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植保無人機發展現狀及未來展望

作者:未知

  摘 要 隨著現代農業不斷的推進,傳統農業技術手段已經無法滿足現代農業發展的需要,而植保無人機作為重要的航空工具,在農業領域的應用,對于實現我國農業的可持續發展發揮著重要的作用。雖然植保無人機取得了一定的成效,但仍然存在諸多方面的問題有待解決。基于此,概括了植保無人機的發展現狀,同時論述了其存在的問題,并重點對植保無人機的未來發展做出了展望。
  關鍵詞 植保無人機;發展現狀;未來展望
  中圖分類號:F323.3 文獻標志碼:B DOI:10.19415/j.cnki.1673-890x.2019.18.086
  1 植保無人機的發展現狀
  基于植保無人機的發展歷程來看,無錫漢和第一架植保無人機于2008年問世,作為現代植保的前沿技術,得到了迅速的發展。2015年12月,國內該領域取得了突破性的進展,直保無人機企業迅速崛起,并且已經有超過了200家企業,其中10家企業具有自主研發能力[1]。基于植保無人機的生產角度分析,保有量高達3 000多架,總作業面積高達73.3萬公頃。此外,根據相關數據調查顯示,當前與無人機相關的農業裝備技術研究所迅速的發展起來,并且已經發展到20余家,主要從事低空遙感平臺、GPS自主導航、農業航空噴藥以及農業無人機平臺等技術方面的研究,為我國農業的發展作出了卓越的貢獻。此外,2011年國內多家研究中心以及科技大學組建了國內首個農業航空產業技術創新戰略聯盟,為植保無人機的技術研發發揮著重要的作用。當前,國內植保無人機按照動力劃分主要分為兩種類型,即電動式與油動力式。根據螺旋結構劃分三種,即多旋翼、單旋翼、固定翼。而當前這些類型的植保無人機的研發,主要用于農林植物的保護。與此同時,在具體的應用過程中,通過GPS飛控或者地面遙控等操作,能夠達到以防治病蟲害為目的的噴灑作業,這對于我國農業的發展,發揮著積極的促進作用。
  2 植保無人機發展中存在的問題
  2.1 植保無人機專用藥劑不足
  受植保無人機作業自身的特點所限制,其對于農藥藥劑類型等具有較高的要求。對于那些腐蝕性強、溶解性較差的藥劑來說,無法適用于植保無人機。尤其現階段,并沒有太多的公司研究針對植保無人機專業的藥劑,以及助劑的藥劑。與此同時,嚴重缺乏其專用的病蟲害防治藥劑,并且缺乏較為完善而統一的使用標準,無法實現針對藥劑特性與混合性的科學性。除了當前這些問題以外,還存在無法保證藥量與藥效等問題,這在很大程度上為環境帶來負面影響[2]。
  2.2 缺乏專業的人才隊伍
  植保無人機需要專業的飛手為用戶進行服務,不僅要求飛手具備專業的操作能力,而且還需要掌握維修與維護的技能,但當前植保無人機嚴重缺乏專業的飛手。由于植保無人機高昂的價格限制,植保無人機當前未能夠得到推廣。現階段,國內高校飛行專業與培訓機構匱乏,未能夠為專業飛手提供培訓的場所。基于此方面所限制,導致人才培養相對較為滯后。此外,由于植保航空執飛、機務等人員,絕大部分來自于其他航空領域,如果聘請這些專業人員負責植保無人機飛行,必然會增加其成本。因此,截至2015年10月,國內只有1 159人獲得了無人機駕駛員合格證,嚴重阻礙了植保無人機行業的發展。基于目前國內植保無人機該方面來講,嚴重缺乏專業的操作培訓學校,未能夠為專業飛行員提供專業培訓的場所,并且缺乏健全的培訓機制,致使飛行人才隊伍面臨著嚴重匱乏的局面。
  2.3 缺乏健全的行業標準
  植保無人機行業嚴重缺乏健全的行業標準,這在一定程度上限制了行業的發展,嚴重阻礙了無人機的規模化發展。根據相關數據統計,目前國內已經擁有百余家企業生產旋翼飛行植保機,尤其在實際的生產過程中,并沒有建立完善的行業標準,以及標準化的管理標準,致使其生產以企業標準為主。此外,在售后服務的過程中,極容易出現不同生產公司的零件,無論在技術方面,還是在具體的規格上都存在明顯的不兼容問題。而當前這些問題,極大地降低了售后服務的效率,對于植保無人機的推廣產生了嚴重的影響[3]。
  3 植保無人機未來發展的展望
  3.1 產學研發展模式逐步建立
  當前,隨著植保無人機的迅速發展,越來越多的企業相繼對新型的發展模式做出嘗試。國內多家企業共同簽訂了產學研合作協議,實現多方面的實質性合作,包括技術開發、聯合施藥試驗等領域的合作。同時,與國內幾十個省份進行了技術方面的合作,共同進行了關于北斗衛星導航、有人機航空遙感、無人機航空遙感等技術方面的研究,現階段在該領域取得了顯著性的成效[4]。
  3.2 精準噴施作業未來可期
  在植保無人機的發展過程中,精準噴施作業是植保無人機發展的重要目標,但要想實現當前這一目標,則需要借助GIS技術創建精準的植保作業處方圖,并在此基礎上,實現多光譜輔助、傳感器等有效融合。尤其在實際的植保作業中,需要按照處方圖進行作業路線的設定。通過植保無人機的智能飛行控制,以此來實現無人機的自主飛行,或者達到遠程控制的目標。對于部分小區域面積而言,植保無人機能夠做到及時有效的運用。植保無人機在進行自主飛行過程中,能夠通過諸多方面的先進技術,如超聲波測距技術、遙感技術、GPS技術等,在線感知環境形勢,根據實時采集到的環境信息進行建模分析和輔助決策,及時調整飛行路線和施藥設備參數,進行避障飛行和精準施藥。而通過當前這種模式,不但可以減少霧滴出現漂移等現象,而且還有助于提升無人機作業效率。當前,絕大多數植保無人機智能飛行研究通常主要在相對確定的環境下開展的,而針對當前的研究分析表明,其長遠的發展目標在于能夠在快速變化的不確定環境,通過技術方面研究,進一步增強無人機對地形的適應能力。通過研究表明,這種方式不僅可以控制其飛行精度,還能夠真正意義上實現無人機精準噴施作業的目標[5]。
  4 結語
  科學技術不斷的深入發展,促進了植保無人機產業化發展,在一定程度上加強了其技術、人員、配套設施方面的建設。尤其當前,隨著企業與科研院校的交流合作,植保無人機將會實現智能化、精準化的發展目標。因此,必須注重植保無人機技術方面的科研,逐漸加大科研力度,提高其技術方面的可靠性,進一步提升無人機的可操作性。此外,基于創新發展的背景下,通過建立農業航空標準,有助于合理規范農業航空市場,并且進一步推進了農業航空技術在農業領域的應用,進而實現植保無人機效率。
  參考文獻:
  [1] 周志艷,臧英,羅錫文,等.中國農業航空植保產業技術創新發展戰略[J].農業工程學報,2013,29(24):19-25.
  [2] 茹煜,賈志成,范慶妮,等.無人直升機遠程控制噴霧系統[J].農業機械學報,2012,43(6):47-52.
  [3] 郭永旺,袁會珠,何雄奎,等.我國農業航空植保發展概況與前景分析[J].中國植保導刊,2014,34(10):78-82.
  [4] 張東彥,蘭玉彬,陳立平,等.中國農業航空施藥技術研究進展與展望[J].農業機械學報,2014,45(10):53-59.
  [5] 溫源,張向東,沈建文,等.中國植保無人機發展技術路線及行業趨勢[J].農業技術與裝備,2014(5):35-38.
  (責任編輯:趙中正)
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