超過 40%，遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá)國家 10% 左右的水平。同時，受農(nóng)業(yè)機械化程度偏低影響，我國農(nóng)業(yè)勞動生產(chǎn)率不高(新華網(wǎng))。

　　3.土地可持續(xù)生產(chǎn)力對于減肥減藥的需要

　　此外，歷年來農(nóng)藥化肥的使用過量導(dǎo)致了土地可持續(xù)生產(chǎn)力下降和食品安全隱患等問題。我國耕地占全球總耕地面積 8%，而農(nóng)藥使用總量占全球 43%，化肥占全球 60%。通過精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)和智能裝備，可以在保證產(chǎn)量品質(zhì)的同時，降低農(nóng)藥化肥施用，長期提高土地生產(chǎn)力。

　　無人機在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

　　經(jīng)過近幾年的技術(shù)儲備和高速發(fā)展，我國的無人機技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。

　　1. 無人機可以大大提高農(nóng)田的管理和作業(yè)效率，減少勞動力投入。

　　無人機全新的解決方案在巡田、監(jiān)管和變量作業(yè)方面已見成效。2021 年 5 月，新疆石河子的新農(nóng)人陳功旭帶著大疆農(nóng)業(yè)的智慧農(nóng)業(yè)解決方案，在 5000 多畝棉花田開啟了新試驗。據(jù)對比分析，人工巡田效率低且看不全面，而用無人機， 1 小時能看 1000 畝地，不僅效率高，且能全面獲得棉田的長勢、株高等多個指標(biāo)數(shù)據(jù)。

　　通過生成棉田的多光譜指數(shù)圖，陳功旭在大疆智慧農(nóng)業(yè)平臺查看棉田總體生長情況和田間差異，進(jìn)而根據(jù)長勢差異，生成營養(yǎng)液或化控劑的變量噴灑處方圖，并導(dǎo)入到植保無人機中作業(yè)。這種變量作業(yè)方式可以根據(jù)棉田中不同區(qū)域的長勢，進(jìn)行用量精準(zhǔn)控制，從而促進(jìn)棉花齊苗。以前傳統(tǒng)方式，棉田要作業(yè) 6-7 次才可以做到齊苗，今年他通過新方式來管理棉田，基本上作業(yè) 3 次就可以做到齊苗，不僅減少了農(nóng)藥施用，還提高了作業(yè)效率。

棉田高清地圖

棉田多光譜長勢監(jiān)測

　　2. 無人機應(yīng)用有利于提高“水肥藥”利用率，可實現(xiàn)節(jié)水省藥。

　　2021 年 8 月，大疆植保無人機在先正達(dá)集團(tuán)中國位于廣西武鳴認(rèn)證的沃柑示范園進(jìn)行了應(yīng)用，結(jié)果顯示無人機的用藥量比人工少 25%-30%，用水量節(jié)省超過 95% ，且能夠有效防治潛葉蛾、薊馬、蚜蟲、以及潰瘍病。

　　大疆植保無人機作業(yè)能夠節(jié)水省藥，是因為其噴灑霧化粒徑細(xì)，通過風(fēng)場用較少的水量帶動藥液覆蓋到果皮葉面。相比于人工打藥需要從上到下澆透果樹，造成藥液浪費，無人機作業(yè)的藥液利用率更高。

先正達(dá)沃柑示范園——人工用藥及飛防用藥量對比

　　3. 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，變量應(yīng)用

　　使用大疆精靈 4RTK 多光譜版規(guī)劃測繪航線、拍照獲取正射影像，然后通過大疆智圖或智慧農(nóng)業(yè)云平臺進(jìn)行任務(wù)重建以及進(jìn)行 AI 識別作業(yè)對象后，生成變量作業(yè)航線，即可實現(xiàn)植保無人飛機變量任務(wù)作業(yè)。

　　大疆智慧農(nóng)業(yè)云平臺是一個基于地圖的SAAS(軟件即服務(wù)) 平臺，為種植者提供農(nóng)業(yè)無人機解決方案，并為精確農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供幫助處理圖像數(shù)據(jù)和管理無人機操作的服務(wù)。

　　在大疆智慧農(nóng)業(yè)云平臺中，可以使用平衡法或分級法實現(xiàn)自動變量作業(yè)。平衡法適用于全田作業(yè)、但需要根據(jù)長勢均衡調(diào)整用量的場景；分級法適用于區(qū)域性補肥、打藥的場景。

毛豆精準(zhǔn)管理和變量作業(yè)提高產(chǎn)量

馬鈴薯精準(zhǔn)管理和變量作業(yè)提高產(chǎn)量

　　此外，無人機還在治理新疆棉田堿斑、保障棉花齊苗、以及江蘇、黑龍江農(nóng)墾農(nóng)場水稻精細(xì)管理、新西蘭啤酒花園地、日本茶園等國內(nèi)外場景有大量應(yīng)用。

　　目前，我國面臨的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)村老齡化、農(nóng)村勞動力短缺、人工成本占比高等問題必然促使智慧農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。2021 年中央一號文件提出，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，建立農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)體系，推動新一代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營深度融合。無人機、5G 等技術(shù)將全面深入應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)藍(lán)圖中。

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