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无人机低空遥感技术在大田作物监测与产量预

来源:遥感 时间:2022/4/28
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摘要:该文对现代农业发展中无人机低空遥感技术进行分析,并对其在大田作物检测与产量预测中的主要应用进行探讨,提出其可以实施的理论与实践方法,以供相关人员参考。

关键词:无人机低空遥感技术;大田作物监测;产量预测

无人机遥感主要是利用现代专业的无人机飞行器技术、遥感与传感器技术、GPS差分定位技术等,来实现其自动化与智能化相关遥感与信息获取功能,在信息数据获取之后,经过遥感数据处理和应用分析,来进行国土资源、自然环境或者一些种植农田以及地震灾区的信息资料,为相关技术人员提供专业勘测的数据基础。目前无人机低空遥感技术具有机动性强、信息获取快、经济成本低等重要特点,在目前各个国家都已经成为重点研究的课题。而如何利用无人机低空遥感技术实施大田作物监测和产量预测,是该课题重点研究的内容,具体分析如下。

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精准农业技术应用

在目前的农业发展中,精准农业技术已经成为目前一种新型的发展模式,其主要是将信息技术融合各类高新技术来实现空间、时间的精准化管理,对于现代大面积作物种植与生产有着极其重要的作用。在精准农业技术中,其基本核心技术为3S技术,3S技术包含地理信息系统、全球卫星定位系统和遥感技术,缩写分别为GIS、GPS、和RS。这些技术可以搜集大田区域的种植信息,然后对这些信息进行管理与分析,将最终结果应用到大田农作物的监测和产量预测中,有效推进我国的农业建设与发展。经过年相关数据调查分析,美国大约有百分之30-50的农场都在应用精准农业技术,农场种植面积越大,该技术所创造的利润越高,其种植成本回收周期也相对越短。而在中国目前的农业发展背景下,随着机械化水平逐渐提升,精准农业技术也在其技术优势下,促进中国农业资源合理利用目标快速达成。

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遥感技术应用

遥感技术是精准农业技术极其重要的支撑技术,其可以在大范围内部的不同时间获取各个区域的实时数据,并且可以结合遥感影像来详细反应区域内部每个物体的各种性质,在地质勘探与农田监测中有着极其重要的意义和作用。在一般的高空远距离区域,技术人员可结合遥感技术来接收物体辐射或者反射出来的电磁波信息,将信息经过信息处理技术加工成可以精准识别的图像形式,在物体图像性质分析之后,为该区域的功能定位提供重要的信息资料。

在前期对遥感技术进行研究期间,农业遥感技术一直是重点的研究方向,结合机载和星载遥感可以对大面积农田中农作物实施有效的管理和勘测。随着高光谱技术的逐渐发展,遥感技术在中国精准农业、数字农业和生态农业发展中已经占据着核心地位,其以本身观测范围较大、信息较为综合等特点,在农业作物监测中有着重要的作用,能够实施连续不间断的监测,但是图像的分辨率还有待提升。随着近些年无人机技术的逐渐发展,无人机遥感技术已经以其智能化与制动化的优势在农业监测与产量预估方面有着重要的应用。无人机相比于卫星遥感技术,其具有观测范围小、图像分辨率高、操作简易灵活、并且可以拍摄视频影像,在现代农业中被广泛应用。

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无人机低空遥感技术应用

由于不同的植物其本身的光谱特征不同,因此每种植物所吸收、辐射和反射的广谱也存在不同之处。而无人机低空遥感技术主要是以植物的光谱特性为主要基础,结合波长对于植物生长的影响作用,将无人机上搭载图像传感器,在作物不同波段下采集不同的图像,进而分析农作物不同的特征参数。

在大田农作物监测和产量预测中,无人机低空遥感技术可以有效评估农作物的生物与物理信息,进而做出准确评估,为大面积农田管理提供技术保障。在具体应用中,其包含农作物种类识别、长势监测、土壤属性分析、自然灾害之后农作物的受损情况以及农作物产量预测能功能,并且在实际应用期间需要注意一下几点内容。

(1)在进行田间数据采集期间,需要首先确定目标和采集对象,将田间的试验品种进行记录,并且详细记录大田的地理位置、播种情况、施肥情况和灌溉方式实施情况等,同时需注意准确收集田间地质数据,如土壤的电导率、产量等。

(2)确定无人机所搭载的图像传感器种类,在有条件情况下,可以使用RGB可见光相机、热成像相机或者多光谱相机,并且需要在多个时期来来采集大田图像,作为农作物生长过程检测的数据基础。

(3)在数据采集与图像分析之后,需进行数据统计与建模,一般都是将数据分为测试集和训练集,其中训练集占据百分之90,用于建模使用,而测试集占据百分之10,用于评估模型精度,然后构建多元线性回归模型实施产量预测,最后利用假设检验的P值、决定系数、预测值和真实值之间的平均绝对差百分比进行模型评价,完成整个大田农作物的监测和产量预估工作。

4

结论

文章对无人机低空遥感技术在大田农作物监测和产量预测的作用和应用进行分析,希望能够为相关人士提供一些有效的建议和意见,进而促进农业产业的可持续发展。

作者单位:长春市公主岭市农业机械化技术推广总站

END

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