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1、基于大数据监测的植保无人机动作决策与农业航空植保发展概况及前景分析摘要:为了更好实现山区桃树施肥自动化控制，利用智能化的数据监控技术,在进行植保机控制时使用图像识别技术以及卫星导航技术。GNSS通信卫星网站采用导航技术，将喷雾器设置在渐变色部分和运动轨迹点的山区，快速转弯。利用图像识别技术处理专业问题，构建基于翠绿色灰度法的图像灰度计算方法，并使用大津法进行图像分割。图像通过平均滤波设备和膨胀和腐蚀填充方法进行，以创建树杆的边界。获取树杆边界点坐标，利用二次多项式拟合精确测量运动轨迹和视角，建立通信卫星网站导航与图像识别技术技术导航栏转换规则。关键词：无人植保机；互联网技术互联网大数据；GNS
2、S导航栏；获得边界点跟踪线性拟合1系统配置飞防四轴飞行器能够较为高效可靠地工作，在对基本数据的预处理之中，利用GNSS通信卫星网站导航技术和图像处理导航栏技术进行管理导航栏与飞行防御分离。整个系统分为GNSS通信卫星网站导航控制模块、图像处理控制模块、风水罗盘控制模块、导航条模块和4个磁矩全控模块。植保机由4只桨驱动，根据风水罗盘识别植保机当前的姿态。根据GNSS控制模块，旋转导航条的系统首先到达颜色渐变部分的施肥的坐标和该部分运动轨迹的点。接下来，GNSS系统根据卫星信号创建当前植保机的位置和视角，将上述信息发送给导航条控制模块，控制4个叶片，调整植保机姿态，头顶朝向整体目标的一部分。图像处
3、理控制模块RGB监控摄像头采集小山坡人工林冠图像，进行图像分割、滤波、降噪和修正，获得主极边界点，制作运动轨迹拟合曲线，传输事故由导航栏的全自动控制系统处理，操纵4片叶片调节植保机姿态。2互联网技术互联网大数据导航飞行防御机场航线选择为了更好、更强、更高效地将中草药洒在山顶的果树之上，植保机必须匀速旋转,缓慢驶向种植地点。基于云技术和通信卫星网站导航技术和图像处理技术,使之得到快速发展，并利用高精度导航栏，分别创造了两种选轨方式以及转换规则。对植保机姿态选择全过程进行图像处理。将植保机数码相机采集的种植区的图像数据信息用二值化的方法对其进行分割。为了能够获取树杆边缘精确的锐度坐标，运用正均值滤
4、波设备和膨胀侵蚀填充法来处理收集来的图像数据信息，使主极边缘的图像更加清晰。二次多项式用于拟合运动轨迹的数据图。精准测量植保机自身航角，调整植保机姿态，沿轨迹起航。区分工作是否在进行：工作进行后，进行操作过程；未完成时，根据运动轨迹线测量运动轨迹的角度，然后再次启航。通信卫星GNSS导航栏和视觉导航方式改变。植保机开始工作，进入GNSS导航栏模式，以区分是否是已经到达种植地点渐进作业的部分。到达指定目标后，切换到视觉导航模式。3植保机切换网站导航栏的决定选用兼容北斗定位系统、GPS等导航卫星数据信号的GNSS全球导航卫星系统软件技术，保证稳定性。精度等级为2.5m,速度精度为O.lm/s。正方
5、向的精度满足现场植保机转换的要求，因此，选择了NEo-M8P-2集成1C。转到通信卫星网站导航的姿势过程。对其所有的工作进行全程跟踪：通过种植区的位置和运动轨迹坐标来完成。植保机根据GNSS模块的通信卫星位置信号计算位置和方位角。加载运动轨迹点的当前轨迹点坐标，计算出与反四轴飞行器飞行轨迹角度相关的下一个运动轨迹点。计算植保机当前导航角度，进一步调整姿态，再次进入下一个航道点。判断是否到达运动轨迹点：未到达时，再次准确测量零件的前进方向角，调整前进方向。识别工作中是否属于图像渐变色部分：到达时转动导航栏继续，植保机停止，切换图像处理导航栏模式；如果没有到达，则在加载下一个跟踪点列之前再次进行旋
6、转和导航。4结语方案设计基于云技术，拥有独立的植保机姿态选择系统，逐步旋转植保机导航栏和喷雾机内低速精准导航栏。根据GNSS通信卫星网站导航的技术特点，设置植保机果园喷雾机渐变色部分及提前到达该部分的运动轨迹点，进行植保机快速更换。使用图像处理技术使喷雾器正确航行。首先，在翠绿灰度法的基础上创建了精确的灰度测量y=-2R1.88G0.8B后，采用OtSU法进行图像二值化。随后，在开发设计正均值滤波装置时，选用膨胀腐蚀填充法对树杆的二值图像进行改进。再次找到主极点的定界坐标，用最小二乘法使运动轨迹锥服从。最后，建立旋转场与喷雾机操作过程之间的转换系统软件。检查图像处理选择方法，设置11个绿色运动
7、轨迹点，导航条曲线图与所选点的发展趋势同步，避免出现选点偏差的问题。为了满足喷雾机精度要求，要确保误差小于0.45m。摘要：是农业大省和农业有害生物多发、频发、重发省份，重大病虫防控任务繁重。该文综述了植保防控模式的重大创新一农业航空植保发展的4个阶段、4种形式及推动飞防产业发展的主要做法，分析了制约和影响产业高质量发展的短板和问题,提出强化科技攻关，破解技术瓶颈；强化政策保障，助推产业振兴;强化监督管理，持续健康发展；注重协调均衡，形成优选植保航空机械、多种类型植保机械共存的作业服务局面的对策建议。关键词：农业；航空植保；发展对策；年以来，中央连续在号文件中多次强调要“大力推进农作物病虫害专
8、业化统防统治二年中央号文件指出要“加强农用航空建设二年月，农业农村部（原农业部）印发到年农药使用量零增长行动方案，提出淘汰传统喷洒工具，推广新型高效植保机械，包括固定翼飞机、直升机、植保无人机等现代植保机械。作为农业大省和农业有害生物多发、重发、频发省份，始终认真贯彻落实中央决策部署，坚持把农业航空植保作为农作物病虫害专业化统防统治的重要组成部分和先进技术手段，不断加强服务指导，强化政策扶持，推动提质增效，全省农业航空植保取得了迅猛发展，在近年来的农作物重大病虫应急防治和生物灾害统防统治方面发挥了重要作用，并呈现出广阔的发展前景。1农业航空植保发展情况农业植保航空发展总体呈现4个阶段、4种形式
9、。1.1 萌芽阶段-飞机防治东亚飞蝗中国历史上有三大自然灾害，分别是旱灾、涝灾和蝗灾。是东亚飞蝗传统蝗区，发生面积大，防治任务重。农业航空植保在的萌芽和发展，是从上世纪五十年代使用“运-五”飞机喷洒马拉硫磷农药防治蝗虫开始，并一直延续至今。目前全省建有多处治蝗专用飞机场，有比较完备的作业设施，制定了飞机作业前后的各项流程制度及防治蝗虫作业系列技术标准，每年飞防面积IOO万亩左右，使用飞机主要Y5-B、Y-IKGA-200海燕650B等有人驾驶固定翼飞机，主要作业区域是在荒滩、荒地和湖区、库区、滩区，重点区域如黄河三角洲、南四湖、黄河两岸沼泽区、峡山水库等。飞机防治作业作为防治东亚飞蝗为最有效、
10、最快捷的应急防治手段连年应用，为控制蝗害做出了巨大贡献。1.2 扩展阶段-飞机防治美国白蛾年，处在黄河三角洲的市，局部地区美国白蛾发生严重，该市市政府权衡利弊后，决定利用正在执行治蝗任务的“运-五”飞机应急防治，当年进行了2个架次的防治作业，及时控制了当地美国白蛾的危害。此后，美国白蛾在全省连年普发，部分年份发生偏重，其他市地借鉴市的做法，探索使用飞机防治林业害虫,积累了大量丰富的经验。从年起，省林业部门开始在全省组织实施大面积飞防作业，每年作业面积都在200万亩以上，有力控制了美国白蛾等林业害虫的发生蔓延，同时催生了一批专业飞防公司，加快了全省航空植保产业的发展。1.3 转型阶段-无人机飞防
11、示范推广年，省植物保护部门利用华盛公司研制的多旋翼植保无人机开始进行试验示范，初步认识到航空植保在防治农业有害生物中具有很大的推广价值。年省植物保护总站通过实施“省农业重大有害生物专业化防控体系建设项目”，采购了一批遥控无人直升飞机,装备了3家实力较强的统防统治服务组织。并与中国农大、全国农技中心、省农药检定所等多部门展开合作，深入进行飞防作业试验示范，明确防治效果，摸索作业参数，计算防治成本，为大面积应用提供了科学依据，推动了植保无人机的推广应用。涉及的病虫害主要有小麦蛎虫、玉米螟、玉米大斑病、马铃薯晚疫病等。1.4 高速发展阶段-多机型广泛应用年以来，全省无人机保有量连年高速增长，其他各类
12、型有人机也快速增加。其中无人机，年全省仅架，年突破架，年均跨越式增长，年达到架。民航辖区目前具有农林喷洒运行资质的有家公司，共有飞机余架，主要机型为R22、R44、A2C、小松鼠AS350、贝尔407等。当前，全省全年飞防作业面积近2亿亩次，飞防作业靶标作物从小麦、水稻、玉米拓宽到蔬菜、果树等，靶标有害生物从病虫拓宽到杂草和生长调节。植保无人机的应用，有效提高了工作效率、喷洒精度和农药附着率，助推农药利用率提高到40.6%,已经成为全省农作物病虫害应急防控的重要手段。2推动飞防产业发展的主要做法2.1 强化政策扶持和引导各级农机、财政和民航管理部门站在打造乡村振兴齐鲁样板、加快新旧动能转换、推
13、进“两全两高”农机化发展的高度，着力引导和推进全省农业航空植保发展。在政策支持方面，一是至年连续年组织实施了“省农作物病虫害专业化统防统治能力建设示范项目”，累计投入资金亿元，先后扶持个县的多个服务组织,配置新型高效植保机械万台（套），其中一大部分是植保无人机，显著提升了服务组织的装备水平。二是创新农机购置补贴政策。年月日，省农业农村厅商省财政厅下发了关于进一步推进植保无人机规范应用试点工作的通知（鲁农函字U号），利用全省上年结转资金开展植保无人飞机规范引用补贴试点工作，充分发挥农机购置补贴政策的引导作用。近三年来,扶持全省配置植保无人机多台，15L以上无人机占70%以上，仅年，共落实植保无人
14、机补贴资金万元，补贴植保无人机台。2.2 规范植保飞防服务发展强化农作物病虫害防治条例农药管理条例的宣贯，促进依法用药、规范施药。制定了省农作物专业化统防统治管理办法，要求“服务组织注册登记，服务人员持证上岗，服务方式合同承包，服务内容档案记录，服务质量全程监管”，提出“六有”（有法人资格，有固定经营场所，有稳定作业队伍，有植保信息员，有作业技术规程，有服务档案进行管理），规范组织发展。研制并发布农用植保无人飞机施药安全技术规范等多项省地方标准，填补了国内无人机标准的缺失。年以来，农业农村部结合实施“到年农药使用量零增长行动”，组织农药、药械生产企业与农业新型经营主体合作，在全省共建百余个病虫
15、害统防统治和绿色防控融合示范基地，集成示范农作物病虫全程综合防控技术模式，加快无人机等高效植保机械的推广应用。在年全国农作物病虫害专业化“统防统治百县”创建中，全省共有个县创评为“统防统治百县二2.3 开拓航空植保作业市场一是政府购买服务。组织实施了小麦“一喷三防”、玉米“一防双减”、重大病虫应急防控、东亚飞蝗飞防等一系列重大关键防控行动，由政府主导购买防治服务，年均投入超过亿元，推动统防统治作业开展。其中仅玉米“一防双减”，省财政连续实施年扶持亿元，先后在个重点县组织实施，累计示范面积万hm2。二是积极培育防治市场。通过大范围宣传、大面积培训，培养和提高了农户花钱购买病虫防治服务的习惯意识，
16、农户购买防治服务的比例也逐年上升，加速形成了新产业、新业态。粗略测算，当前全省农作物病虫害防治市场总值约亿元，并且呈现不断增长趋势。2.4 培育飞防作业专门人才积极开展农作物植保员等工种的技能培训鉴定工作，全省共鉴定万人，有力地提高了从业人员职业素质。协商相关部门，将植保无人机飞防赛项列入全国农业行业职业技能大赛和省“技能兴鲁”职业技能大赛，促进了飞防技术交流和提高。强化线上线下培训，全省年均举办农药减量控害、科学安全使用、绿色防控等各类培训余场（期、次），培训农民种植大户、专业化防治组织机防手万余人（次），发放培训资料余万份，进行广播电视和网络宣传余次。市人社局联合市委组织部、农业农村局等部
17、门，在全省率先启动植保飞防无人机技能认定，形成了完整的乡村人才分类评价制度体系。3制约航空植保高质量发展的问题农用航空植保是一项特殊行业，在省仍处于起步阶段，发展航空植保尚存在一些问题和困难。3.1 行业经营风险较高大型有人驾驶飞机投入大，运营、维修、保养成果较高。无人机需要机身稳定强、飞控智能化、喷头质量好、风场分布稳，目前无人机质量、性能及功能有待完善和提升。飞行服务基础设施落后，售后服务体系不健全，出现故障难以及时维修。保险机制没有建立，药害事件、药效纠纷、飞机坠毁事件时有发生，经营风险难以控制。3.2 药剂剂型短板突出飞防一般作物每亩药液的用量为500-1000mL,采用低容量或超低容
18、量喷雾，雾滴直径要求比较小，要求助剂有分散、乳化、渗透、润湿、热稳定、防降解等功能外，还要防漂移、抗蒸发、防弹跳滚落和促进吸收。当前飞防使用的多是地面作业药剂，适合飞机作业的药剂和剂型严重不足。目前取得农药登记的超低容量液剂仅有广西田园生化股份有限公等6家企业的19个品种（其中杀虫剂12个；杀菌剂6个，植物生长调节剂1个），亟待进一步健全和丰富。3.3 行业监管有待加强中国农用无人植保机作为一种新农具，其产品标准、3C认证、市场准入、飞行作业审批、防治效果监测、纠纷问题处置等，均缺乏科学有效监管、规范和服务。尤其是飞防质量标准和飞防安全标准，还需要进一步明确和完善，并作为法规和制度进行强制性管
19、理，空域管理机制问题一定程度地导致作业程序复杂。3.4 低容量喷雾理论研究不足航空植保属低容量或超低容量喷雾，但目前缺乏对雾滴沉积控制、变量精准施药等相关领域的全面和深入研究。国内缺乏适合飞防作业的转笼式喷头和离心式喷头。药效监测不到位，作业缺乏监管，导致飞防效果差异较大。3.5 对植保技术方案提出更高要求飞防作业面临不同作物、不同季节、不同区域的各种病虫害，同时需要考虑药效持久性、飘逸药害风险、对生态影响等各种因素，技术性极强、时效性较高,对植保技术方案的制定和技术指导提出更高要求。4农业航空植保前景分析随着农业现代化进程加快，农业新型经营主体快速发展，农村劳动力短缺和人工成本急速增加，特别
20、是农业生物灾害多发重发，作业效率高、适用范围广、节水、节药环保型、用工少的大中型植保机械和农业航空植保机械的需求越来越迫切。目前农业航空植保整体还处在发展初期，在这种旺盛需求的刺激下，预计农业航空植保特别是植保无人机具有广阔的发展前景。同时，航空植保是农业机械化的发展和延伸，是农业生产中应用的一项高新技术，是农业现代化发展的重要方向，农业航空植保将成为中国农业植保专业化统防统治的重要发展方向和保障国家粮食安全的重大措施。应当强化监管和服务，推动航空植保操控智能化、作业精准化、功能更优化、喷施装备优化，促进农业航空植保高质量发展，使其成为中国农业的战略性新兴产业。5发展对策建议5.1 强化科技攻
21、关组织深入开展和推进农业航空植保技术应用研究，围绕增强飞机性能、提高飞防效率、降低防治成本、提高防治效果，对飞机设备创新、飞控操作简便、专用药剂开发、优化变量施药、精准作业喷雾、作业规范、药效监测等进行协作攻关，破解技术瓶颈，提供有力科技支撑。5.2 强化政策保障加大农机购置补贴对飞防机型的补贴力度，降低购机成本。对专业化和社会化的农业航空服务组织在培训服务、融资贷款、经营税收、用地保障等方面提供优惠政策。研究制定轻型农用小飞机政策性强制性保险,建立健全风险分担机制。整合相关农业项目，对购置植保无人机给予叠加补贴或对飞防植保给予作业补贴。大力推行政府购买服务，充分发挥专业化统防统治防治效益、效
22、率、效果优势。5.3 强化监督管理制定农业飞行作业管理规范和农业飞行作业操作人员岗位培训与资质认证体系，制定完善航空植保作业质量、防治效果评价和环境风险评估标准规范。探索建立区域飞防监控平台，对飞防作业的飞行轨迹、施药流量、作业质量等进行实时监管，促进航空植保产业的高质量、高效益和安全可控发展。5.4 注重协调发展植保无人机轻便快捷，作业效率高，但受环境影响较大，因避障容易漏防失防，同时除草效果偏差，劣势也较为明显。喷杆式喷雾机等地面机械购置及维护成本低，在防控作业质量等方面比植保无人机更具优势、更有保证。因此，务必认清不同类型植保机具作业服务的优势，不能剃头担子一一头热,做到因地制宜、因时制宜，既要进一步发展植保无人机数量，也要大力推广应用喷杆式喷雾机等多种地面机具，充分发挥各类机具的作业优势，形成优选植保无人机、多种类型植保机械共存的作业服务局面。
