无人机基础概论 课件 7.1 无人机植保技术

7.1无人机植保技术随着互联网信息技术的带动和市场需求的驱动，各种新技术逐渐出现在智慧农业的应用领域，无人机植保技术成为了人们的关注焦点，这是民用无人机在非消费市场的第一次成功商业化应用。植保无人机即用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机。该型无人飞机有：飞行平台（固定翼、单旋翼、多旋翼）；GPS飞控；喷洒机构三部分组成，通过地面遥控或GPS飞控，来实现喷洒作业，可以喷洒药剂、种子、粉剂等。前言相比于传统的农业机械和人力对农作物进行农药喷洒的作业形式，无人机植保作业具有以下优势：更好的机动性和更高的作业效率，可有效解决山地丘陵地区和水田等机械难以作业的问题；减少对施药人员农药危害；缓解农村劳动力短缺问题、提升施药装配市场竞争力、推进农业生产的可持续发展。无人机植保技术正逐步成为我国农业的战略新兴产业。因植保无人机作业时通常要求在距地面不超过2m的超低空贴地飞行，这需要飞手不但具有较高的操作水平，同时也要具备较强的心理素质。1.国外植保无人机发展现状日本是国外应用植保无人机最早的国家，因此当前日本关于植保无人机的技术也最为成熟。日本的特点是人多地少，因此主要使用小型机喷雾和直升飞机航空服务等方式进行农业植保，当前日本的植保无人机已经超过了3000架，操作人员已经超过了14000名，植保无人机的作业面积已经超过了全部耕地面积的50%。可以看出植保无人机在日本有着比较高的应用度，而这也是其植保无人机技术较为领先的保障之一。7.1.1发展现状

美国也是应用植保无人机比较早的国家之一，早在1949年美国就已经开始针对农用飞机进行研究，而且美国的农业航空在农业中已经有超过了15%的贡献率，其中水稻种植对农业航空应用达到了100%。美国曾经因为水稻种植成本较高而放弃了国内种植，直到开始应用农业航空以后从一个水稻进口国转变为了水稻出口国。韩国耕地面积达到了国土面积的1/5，农业人口占全国总人口的1/10，而且主要使用的为家庭农业模式，因此韩国虽然也引用了农用无人机，但实际数量较少。直到2010年才达到了130，近几年韩国的无人机数量有所增长，目前已经超过了500架。7.1.1发展现状

2.国内植保无人机发展现状中国在20世纪50年代才开始研究无人机，虽然相较于其他国家起步较晚，但我国对无人机投入了非常多的资源，对农用无人机而言，在土地制度改革的背景下，传统零散的种植方式转变为了集约化的农业生产，这为无人机的快速发展与应用范围的拓展提供了充分保障，而且也出现了很多优秀的无人机机型，其中应用范围比较广泛的有大疆公司的MG-1农业植保无人机（见图7-2）、零度公司的守护者z-10农业植保无人机（如图7-3）等。7.1.1发展现状

7.1.1发展现状

图7-2大疆公司MG-1农业植保无人机图7-3零度公司守护者z-10农业植保无人机而且中国有的省份还在政府财政规划中为植保无人机提供了非常大的支持，中国的农业植保无人机因此得到了迅速发展。在2014年中国有600架左右的植保无人机，2017年时已经超过了8000架，这一数量的变化表示植保无人机在中国有着非常好的发展前景，而且相关专家还表示2020年中国的植保无人机数量将超过1万架，而植保无人机在中国的良好发展必将令中国的农业生产进入一个新的发展时期。7.1.1发展现状

1.缺乏系统的标准与体系当前，虽然我国已出台了《民用无人机空中交通管理办法》和《关于民用无人机的管理有关问题的暂行规定》，但这两大政策法规都只是对无人机作用进行简单规范和管理的一些概括性的说明。对于如何运行无人机，通过何种途径申请空域及管理等的相关部门及办理飞行许可证的具体流程仍有待完善。而这直接导致了飞行等申请通过率低，各地区无人机“乱飞”和“黑飞”的情况常有发生。与此同时，缺乏系统的管理机制和标准也导致市面上无人机质量良莠不齐，无法较好地保障无人机的植保作用效果，不利于植保无人机的长远发展。7.1.2

存在的问题2.价格昂贵，配套服务不足当前，虽然更为方便、效率更高的植保无人机早已进入了市场，但其价格高昂，农业户购买率低。其中油动单旋翼植保无人机的价格一般都超过了10万元，而电动多旋翼植保无人机的价格则在5～8万元。在我国，拥有农机补贴的省份较少，也是阻碍很多农业户使用无人机的重要原因。此外，在无人机的应用过程中还存在着“行业实力不足，配套服务缺乏”的问题。7.1.2

存在的问题3.缺乏专业培训，作业人员农业知识素养不足植保无人机作业作为一个新兴工作领域，与其他行业有着很大的不同。在施药技术方面，作为作业人员需要根据植物或是农作物的不同选择不同的农药种类及喷洒浓度等。与此同时，植保无人机的智能化较高，在应用和维护保养等方面相对其他产品来说复杂很多，不仅需要有农业知识素养，还需要作业人员了解和掌握无人机的调试、操控和维护。但现阶段很多无人机作业人员缺乏专业培训，并不具备相关的农业知识素养，且只能进行简单的操控作业，并不完全具备无人机的应用调试和维护等素养，这不仅会降低农业户对植保无人机的使用满意度，也不利于农作物的生长和无人机的推广与发展。7.1.2

存在的问题1.完善相关标准和政策法规相关政府部门需不断加强农业航空的技术作业标准和规范制定，通过专家的分析与探讨明确植保无人机的安全技术标准、鉴定标准、施药检测及具体的作业操控规范。对于生产植保无人机的相关企业来说，也需要制定长远的产业发展规范，尽快出台相关的行业服务制度和市场准入制度，加强政府等相关部门对植保无人机产品质量和操作安全的监管力度及宣传推广力度。同时还需尽快将植保无人机纳入到农机补贴当中，促进农业户的消费，推动植保无人机产业的健康可持续发展。7.1.3发展趋势2.进行专业技术人员培训，提升综合素养从现阶段农业产业的发展现状来看，对农用植保无人机的使用需求是非常大的，农用植保无人机具有较大的市场发展潜力，所需的专业作业人员也较多。但是当前专业的植保无人机岗前培训的机构比较少，需要建立更多的专业培训与学习的机构及企业，储备高素质的植保无人机专业技术人员。此外，农业管理部门及相关的生产型企业需要充分利用所具有的培训资源，对作业人员进行集中培训，培养全面的植保无人机专业人才，从根本上完善植保无人机的相关配套服务，提高无人机的使用效率。7.1.3发展趋势3.加快研发，提高无人机的性能现阶段，国内不同区域内的地形有所差别，应根据不同地区的地貌特征，研制和创新无人机的其他性能，促使其能够适应不同区域不同地方的特点，提升无人机的操作便捷性和使用效率，提高其安全系数，还可延长其使用寿命。此外，作为推动无人机不断研发的相关主体——科研院所、农药生产企业及无人机生产企业三者需建立良好的合作机制，不断研发创新，如加快研发飞防专用的超低容量喷雾实制剂、更易于润湿、铺展与吸收的飞防制剂等，从多个方面确保无人机的作业成效。7.1.3发展趋势可以明确，未来农业植保