1月13日,，大疆創(chuàng)新子公司慧飛無(wú)人機(jī)應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)中心發(fā)布文章《淺談2021年度農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)》,，介紹分析2021年全國(guó)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)應(yīng)用情況,。文章提到,，過(guò)去一年無(wú)人機(jī)在農(nóng)業(yè)應(yīng)用中作業(yè)面積持續(xù)增加,、適用場(chǎng)景不斷擴(kuò)大，實(shí)現(xiàn)從“植保無(wú)人機(jī)”到“農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)”的轉(zhuǎn)變,。

應(yīng)用面積更廣

文章介紹到,，2021年，國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)保有量首次突破10萬(wàn)臺(tái),，達(dá)到16萬(wàn)臺(tái),；作業(yè)面積超過(guò)14億畝次，行業(yè)整體增速達(dá)80%,。

2021年,，僅黑龍江播撒總作業(yè)面積已達(dá)1億畝次（僅大疆農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)數(shù)據(jù)），近50%左右的水稻肥料由農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行播撒,。農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)播撒肥料避免了高強(qiáng)度體力勞動(dòng),，受到了水稻種植戶(hù)的極大歡迎。預(yù)計(jì)2022年,，黑龍江水稻農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)肥料播撒面積還將持續(xù)增長(zhǎng),。

各地飛防滲透率數(shù)據(jù)

與此同時(shí)，不同地區(qū)間的飛防滲透率差異高達(dá)80倍,。文章提到,，2021年新疆地區(qū)飛防滲透率達(dá)到80%，即登記在冊(cè)的耕地絕大多數(shù)都使用過(guò)農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)服務(wù),，而重慶市飛防滲透率只有1%,，這說(shuō)明大面積、平原地區(qū),、農(nóng)業(yè)人口少的地區(qū),，往往更有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展；反之,，越是丘陵山地,、地塊面積小、土地流轉(zhuǎn)弱,、人口多的地區(qū)農(nóng)業(yè)機(jī)械化越難以發(fā)展,。80倍的巨大差異，充分說(shuō)明了我國(guó)地域遼闊、區(qū)域情況差異大的現(xiàn)狀,，另一方面也說(shuō)明部分地區(qū)仍具有一定的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

應(yīng)用場(chǎng)景更多

文章指出,，“果樹(shù)”與“播撒”是2021年飛防兩大關(guān)鍵詞，除了播撒作業(yè)面積高速增長(zhǎng),，農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)在果樹(shù)的應(yīng)用,，也迎來(lái)了新的階段。

果樹(shù)相對(duì)于水稻,、小麥等大田作物具有植株高、冠層厚,、地形陡峭（南方山地果樹(shù)尤其突出）的特點(diǎn),，農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)要實(shí)現(xiàn)良好的作業(yè)效果，應(yīng)實(shí)現(xiàn)以下幾個(gè)性能指標(biāo)：（1）實(shí)現(xiàn)自動(dòng)仿地,，也就是能夠在陡峭的山地實(shí)現(xiàn)固定相對(duì)高度的飛行,；（2）實(shí)現(xiàn)霧滴的良好覆蓋，并且空地應(yīng)實(shí)現(xiàn)不噴灑,；（3）避免過(guò)高濃度的藥液或強(qiáng)大的風(fēng)場(chǎng)對(duì)果樹(shù)和果實(shí)產(chǎn)生損害,。

果樹(shù)模式作業(yè)流程

隨著農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)植保、測(cè)繪一體化,，果樹(shù)的作業(yè)方式在這兩年發(fā)生了巨大變化,，一個(gè)趨勢(shì)是農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)使用視覺(jué)識(shí)別，對(duì)于不算陡峭的果樹(shù)可以直接作業(yè),，無(wú)人機(jī)自動(dòng)進(jìn)行識(shí)別并仿地,；而對(duì)于比較陡峭的果樹(shù)，則使用農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)進(jìn)行航拍并通過(guò)遙控器進(jìn)行重建與運(yùn)算,，產(chǎn)生的結(jié)果直接調(diào)用即可作業(yè),。

果樹(shù)枝向?qū)Π屑夹g(shù),。

實(shí)現(xiàn)霧滴均勻覆蓋，是無(wú)人機(jī)在果樹(shù)作業(yè)中更為困難的攻堅(jiān)項(xiàng)目,。類(lèi)似柑橘,、荔枝等果樹(shù)類(lèi)型，如沒(méi)有實(shí)現(xiàn)有效修剪,，往往冠層密閉,，只是單純依靠風(fēng)場(chǎng)強(qiáng)大并不能確保霧滴穿透到中下部。冠層在強(qiáng)大風(fēng)場(chǎng)的壓迫下,，往往會(huì)堆疊,，更難穿透。為了解決這個(gè)問(wèn)題，大疆農(nóng)業(yè)2021年第一個(gè)嘗試是枝向?qū)Π?，也就是無(wú)人機(jī)兩側(cè)的機(jī)臂上翹一定角度,，藥液從樹(shù)葉生長(zhǎng)的方向吹向樹(shù)枝，形成霧滴迷宮,，從而提升中下部的覆蓋效果,。但是這個(gè)方案要求無(wú)人機(jī)從兩壟之間飛過(guò)去，對(duì)果樹(shù)種植方案有一定要求,。

雙重霧化離心噴灑系統(tǒng)霧化效果,。

另一個(gè)方向是采用更細(xì)的霧滴,、更大的流量從而提高霧滴整體的數(shù)量和中下部霧滴的數(shù)量。采用離心噴灑系統(tǒng)能夠支持更大的流量,，如大疆T40農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)流量可達(dá)12L/分鐘,，同時(shí)最細(xì)霧化粒徑可達(dá)到50μm。更為細(xì)小的霧滴能夠產(chǎn)生煙霧懸浮狀態(tài),，能夠彌漫在果園,，從而實(shí)現(xiàn)更大面積的覆蓋。

目前果樹(shù)飛防還處在發(fā)展早期,，相應(yīng)的技術(shù)還處在高速迭代階段,，但隨著作業(yè)效果被越來(lái)越多人接受，相信在未來(lái)的2-3年內(nèi),，每年都會(huì)實(shí)現(xiàn)翻番增長(zhǎng),。

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)播散應(yīng)用范圍,。

農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)播撒廣泛應(yīng)用于水稻、小麥,、油菜,、草籽等播撒。但最為典型的應(yīng)用還是水稻的種植過(guò)程,。以整個(gè)種植過(guò)程來(lái)看,，涵蓋的環(huán)節(jié)包括底肥播撒、種子播撒,、追肥播撒,、殺蟲(chóng)殺菌、除草,，完整地覆蓋了水田翻整到收割前的全部工作,，成為水稻種植不可或缺的高效生產(chǎn)工具。2021年12月底，筆者針對(duì)101位黑龍江地區(qū)的種植戶(hù)進(jìn)行直播收益的調(diào)研,，結(jié)果顯示,，使用農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)播撒作業(yè)每畝平均增收93元。

技術(shù)更成熟

無(wú)人機(jī)載重提升,。農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)早期機(jī)型都以10L為主,，逐步發(fā)展到16L、20L,、30L,、40L，在一定范圍內(nèi),，載重的增加有利于提升作業(yè)效率和效果,。不同地區(qū)、不同應(yīng)用對(duì)于機(jī)型載重有著不同的要求,，以應(yīng)用范圍而言，果樹(shù)植保,、播撒作業(yè)需求更大的載重,，以保障效率和效果，而大田作物噴灑,，往往并不需要大載重機(jī)型,；以地區(qū)范圍而言，零散地塊更鐘愛(ài)中小機(jī)型,，而規(guī)整大地塊更適用于大載重機(jī)型,。

在2021年底，主流機(jī)型載重量已增長(zhǎng)至40L,、播撒50KG,，相信在一定時(shí)間范圍內(nèi)，機(jī)型載重不會(huì)再繼續(xù)上升,。因?yàn)殡S著載重的上升,，已經(jīng)產(chǎn)生以下弊端：1.單人難以搬運(yùn)；2.風(fēng)場(chǎng)過(guò)強(qiáng),，容易產(chǎn)生倒伏,；3.充電功率超過(guò)7KW，單相電已難滿(mǎn)足,，對(duì)電網(wǎng)要求更高,。預(yù)計(jì)在3-5年內(nèi)，國(guó)內(nèi)將以20-40公斤的機(jī)型為主,，各個(gè)地區(qū)根據(jù)自身的需要進(jìn)行選擇,。

兩種噴灑系統(tǒng)特性對(duì)比,。

離心噴灑系統(tǒng)的比例增加,。目前常見(jiàn)的霧化方式包括離心噴灑系統(tǒng)和壓力式噴灑系統(tǒng)（液力霧化）。壓力噴灑系統(tǒng)屬于常規(guī)霧化方式,，優(yōu)勢(shì)在于成本低,、壽命長(zhǎng)、穿透能力稍強(qiáng),，是地面植保機(jī)械的主要霧化方式,，但是也存在霧化粒徑譜寬、粉劑適應(yīng)性能力弱,、粒徑與流量關(guān)聯(lián)等特性,。離心式噴灑系統(tǒng)具有粒徑調(diào)節(jié)與流量脫鉤、流量大,、粉劑適應(yīng)性更強(qiáng)的特性,，在果樹(shù)、高劑量粉劑作業(yè),、大流量場(chǎng)景更有優(yōu)勢(shì),，但是離心噴嘴屬于向四周甩出，霧滴穿透性稍弱飄移性更強(qiáng),，另外其成本也高于壓力式噴灑系統(tǒng),。

離心噴灑系統(tǒng)在大載重機(jī)型、果樹(shù)作業(yè)更有優(yōu)勢(shì),，可以提供大流量,、細(xì)霧滴、適應(yīng)粉劑作業(yè)（果樹(shù)作業(yè)粉劑比例較高,，保護(hù)性殺菌劑使用較多）,。而在中小載重機(jī)型，流量要求不高,，低成本而長(zhǎng)壽命的壓力式噴灑系統(tǒng)依然有其自身優(yōu)勢(shì),。所以，從長(zhǎng)遠(yuǎn)看,，兩種噴灑系統(tǒng)將會(huì)長(zhǎng)期保持共存,。

從目前的趨勢(shì)來(lái)看，大于20L的機(jī)型選擇離心噴灑系統(tǒng)的比例在增加,，而在20L以下機(jī)型,，則仍有不少依然選擇壓力噴灑系統(tǒng)。

網(wǎng)絡(luò)RTK工作方式,。

RTK定位技術(shù)成為首選。RTK定位能夠?qū)崿F(xiàn)高精度作業(yè),，也是建圖測(cè)繪,、果樹(shù)作業(yè)、變量噴灑或播撒的基本前提,。目前RTK主要有兩種布設(shè)方式,，包括移動(dòng)RTK基站和網(wǎng)絡(luò)RTK。移動(dòng)基站需要另外購(gòu)置RTK基站并且需要提前鋪設(shè),，但無(wú)論當(dāng)?shù)厥欠裼芯W(wǎng)絡(luò)覆蓋都可以良好運(yùn)用,。網(wǎng)絡(luò)RTK是通過(guò)提前建設(shè)固定的RTK基站，并通過(guò)網(wǎng)絡(luò)通訊信號(hào)與無(wú)人機(jī)進(jìn)行通訊,，無(wú)人機(jī)聯(lián)網(wǎng)即可獲得高精度定位,。網(wǎng)絡(luò)RTK的劣勢(shì)在于一旦本地沒(méi)有基站覆蓋或者沒(méi)有網(wǎng)絡(luò)通訊信號(hào)覆蓋，則無(wú)法正常使用,。國(guó)內(nèi)已經(jīng)大規(guī)模建設(shè)網(wǎng)絡(luò)RTK基站,，除了邊疆部分人口稀少地區(qū)已能夠?qū)崿F(xiàn)大范圍覆蓋，成為農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)作業(yè)的首選,。

智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用更為普及

智慧農(nóng)業(yè)的本質(zhì)是運(yùn)用各種現(xiàn)代智能設(shè)備,，輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行決策或者實(shí)現(xiàn)精細(xì)作業(yè)。測(cè)繪類(lèi)無(wú)人機(jī)例如P4R,、P4M正是其中的智能設(shè)備一類(lèi)，能夠進(jìn)行輔助決策,。

測(cè)繪類(lèi)無(wú)人機(jī)能夠帶有光學(xué)負(fù)載,，包括可見(jiàn)光與多光譜鏡頭。使用可見(jiàn)光鏡頭即可進(jìn)行出苗,、雜草分析,、高程測(cè)算等。利用作物葉綠素對(duì)不同光譜的響應(yīng)差異,，即可進(jìn)行RGB（可見(jiàn)光）,、NDVI（多光譜分析方式之一）等分析，從而實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)勢(shì)差異,、產(chǎn)量分析,，為后續(xù)的精準(zhǔn)變量噴灑實(shí)現(xiàn)可能。

多光譜無(wú)人機(jī)變量任務(wù)的工作流程。

在新疆棉花生長(zhǎng)過(guò)程中,，一方面需要進(jìn)行施肥保障生長(zhǎng)良好,，到一定階段還需要進(jìn)行化控避免棉花徒長(zhǎng),，影響產(chǎn)量和收割。使用多光譜進(jìn)行長(zhǎng)勢(shì)分析,，即可識(shí)別出長(zhǎng)勢(shì)差異,，增加長(zhǎng)勢(shì)弱區(qū)域作物營(yíng)養(yǎng)液的供給量。而在化控階段,，即可對(duì)長(zhǎng)勢(shì)好的區(qū)域增加生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的使用量,，這樣就能實(shí)現(xiàn)真正意義上的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。

在今年跟蹤的多個(gè)新疆棉花變量噴灑案例中,，實(shí)現(xiàn)畝產(chǎn)平均50KG的增產(chǎn),，對(duì)于增產(chǎn)增收意義重大。

棉花變量作業(yè)

在施肥方面,，基于智慧農(nóng)業(yè)加持下的農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)一定程度上解決了播撒均勻度的問(wèn)題,。通過(guò)多光譜無(wú)人機(jī)進(jìn)行長(zhǎng)勢(shì)分析，即可辨別長(zhǎng)勢(shì)差異,，再通過(guò)變量設(shè)計(jì),，即可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)肥料播撒。以水稻為例,，相對(duì)于傳統(tǒng)的播撒方式,，農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)變量播撒能夠?qū)崿F(xiàn)減量、增產(chǎn),、增效,，是極具有生命力的新型農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。

變量播撒帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益。

文章最后指出,，目前以播撒和果樹(shù)為代表的農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)新應(yīng)用實(shí)際滲透比例還比較低;南方零散地塊總體飛防應(yīng)用比例不到20%,，隨著土地流轉(zhuǎn)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)人口繼續(xù)減少，平均種植規(guī)模將持續(xù)提升,，對(duì)于機(jī)械化存在硬性需求,，農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)仍有較大發(fā)展空間。

此外,，隨著農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)應(yīng)用范圍越來(lái)越廣,、使用頻率越來(lái)越高，購(gòu)機(jī)自用將會(huì)更加普遍,。預(yù)計(jì)國(guó)內(nèi)2022年農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)保有量將會(huì)達(dá)到23-24萬(wàn)臺(tái),，作業(yè)面積將會(huì)達(dá)到20億畝次以上。

【來(lái)源】南方農(nóng)村報(bào)