當今無人機飛防服務勢頭正勁，載著藥罐的無人機已經得到廣泛認可，但與此同時，農用無人機的另一個潛在應用也不容忽視——農業(yè)遙感。遙感被認為是農用無人機的另一個潛在市場，隨著精準農業(yè)步伐的加快，遙感代表著農用無人機的另一個廣闊未來。 那么無人機遙感到底能為農業(yè)做些什么？現在我們來淺談一下無人機遙感的應用價值。   

一、對田間監(jiān)測的改進

       使用無人機對農田基本情況進行監(jiān)測是對田間監(jiān)測手段的重大改進，這也是無人機技術應用的主要驅動力。傳統(tǒng)上，農民是通過步行穿過田地來檢查作物狀況的。這件工作既熱又費時，而且很難檢查到每株作物的情況，即使是一小片田地也很容易漏掉發(fā)生問題的區(qū)域。隨著無人機應用于農業(yè)，現在進行作物監(jiān)測，只需要利用無人駕駛飛機收集整片農田的近紅外圖像，上傳圖像到云數據處理服務器，在幾個小時內就可以收到顯示作物相對狀況的地圖。現在利用作物監(jiān)測，足不出戶即可鎖定需要評估的特定區(qū)域。而我們有了這些數據，就可以根據實際情況制定合適的植保方案，這樣作業(yè)效率會更加高效，作業(yè)效果也會更上一層樓。

二、監(jiān)測病蟲害

        病蟲害是影響作物產量的直接因素，是世界各國的主要農業(yè)災害之一。 大規(guī)模的病蟲害會給農業(yè)生產和國民經濟造成巨大損失。據聯合國糧農組織統(tǒng)計，世界糧食產量因病蟲害造成的損失占糧食總產量的20%以上。 利用遙感監(jiān)測技術跟追病蟲害進展情況，有利于展開精準治理工作，做到及時發(fā)現、及時處理，也有利于早期防治。其原理是，病蟲害會造成作物葉片細胞結構色素、水分、氮元素等性質發(fā)生變化，從而引起反射光譜的變化，所以病蟲害作物的反射光譜和正常作物可見光到熱紅外波段的反射光譜有明顯差異。 在美國、澳大利亞等地，用無人機遙感監(jiān)測并不罕見。比如，美國有種植戶用無人機監(jiān)測的麥田銹病情況，從中可以明顯看出哪里是重災區(qū)。也有人用無人機查看苜蓿地里的菟絲子（一種惡性寄生性雜草,主要寄生于苜蓿等豆科作物，苜蓿生長易受到惡性雜草菟絲子的嚴重危害,常造成苜蓿植株成片死亡），從而能在災害大規(guī)模爆發(fā)前做到提早預防。

三、統(tǒng)計分析植株數量和成活率

       無人機遙感測繪的另一個用途是統(tǒng)計植株數量。相比于耗時且只能抽樣調查的手動計數，無人機統(tǒng)計更加全面，準確性更高。 據報道，2016年6月，基于云計算的無人機軟件和制圖解決方案供應商Drone Deploy、農業(yè)合作分析公司Aglytix和農業(yè)技術公司AgriSens合作，為農作物提供生長分析工具，通過農作物數量統(tǒng)計、農作物占地面積來分析當前農作物是否為最佳生長距離。 在2016年的植物生長季，加利福尼亞北部的一家私人農場請來第三方公司為農場74英畝的耕地移植了數萬番茄植株。為了避免該公司沒有嚴格按照移植數量收費，私人農場工作人員利用AgriSens公司的無人機應用軟件快速實現了數量統(tǒng)計。 除此之外，用戶也可以借助無人機遙感測繪的硬件和軟件技術，分析新栽培植株的成苗率，以確定重新栽種方案。     

四、分析土壤屬性

       當今，世界農業(yè)現代化大國都在提倡精準農業(yè)，要求根據土壤性狀,在作物生長過程中調節(jié)對作物的要素投入,以最低的投入達到最高的產出,并高效利用各類農業(yè)資源,改善環(huán)境,取得較好的經濟效益和環(huán)境效益。 作為空中監(jiān)測技術，農業(yè)遙感是推動農業(yè)走向精準化的有利手段。農業(yè)遙感監(jiān)測主要以作物、土壤為對象。作物在可見光－近紅外光譜波段中，反射率主要受到作物色素、細胞結構和含水率的影響，特別是在可見光紅光波段有很強吸收波段，在近紅外波段有很強的反射特性，可以被用來進行作物長勢、作物品質、作物病蟲害等方面的監(jiān)測。土壤可見-近紅外光譜總體反射率相對較低，在可見光譜波段主要受到土壤有機質、氧化鐵等賦色成分的影響。因此，土壤、作物等地物固有的反射光譜特性是農業(yè)遙感的基礎。 

        在精準農業(yè)中，有一個重要的概念叫做歸一化植被指數。根據專業(yè)解釋，歸一化植被指數是反映農作物長勢和營養(yǎng)信息的重要參數之一，計算方式是近紅外波段的反射值與紅光波段的反射值之差比上兩者之和。歸一化植被指數可以為改善作物健康提供參考依據，比如告訴你農田是否需要額外施肥。 

五、自然災害后作物受損評估

        農作物的整個生長發(fā)育過程與氣象息息相關，氣候變化和災害性天氣是直接影響糧食生產和農民增收，影響農業(yè)的平穩(wěn)快速發(fā)展。不可避免的自然災害發(fā)生后，遙感技術可以用于評估暴風雨和冷凍災害后受損情況。 作物遭受冷凍害后，體內葉綠素活性會減弱，對近紅外光和紅光的敏感度下降會導致植被指數發(fā)生變化，因此植被指數差異分析主要是通過受災前后植被指數的差值來判斷受災情況。 在暴風雨災害中，研究表明，水浸后的植被可見光波段反射增強，近紅外波段減弱。且近紅外波段和熱波段的組合可以識別水浸和健康谷類作物。 在伊利諾伊州的一場強風和強降雨天氣中，該州中部地區(qū)105英畝（613畝）的谷物發(fā)生不同程度損害。無人機服務Overhead Ag公司利用無人機技術生成災后評估報告，詳細標出了輕微受損區(qū)、中度受損和重度受損區(qū)，并且計算出了各自面積和所占比例，讓農戶可以直觀的了解災后損失情況。   

六、總覽梯田概況

       便于及時整改 梯田是在坡地上沿等高線分段建造的階梯式農田，其是一種重要的水土保持措施，具有保水、保土、保肥的作用。作為坡耕地治理措施的一種，修建梯田可以通過減緩地形坡度、縮短坡長來改變坡面的小地形，進而有效治理坡耕地水土流失。所以，及時獲得梯田的動態(tài)指標，可以為梯田建設成效評價、水土流失防止、水土資源合理利用等提供科學依據。 利用遙感技術生成的高分辨率影像對水土保持進行檢測，有利于提取更詳盡的水土保持措施。利用無人機生成高程圖可以直觀的看到梯田的整體布局，便于梯田管理者隨挖隨填，及時整改階地和排水系統(tǒng)。 其實衛(wèi)星遙感手段已經發(fā)展已久，但衛(wèi)星易受到天氣環(huán)境影響，且軌道周期較長。比較而言，無人機靈活性更強、易部署。相信隨著無人機平臺、傳感器和軟件技術的進一步提升，未來無人機作為衛(wèi)星等其他遙感平臺的補充手段，可以幫助在農業(yè)構建起更加完整的監(jiān)測網。

智慧農業(yè)設備管控與4G云服務平臺應運而生

       隨著無人機遙感技術的應用，地球影像技術將在各個行業(yè)中有令人激動的應用。在農業(yè)中，利用云計算和新的機器視覺算法，無人駕駛飛機正在降低種植者的成本，提高產量，也為農作物植物保護提供直觀、科技的監(jiān)測數據，為智慧農業(yè)設備管控提供依據和防治效果檢測。

         河北省無人機研發(fā)與應用中心是由河北省農業(yè)廳、河北省科技工程學校和河北智飛農業(yè)科技有限公司合作成立的“產.學.研”機構，三方將充分利用自身優(yōu)勢，共同開展航空農業(yè)植保應用領域關鍵技術、無人機植保噴施系統(tǒng)、航空植保藥劑效果等應用領域的研究；農業(yè)航空無人機噴施技術的應用及合作、專業(yè)技術領域的技能培訓等，共同構建學校的學習、研發(fā)、生產基地。在進一步提升企業(yè)的創(chuàng)新技術水平的同時，促進高校科研成果的有效轉換。以智能裝備制造、智慧城市和智慧生活為產業(yè)方向，以智能裝備與技術創(chuàng)新為特色，開展新一代智能裝備的技術研發(fā)與應用，著力提升中國智造，推動產業(yè)結構化升級，提升我國智能裝備產業(yè)在國際的核心競爭力。

      由河北省無人機研發(fā)與應用中心構建的《智慧農業(yè)設備管控與4G云服務平臺》關系圖：

      1、站點：

        各地農業(yè)合作社，可提供各種農作物作業(yè)需求；

      2、衛(wèi)星：

        植保作業(yè)前 利用衛(wèi)星遙感+測繪無人機遙感技術對農作物進行病蟲害、土壤分析等各種監(jiān)測信息通過4G傳輸，及時發(fā)送到云網作業(yè)平臺等待分析；

        植保作業(yè)后 利用衛(wèi)星遙感+測繪無人機遙感技術對農作物進行自然災害后作物受損評估；

      3、云端：

        接收遙感數據進行分析，并制定特定化農作物植保方案，如對病蟲害病發(fā)輕重程度給予不同藥量的無人機植保智能防治路徑規(guī)劃，并通過4G傳輸，發(fā)送無人機植保方案數據包到智能農業(yè)裝備終端——植保無人機；

        接收來自農機（植保無人機）的詳細作業(yè)信息并進行分析、統(tǒng)計，生成農業(yè)大數據報告，如作業(yè)量統(tǒng)計、藥量/水量統(tǒng)計、作業(yè)量時長統(tǒng)計等；

      4、農機：

        安裝4G模塊，接收來自云端的智能植保飛行路徑數據，操作人員經過手機地面站秘鑰識別（虹膜或指紋）通過后，執(zhí)行云端的飛行路徑，并操作無人機起飛切換到無人機智能自主作業(yè)模式，進行無人機植保施藥工作；待作業(yè)結束后將飛行軌跡、作業(yè)地點、作業(yè)面積、機型信息、人員信息等數據通過4G傳輸回傳到云網作業(yè)平臺；