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　　農用無人機潛力看好　制霸天空不再遙遠

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　　在北達科他州，無人機有820億的市場。在接下來的10年中，這些潛在的需求許多都可能轉化為真正的收入。專家認為精準農業(yè)捕獲到了這個市場的大部分份額。

　　雖然這項技術對農民和農業(yè)企業(yè)似乎有著巨大的潛力，但很少有證據證明其已經步入正軌。

　　“在農業(yè)中使用無人機的一個主要障礙，是缺乏概念和方法來證明無人機數據可以在作物和牲畜管理中使用?！北边_科他州立大學農業(yè)機械系統(tǒng)專家John Nowatzki說道。在該大學卡林頓研究推廣中心2014年的一個項目中，研究人員評估了無人機系統(tǒng)在作物和牲畜管理中的實用性和有效性。

　　“目前在北達科他州，有很多生產商、咨詢公司和小型精準農業(yè)廠商對無人機技術感興趣?！彼f?！拔覀兊难芯繉檫@些公司在農業(yè)領域成功使用無人機技術提供必要的信息和工具，研究也進一步拓展了農業(yè)無人機應用知識。”

　　卡林頓研究推廣中心還希望能夠開發(fā)出可供無人機使用的決策支持系統(tǒng)。

　　以下是12種無人機的潛在用途及研究的初步發(fā)現。

　　1.在玉米、大豆和向日葵田中識別作物發(fā)芽情況和作物數量。研究人員分別在播種后第一周和第二周，在田地的多個位置實地測量了作物的發(fā)芽情況和數量。每次無人機采集的多光譜圖像數據都會被修正、校準和處理，以便從周圍環(huán)境中檢測出作物。系統(tǒng)將計算每平方米中的作物，最后得出作物地圖。

　　研究發(fā)現：在無人機Draganflyer X4-C上安裝一臺具有多光譜圖像0.9厘米空間分辨率的索尼NEX5相機，可以用來收集玉米數量數據?？墒褂肕atlab這款軟件來計數。

　　“由無人機采集的歸一化植被指數(NDVI)已在大豆品種試驗中成功地預測了大豆生理成熟的日期?！笨诸D研究推廣中心的Mike Ostlie說?！拔覀兺ㄟ^無人機測量了玉米植株數量，并且也在田地中實地計數。我們發(fā)現當玉米植株非常小時，這兩種數據具有良好的相關性?！?/p>

　　2．識別玉米和小麥的氮缺乏情況。在一塊田地的不同位置，研究人員使用光學傳感器實地收集了5葉期和8葉期玉米的NDVI。在同一天收集的無人機紅外圖像數據將被修正、校準和處理，以檢測玉米氮缺乏情況。

　　研究發(fā)現：將從無人機圖像中得到的NDVI值與地面實際數據進行對比，從而驗證無人機數據的準確性。該數據可指導農民在生長季中按照可變速率施加氮肥。研究人員還收集了小麥開花期的NDVI數據，并將該數據與無人機數據進行了對比。

　　“我們比較了小麥田中的無人機數據和Green Seeker光譜儀數據?！監(jiān)stlie說?！巴ㄟ^這兩個平臺檢測到的氮缺乏情況有著相似的精確度。兩個數據收集系統(tǒng)的數值并不相同，但各處理間的差異是相似的?！?/p>

　　3．評估作物早期健康狀況。研究人員將利用卡林頓研究推廣中心對春小麥、大豆和玉米廣泛而多樣的研究，來識別不同地塊間作物早期的產量潛力、營養(yǎng)水平、植物活力和直立程度。

　　研究發(fā)現：研究人員將無人機收集的多光譜圖像與同期在地面上收集的相同參數的數據進行對比。

　　“Greenseeker光譜儀和無人機圖像都可在作物未成熟時預測春小麥和硬質小麥的產量潛力?！監(jiān)stlie說。

　　4．發(fā)現病害癥狀。病害管理系統(tǒng)的一部分是知曉某塊田地病害的發(fā)病率和嚴重程度，以便生產者在接下來的生長季可以更好地管理農作物或農田。

　　卡林頓研究推廣中心的合作者將在試驗范圍內識別一系列病害的嚴重程度。第一批調查的作物和疾病是染上菌核病的大豆和食用干豆類。研究人員也將對黃褐色斑、斑枯病及春小麥銹病等病害進行調查并量化。

　　研究發(fā)現：研究人員從谷物和豆科作物病害試驗中收集圖像，數據尚未進行分析。

　　5．查找蟲害癥狀。生產者需要監(jiān)視蟲害情況，從而確定危害程度、危害位置和施用殺蟲劑的量。

　　研究發(fā)現：蟲害識別仍在研究中。

　　6．監(jiān)視雜草的侵擾。生產者需要監(jiān)視雜草情況，從而確定危害程度、危害位置和施用除草劑的量。

　　研究發(fā)現：“GreenSeeker手持光譜儀和無人機初級掃描圖像都沒有提供多少有關雜草控制的信息?！監(jiān)stlie說道?！暗菬o人機圖像可以針對某個特定區(qū)域。于是我們在小麥田中發(fā)現，無人機圖像與肉眼觀測的雜草量有很好的關聯(lián)性。那些成叢生長的雜草，例如加拿大薊和普通馬利筋，需要采取特別的防控手段，無人機數據繪制的地圖可以在施用除草劑或耕作時起指導作用?！?/p>

　　7．發(fā)現對灌溉作物的水分脅迫。生產者在灌溉作物時需要了解水分脅迫情況，從而調整灌溉安排。

　　研究發(fā)現：2015年的新型熱成像設備能夠監(jiān)控水分脅迫。

　　8．關注耕作和輪作的影響。生產者需要監(jiān)控耕作和輪作對作物出苗、植株活力和產量的影響，這些信息會在每年選擇播種何種作物時起參考作用。

　　研究發(fā)現：相關研究正在進行中，研究結果尚未公布。

　　9．確定牛群的繁殖活動。成功繁殖對牛肉生產來說至關重要。對公牛母牛繁殖活動和行為的實時監(jiān)控可以讓生產者了解正常的繁殖行為并發(fā)現異常情況。

　　研究發(fā)現：相關研究正在進行中，研究結果尚未公布。

　　10．監(jiān)測動物的體溫及飼養(yǎng)場不同墊料的表面溫度。飼養(yǎng)場管理人員需要監(jiān)測飼養(yǎng)場的表面溫度，并將其與動物體溫相關聯(lián)，從而減輕動物的熱負擔。遠程監(jiān)控堆肥情況能夠更容易地確定是否需要進行翻堆或已經完成腐熟。

　　研究發(fā)現：研究人員將利用地面溫度表測量不同墊料的表面溫度。熱圖像數據將通過無人機收集，用來檢測飼養(yǎng)場的表面溫度。研究正在進行中，結果尚未公布。

　　11．檢測牧場中的患病動物。牛肉生產商需要盡快找出患病動物，對其及早治療或隔離。

　　研究發(fā)現：相關研究正在進行中，研究結果尚未公布。

　　12．識別動物的極端行為傾向。牧場會對動物進行每天三次監(jiān)測，用來識別破壞性行為。多光譜圖像數據將與地面實測數據進行對比，從而確保無人機識別離群動物的能力和精確度。在夏季動物放牧期間，該數據采集系統(tǒng)將被重復測試三次。

　　研究發(fā)現：相關研究正在進行中，研究結果尚未公布。

　　“這個行業(yè)仍處于起步階段?！監(jiān)stlie說?！霸跀祿幚硭俣群蛿祿杉榭吹确矫姹貙⒂芯薮蟮耐黄?。在這個過去的生長季中我們獲得了大量的數據用來進行評估，我們將繼續(xù)我們的研究工作，評估通過這種新技術還可以收集哪些信息?！?/p>

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