一、超高分辨率精準農業遙感背景
遙感分辨率尺度決定了精準農業開展的尺度,傳統遙感技術受到分辨率限制,只能按照地塊為操作單元來開展農業活動。但是如果想更好地利用耕地資源潛力,科學合理利用物資投入,以提高農作物產量和品質、降低生產成本、減少農業活動帶來的污染和改善環境質量,那么遙感的最小單元就必須要從地塊尺度進一步提升到每一顆植株,農業大數據技術將向更加精細化、集成化方向發展。
二、技術的優勢和必要性
無人機技術在我國的農業發展中有著廣泛的應用,包括播種、施肥、病蟲害防治等環節,在規模化的農業生產中已經有了成熟的應用模式,但這種應用仍然是表面的、粗獷的,離真正的精準農業仍有不小的差距。
因此睿鉑科技結合自身在可見光傳感器領域多年的技術積累,研發了專門針對農業巡查的高精度可見光相機。
(1)高精度可見光相機能夠提供高分辨率的圖像,即使是微小的細節也能清晰可見,具有廣泛的應用價值。
作物監測與評估:高精度可見光相機能夠用于實時監測作物的生長狀態,如葉片顏色、形狀、大小等,從而判斷作物的生長是否健康。通過對圖像的處理和分析,還可以提取出更多有關作物生長的信息,如生長速率、密度等;

病蟲害檢測:高精度可見光相機可以捕捉到作物葉片上的病斑、蟲洞等異?,F象,幫助農民及時發現病蟲害問題。通過對比正常葉片和異常葉片的圖像,可以確定病蟲害的類型和程度;

精準農業實踐:結合可見光相機的圖像數據和地理信息系統(GIS)技術,可以實現精準農業實踐,通過對農田的精確劃分和作物生長情況的實時監測;
智能農業裝備:可見光相機還可以與智能農業裝備相結合,實現農田的自動化巡檢和監測,這些裝備可以搭載可見光相機進行大面積的農田巡查,大大節省了人力成本,提高了巡查效率。
(2)高精度可見光無人機巡查在農業中的應用,可以為農業領域帶來了顯著的經濟效益和社會效益。
經濟效益方面:
成本降低:傳統農業監測方法往往需要大量人力物力投入,而高精度可見光無人機巡查能夠在短時間內覆蓋大片區域,減少了對大量人力的需求,從而降低了成本。
精準決策:通過無人機采集的高清圖像,農業經營者可以更準確地了解作物生長情況、病蟲害分布等信息,從而做出更精準的決策,如施肥、灌溉和噴藥等,提高了資源利用效率。
產量提升:基于無人機圖像采集的數據,農業研究者可以分析作物生長的最佳條件,優化種植模式和管理策略,從而有望提高作物產量。
社會效益方面:
環境保護:高精度可見光無人機巡查有助于精準識別病蟲害區域,減少農藥的過度使用,降低對環境的污染。同時,通過優化種植模式,可以減少土地資源的浪費,促進農業的可持續發展。
食品安全:通過無人機對農田進行實時監測,可以及時發現并控制農藥殘留等潛在食品安全問題,提高農產品的質量和安全性。
農村發展:高精度可見光無人機巡查的應用,有望推動農業信息化和智能化的發展,提高農業生產的科技含量和附加值,促進農村經濟的繁榮和農民收入的增加。
三、超高分辨率遙感相機
基于農業高分辨率遙感數據的需求睿鉑開發了中畫幅高分相機SF10M2,采用了中畫幅圖像傳感器,擁有1.2億像素圖像分辨率,使用睿鉑自研的MLE鏡頭,能夠有效控制色差,并把鏡頭畸變控制到千分之三以內。使用MLS機械無畸變快門,大幅度降低運動畸變。相機具有120mm超長焦距能夠在10米的航飛高度采集0.3mm分辨率尺度的航空影像數據;

SF10M2高分辨率遙感相機
專業的巡檢相機,不但能夠有效提高巡查效率,還能夠采集超高分辨率的影像數據,大幅提高巡查質量,為精準農業提供扎實可靠的數據支撐。

四、遙感航線規劃軟件
航測智繪是睿鉑自研的一款航線規劃軟件,除了支持睿鉑全系列設備的網格、環繞、仿地、立面四大類航線規劃功能外,還支持自主導入DEM高程文件并自動識別高程類型,以及三維模型一鍵導入并自動對齊底圖地物的功能。配合快拆云臺,能兼容市面各種形態的無人機平臺,實現一機多用,有效提升作業效率。可用于大面積、高精度、紋理復雜的建圖航拍,其特有的優勢可廣泛應用于智慧城市、城市規劃、巡檢偵查等領域。
通過航線規劃軟件,結合無人機的定位系統,可實現無人機自主巡查作業,大量減少人工干預,并且可以對重點區域或已發現問題區域執行高頻定點復查。
還能夠實現對不規則農田及梯田的全覆蓋仿地巡查,確保巡查的精度。

巡查航線
五、發展趨勢
過去的三十年我國農業現代化取得長足進步。農業生產基礎設施全面加強,建成高標準農田8億畝,有效灌溉面積10.3億畝。農業生產基本實現機械化,主要農作物耕種收綜合機械化率達到71%,農機總動力超過10億千瓦。農業科技取得重大發展,全國農業科技進步貢獻率超過60%。農業生產的化肥、農藥利用率明顯提升,農作物良種覆蓋率超過96%,秸稈綜合利用率超過86%,農膜回收率超過80%。科學技術,為我國的糧食安全戰略和全面脫貧打下了堅實的基礎。
未來,自動化、智能化、信息化將會成為我國農業新的發展方向。通過數字化管理平臺對農田進行精準管理,自動化農機完成耕地、播種、收割等工作,無人機采集作物的高清影像數據,由人工智能結合大數據等技術手段,對作物的生長情況、病蟲害情況進行精準分析,再由無人機完成定點施肥或噴灑農藥。整個過程將極大地節省人力成本,降低化肥的浪費和農藥對環境的污染。為農業增產、農民增收提供科技支撐。
實現智能化、信息化的農業,離不開海量農業數據的支撐。尤其是高分辨的影像數據,是人工智能訓練和大數據分析的基礎。因此,在未來的一段時間內,采集海量的高分辨影像數據,必將成為我國農業科技發展工作的重點。

