农业无人机遥感测绘技术应用与展望
摘要：该文对智慧化农业无人机遥感测绘技术的未来应用和前景进行了深入的探究。从应用的角度来看，涉及土地资源调查和管理、作物生长监测和评价、病虫害监测和预警系统、水资源和灌溉管理及农业保险和灾害评价等多个领域。从今后的前景来看，这项技术预计将不断创新与扩展，对农业产生更加深远的影响，并显示出它对促进农业智能化、高效化所起到的关键性作用及其巨大的潜力。
关键词：农业；智能化进程；无人机；遥感测绘技术
伴随着科技的进步，农业领域也正在经历一场深远的变革。智慧化农业已经成为农业发展中的一个重要发展趋势，无人机遥感测绘技术应运而生对农业具有巨大的推动作用。精准调查与有效管理土地资源是农业发展的根本，无人机可以高效地执行相关工作。农作物生长状态实时监测与准确评估对于农业生产具有十分重要的意义，利用这一技术能够及时地获得信息。对病虫害进行有效监测与预警系统可以降低损失，使用无人机可以在大范围内进行快速监控。水资源和灌溉管理与农业可持续性密切相关，在现代技术帮助下可以实现水资源的优化配置。在农业保险、灾害评估等领域中，无人机同样扮演着必不可少的角色。
1、智慧化农业无人机遥感测绘技术应用
1.1 土地资源调查与管理
使用无人机携带的高精度遥感设备可以在大范围内高效获取更多信息。例如，在对特定地区的1000 hm2土地进行研究时，其尖端的遥感技术能够准确地测量土地的面积，误差范围不会超过0.5 m2，并且其形状和边界的描述精度可以达到99%或更高。如此高度准确的资料，可为土地规划提供极为可靠的基础。这一技术比传统的调查方法有明显的优越性。传统方法在相同面积的土地上可能要几个星期甚至几个月的时间才能够完成勘测工作，而无人机遥感测绘只需要几天时间。并且它不受地形限制，不论崎岖山地或辽阔平原都可以方便地操作。在土地资源管理中，其能够对土地的变化情况进行实时监测。例如在发现50公顷土地撂荒后，该系统能够及时报警，使有关部门能够快速采取应对措施。
1.2 农作物生长监测与评估
智慧化农业的大环境中，无人机遥感测绘技术对于农作物的生长监测与评价起到了至关重要的作用。在对500亩农田进行观测的过程中，无人机有能力每1小时执行一次巡视，从而收集到大量关于农作物生长的详细数据。经过对这批数据的仔细分析，相关人员能够准确地了解农作物在不同生长阶段的状况，例如，在分蘖期的水稻所占比例为70%，而在拔节期则为20%。株高测量精度可达厘米级，覆盖度计算误差可控制在很小的范围。这些准确的信息对农业生产策略的及时调整具有重大意义。当观察到30%的农作物生长速度减缓，并且通过数据分析确定这是由于缺乏特定的营养成分时，可以有针对性地采取施肥措施。
另外，在进行病虫害的监控时，无人机可以探测到微小病斑的面积高达0.1 cm2，而虫害的最小标志尺寸是0.2 mm。结合图像识别等先进技术，相关人员可以在病虫害刚开始出现时就迅速识别出问题，例如能够检测到大约10%的农作物显示出病虫害的迹象，这样可以为相关人员争取到宝贵的防治时间，并有效地减少损失。对农作物产量进行评价时，可以通过对农作物生长过程中各种数据进行综合分析，例如生长速度和光合作用效率，从而对产量进行比较精确的估计，误差能在允许范围内，为进一步做好农产品市场供应及价格稳定工作提供重要的参考依据。同时该项技术也可以比较评价不同种植区作物生长情况，以帮助农民寻找最佳种植方法与管理模式，进一步提升整体农业生产效益。
1.3 病虫害监测与预警系统
智慧化农业下病虫害监测预警工作是关键一环。而无人机遥感测绘技术在该领域的运用给人们带来新的解决思路。以中国某地果园为例，常规病虫害监测方法通常费工费时且很难完全覆盖。并且通过携带多光谱相机无人机能够快速准确获取果园多光谱影像。这些影像既能反映果树生长情况，又能捕捉病虫害细微征兆。对这些影像进行分析可及时发现病虫害发生情况并采取适当措施进行防治。另外无人机可携带热红外相机对果树温度分布情况进行监测并进一步对果树健康状态做出判断。在一定区域稻田内无人机遥感测绘技术同样扮演着重要角色。通过经常巡视稻田，无人机能够及时发现稻瘟病和稻飞虱的危害，并且通过图像识别技术实现精准诊断。从诊断结果来看，农户能够及时有效地采取防治措施避免病虫害蔓延，以确保农作物产量与品质。
1.4 水资源与灌溉管理
农业生产离不开水资源，无人机遥感测绘技术也被广泛应用于水资源管理与灌溉中。以中国某区农田为例，利用无人机携带多光谱相机与热红外相机可对农田土壤水分含量与作物需水量进行实时监测。这些资料有助于农户合理地进行灌溉计划以避免过度灌溉和灌溉不足。同时无人机也可通过对地下水位变化情况进行监测为农田水资源管理提供科学依据。并将无人机遥感测绘技术应用于某区茶园。通过监测茶园土壤水分含量及茶树生长情况，无人机能够帮助茶农更准确地制定灌溉计划并提升茶叶产量与品质。另外，无人机能够通过对茶园小气候环境进行监控，从而对茶园管理情况进行更全面地了解。
1.5 农业保险与灾害评估
传统农业保险定损过程中常需花费大量人力与时间，定损结果通常不精确。而无人机遥感测绘技术在农业保险定损与灾害评估中的运用给农业保险定损带来一种新的解决思路。以中国某地水稻田为例，受台风灾害影响时保险公司需定损受灾水稻田。传统定损方法通常需花费大量人力与时间，定损结果通常不精确。通过携带多光谱相机与热红外相机无人机能够快速准确地获得受灾水稻田多光谱影像与热红外影像。这些影像既能反映水稻受灾情况又能捕捉水稻生长状况及土壤水分含量。对这些影像进行分析可准确评价水稻受灾情况，为保险公司定损提供依据。
另外，无人机可通过对灾害发展进程进行监控，从而为灾害预警及救灾工作提供科学依据。无人机遥感测绘技术对一定区域内森林火灾也有着至关重要的影响。对火灾现场多光谱图像及热红外图像进行分析可准确评价火灾范围及火势发展态势。这些资料可供消防部门制定科学救灾方案、提高救灾效率、降低灾害损失等。
2、未来智慧化农业无人机遥感测绘技术的展望
伴随着科学技术的日益进步，智慧化农业中无人机遥感测绘技术未来会展现出较为广阔的前景。一是无人机遥感测绘技术会越来越智能化。未来无人机会携带更高级的传感器与智能算法，可以自动识别与分析作物生长状况、病虫害等信息，给农户提供更准确的农业生产建议。比如无人机能通过分析农作物光谱判断农作物营养状况、自动调节施肥量、施肥时间等达到精准施肥的目的。
二是无人机遥感测绘技术会和其他农业技术更多结合。未来农业是高度智能化、信息化的体系，无人机遥感测绘技术会结合物联网、大数据、人工智能技术，从而实现农业生产管理更有效率。比如无人机能够结合物联网设备实现农田环境实时监控与管控；结合大数据技术实现农业生产数据分析挖掘；结合人工智能技术实现农作物智能识别分类。
另外无人机遥感测绘技术也会得到更多应用。无人机遥感测绘技术除应用于农作物生长监测，病虫害防治和水资源管理领域外，在农业保险和农产品质量安全追溯领域也将扮演重要角色。比如无人机能够通过航拍农作物进行农业保险定损，通过溯源确保农产品质量安全。
3、结语
毫无疑问，智能化的农业无人机遥感测绘技术为农业领域带来了前所未有的机会和前景。有理由相信随着科技的进步与改进，它在农业上的运用会越来越广，越来越深，对确保粮食安全、增加农业效益、推动农业可持续发展会起到更大的推动作用。期待这一技术能在未来再创辉煌，带领农业走向一个更加智能化和现代化新时代。
