大疆農(nóng)業(yè)：無(wú)人機(jī)如何賦能智慧農(nóng)業(yè)？

【農(nóng)機(jī)1688網(wǎng) 明星企業(yè)】 無(wú)人機(jī)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(wú)人機(jī)通過(guò)獲得農(nóng)田的高清可見(jiàn)光或多光譜影像，再通過(guò)建圖建模、大數(shù)據(jù)分析、AI 識(shí)別等處理，可以實(shí)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(cè)、精準(zhǔn)變量作業(yè)等)等應(yīng)用。無(wú)人機(jī)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(wèn)題。
 　　什么是智慧農(nóng)業(yè)
 　　智慧農(nóng)業(yè)是以信息和知識(shí)為核心要素，通過(guò)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(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過(guò)程的信息感知、定量決策、智能控制、精準(zhǔn)投入、個(gè)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(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技競(jìng)爭(zhēng)的制高點(diǎn)和未來(lái)農(nóng)業(yè)發(fā)展的新業(yè)態(tài)，也是推動(dòng)我國(guó)農(nóng)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展、促進(jìn)鄉(xiāng)村振興的重要內(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。
 　　海外智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
 　　在發(fā)達(dá)，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(chǎng)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(guó)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(guó)為代表的技術(shù)型、規(guī)?；C(jī)械化模式，以歐洲為代表的生產(chǎn)集約加機(jī)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(guó)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(mén)檻高等問(wèn)題，智慧農(nóng)業(yè)在實(shí)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.糧食對(duì)于提高糧食產(chǎn)量的需要
 　　聯(lián)合國(guó)糧食及農(nóng)業(yè)組織、糧食計(jì)劃署等 5 個(gè)國(guó)際組織在去年曾發(fā)布報(bào)告預(yù)計(jì)，全球?qū)⒚媾R至少 50 年來(lái)最嚴(yán)重的糧食危機(jī)。
 　　中國(guó)社會(huì)科學(xué)院農(nóng)村發(fā)展研究所發(fā)布的《中國(guó)農(nóng)村發(fā)展報(bào)告 2020》同樣顯示，到“十四五”期末(約2025年)，中國(guó)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(wàn)噸。雖然目前中國(guó)糧食自給率高達(dá)97%，但面對(duì)不利的國(guó)際形勢(shì)，中國(guó)也需要更加繃緊糧食的這根弦。        2.提高農(nóng)產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力對(duì)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(guò)程中仍面臨著價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)力偏弱、品牌競(jìng)爭(zhēng)力不強(qiáng)等問(wèn)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(jì)，在我國(guó)農(nóng)產(chǎn)品的生產(chǎn)成本構(gòu)成中，人工成本占比超過(guò) 40%，遠(yuǎn)高于發(fā)達(dá) 10% 左右的水平。同時(shí)，受農(nóng)業(yè)機(jī)械化程度偏低影響，我國(guó)農(nóng)業(yè)勞動(dòng)生產(chǎn)率不高(新華網(wǎng))。
 　　3.土地可持續(xù)生產(chǎn)力對(duì)于減藥的需要
 　　此外，歷年來(lái)農(nóng)藥化肥的使用過(guò)量導(dǎo)致了土地可持續(xù)生產(chǎn)力下降和食品隱患等問(wèn)題。我國(guó)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(guò)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(shí)，降低農(nóng)藥化肥施用，長(zhǎng)期提高土地生產(chǎn)力。
 　　無(wú)人機(jī)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用
 　　經(jīng)過(guò)近幾年的技術(shù)儲(chǔ)備和高速發(fā)展，我國(guó)的無(wú)人機(jī)技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用。
 　　1. 無(wú)人機(jī)可以大大提高農(nóng)田的管理和作業(yè)效率，減少勞動(dòng)力投入。
 　　無(wú)人機(jī)全新的解決方案在巡田、監(jiān)管和變量作業(yè)方面已見(jiàn)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(kāi)啟了新試驗(yàn)。據(jù)對(duì)比分析，人工巡田效率低且看不，而用無(wú)人機(jī)， 1 小時(shí)能看 1000 畝地，不僅效率高，且能獲得棉田的長(zhǎng)勢(shì)、株高等多個(gè)指標(biāo)數(shù)據(jù)。
 　　通過(guò)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(tái)查看棉田總體生長(zhǎng)情況和田間差異，進(jìn)而根據(jù)長(zhǎng)勢(shì)差異，生成營(yíng)養(yǎng)液或化控劑的變量噴灑圖，并導(dǎo)入到植保無(wú)人機(jī)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(zhǎng)勢(shì)，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(guò)新方式來(lái)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(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)
 　　2. 無(wú)人機(jī)應(yīng)用有利于提高“水肥藥”利用率，可實(shí)現(xiàn)節(jié)水省藥。
 　　2021 年 8 月，大疆植保無(wú)人機(jī)在先正達(dá)集團(tuán)中國(guó)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(wú)人機(jī)的用藥量比人工少 25%-30%，用水量節(jié)省超過(guò) 95% ，且能夠有效防治潛葉蛾、薊馬、蚜蟲(chóng)、以及潰瘍病。
 　　大疆植保無(wú)人機(jī)作業(yè)能夠節(jié)水省藥，是因?yàn)槠鋰姙㈧F化粒徑細(xì)，通過(guò)風(fēng)場(chǎng)用較少的水量帶動(dòng)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(shù)，造成藥液浪費(fèi)，無(wú)人機(jī)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(duì)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(cè)繪航線、拍照獲取正射影像，然后通過(guò)大疆智圖或智慧農(nóng)業(yè)云平臺(tái)進(jìn)行任務(wù)重建以及進(jìn)行 AI 識(shí)別作業(yè)對(duì)象后，生成變量作業(yè)航線，即可實(shí)現(xiàn)植保無(wú)人飛機(jī)變量任務(wù)作業(yè)。
 　　大疆智慧農(nóng)業(yè)云平臺(tái)是一個(gè)基于地圖的SAAS(軟件即服務(wù)) 平臺(tái)，為種植者提供農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)解決方案，并為農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供幫助處理圖像數(shù)據(jù)和管理無(wú)人機(jī)操作的服務(wù)。 

 

　　在大疆智慧農(nóng)業(yè)云平臺(tái)中，可以使用平衡法或分級(jí)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)變量作業(yè)。平衡法適用于全田作業(yè)、但需要根據(jù)長(zhǎng)勢(shì)均衡調(diào)整用量的場(chǎng)景；分級(jí)法適用于區(qū)域性補(bǔ)肥、打藥的場(chǎng)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(wú)人機(jī)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(chǎng)水稻精細(xì)管理、新西蘭啤酒花園地、日本茶園等國(guó)內(nèi)外場(chǎng)景有大量應(yīng)用。
 　　目前，我國(guó)面臨的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)、農(nóng)村老齡化、農(nóng)村勞動(dòng)力短缺、人工成本占比高等問(wèn)題必然促使智慧農(nóng)業(yè)快速發(fā)展。2021 年中央一號(hào)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(dòng)新一代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)深度融合。無(wú)人機(jī)、5G 等技術(shù)將深入應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)藍(lán)圖中。
來(lái)自:農(nóng)機(jī)網(wǎng)