傅海科/江蘇省無(wú)錫市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局

大數(shù)據(jù)技術(shù)是指采用統(tǒng)計(jì)學(xué)原理和方法，通過(guò)精細(xì)化分析、聚類、總結(jié)海量數(shù)據(jù)，找出有價(jià)值的目標(biāo)數(shù)據(jù)資源，分析繁雜事務(wù)中的本質(zhì)關(guān)系；通過(guò)比較不同層次、維度、歷史和現(xiàn)代數(shù)據(jù)，找出有規(guī)律的東西，得出有價(jià)值的結(jié)論。植保大數(shù)據(jù)技術(shù)能夠在一定的范圍內(nèi)有效地防治病蟲(chóng)害,節(jié)約生產(chǎn)成本,減少環(huán)境污染，促進(jìn)生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展。如何進(jìn)一步提升植保大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，對(duì)于實(shí)行統(tǒng)防統(tǒng)治的專業(yè)化服務(wù)，提高農(nóng)業(yè)資源的利用率，增強(qiáng)突發(fā)性大面積病蟲(chóng)害防控能力，緩解農(nóng)村勞動(dòng)力短缺，增強(qiáng)農(nóng)業(yè)抗風(fēng)險(xiǎn)能力，保障國(guó)家糧食安全、生態(tài)安全，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。

大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的運(yùn)用空間

一是大數(shù)據(jù)技術(shù)能提取歷年來(lái)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)、土壤肥力等參數(shù)信息、農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)需求數(shù)據(jù)等，采用統(tǒng)計(jì)分析方法，通過(guò)實(shí)證分析和案例比較，為生態(tài)農(nóng)業(yè)發(fā)展提供有益的信息參考和指導(dǎo)。二是大數(shù)據(jù)技術(shù)能利用農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)，如水資源、大氣環(huán)境、生物多樣性等資料數(shù)據(jù)，研究我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨的資源、環(huán)境和生物多樣性，在對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行綜合調(diào)查的基礎(chǔ)上，提出有針對(duì)性的改進(jìn)措施。三是大數(shù)據(jù)技術(shù)能通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、生態(tài)環(huán)境數(shù)據(jù)和參數(shù)，如土壤、空氣、濕度、溫度、日照等數(shù)據(jù)，建立數(shù)學(xué)回歸模型、預(yù)測(cè)模型，科學(xué)分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)條件和環(huán)境。四是大數(shù)據(jù)技術(shù)能利用農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)控技術(shù)，如遠(yuǎn)程視頻技術(shù)、無(wú)人機(jī)技術(shù)、實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)等，分析農(nóng)業(yè)植保過(guò)程中存在的問(wèn)題，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、綠色農(nóng)產(chǎn)品加工提供科學(xué)依據(jù)。

我國(guó)植保大數(shù)據(jù)技術(shù)的應(yīng)用水平

近年來(lái)，隨著我國(guó)智能制造領(lǐng)域的不斷創(chuàng)新，遠(yuǎn)程視頻技術(shù)及無(wú)人機(jī)領(lǐng)域得到了快速的發(fā)展，大數(shù)據(jù)下的農(nóng)業(yè)植保技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)植保方式相比存在明顯優(yōu)勢(shì)。

一是為突發(fā)性大面積病蟲(chóng)害防控提供了全新的技術(shù)與裝備。隨著全球氣候變化，突發(fā)性大面積的病蟲(chóng)害發(fā)生頻繁，嚴(yán)重危害了我國(guó)糧食安全和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)穩(wěn)定發(fā)展。例如2012年突發(fā)大面積的玉米黏蟲(chóng)，缺乏專用高效的施藥技術(shù)裝備致使防治不利，僅玉米黏蟲(chóng)發(fā)生面積近5000萬(wàn)畝，占全國(guó)玉米播種面積的9.72%，其中嚴(yán)重發(fā)生面積650萬(wàn)畝，占全國(guó)播種面積的1.26%。以遠(yuǎn)程視頻技術(shù)為基準(zhǔn)的無(wú)人機(jī)施藥作業(yè)效率高，較常規(guī)機(jī)具可提高100～150倍，而作業(yè)成本5～8元/畝，僅為常規(guī)作業(yè)的1/4～1/6。高效、低成本的無(wú)人機(jī)施藥技術(shù)可以為解決突發(fā)性大面積病蟲(chóng)害防控難題提供了全新的技術(shù)與裝備。此外，我國(guó)規(guī)?；耐恋刭Y源不足，僅占耕地面積30%左右，主要集中在北方東北平原、西北、華北平原。而在南方，有著占總種植面積60%以上的小規(guī)模種植土地，土地地貌復(fù)雜，民房耕地交織，經(jīng)營(yíng)模式以一家一戶的聯(lián)產(chǎn)承包責(zé)任制為主，土地的分散經(jīng)營(yíng)、小塊經(jīng)營(yíng)，使得耕地規(guī)模小、田塊分散、作物品種布局不一，作物長(zhǎng)勢(shì)不一，包括固定翼飛行器在內(nèi)的大型施藥機(jī)具難以適應(yīng)其病蟲(chóng)害防治要求，在很大程度上限制了農(nóng)業(yè)機(jī)械化實(shí)施。但是旋翼無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)植保施藥技術(shù)裝備無(wú)需專用機(jī)場(chǎng)和跑道，靈活輕便、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、不受作物長(zhǎng)勢(shì)和作業(yè)田塊條件的限制，在應(yīng)對(duì)小區(qū)域種植作物的病蟲(chóng)害防治中有著巨大優(yōu)勢(shì)。發(fā)展無(wú)人機(jī)施藥技術(shù)裝備，是解決制約我國(guó)南方分散經(jīng)營(yíng)模式下，病蟲(chóng)害機(jī)械化防治困難的瓶頸問(wèn)題的最優(yōu)方案，是我國(guó)現(xiàn)階段土地經(jīng)營(yíng)模式下的必然選擇。

二是支持精確植保，提高植保效率。遠(yuǎn)程操控的植保無(wú)人機(jī)可采用飛控導(dǎo)航，自主飛行只需在噴灑作業(yè)前，將農(nóng)田的GPS信息采集到，并把航線規(guī)劃好，輸入到地面站的內(nèi)部控制系統(tǒng)中，地面站對(duì)飛行器下達(dá)指令，飛行器就可以載著噴灑裝置，自主將噴灑作業(yè)完成，完成之后自動(dòng)飛回到起飛點(diǎn)，而在飛行器噴灑作業(yè)的同時(shí)，還可通過(guò)地面站的顯示界面做到實(shí)時(shí)觀察噴灑作業(yè)的進(jìn)展情況。利用農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)向下的強(qiáng)烈旋轉(zhuǎn)氣流在噴灑農(nóng)藥時(shí)可以在翻動(dòng)和搖晃農(nóng)作物的同時(shí)，在下方的農(nóng)作物形成一個(gè)紊流區(qū)，可以非常均勻地噴灑農(nóng)藥，因此能將部分農(nóng)藥噴灑到莖葉背面和根部，這是目前人工和其他噴灑設(shè)備無(wú)法做到的噴灑質(zhì)量。由于無(wú)人機(jī)下旋風(fēng)力集中而有力，采用超細(xì)霧狀噴灑比較容易透過(guò)植物絨毛的表面形成一層農(nóng)藥膜均勻而有效的殺滅害蟲(chóng)。另一方面，傳統(tǒng)農(nóng)藥噴灑模式下，由于人就在農(nóng)藥的覆蓋范圍下，極易發(fā)生農(nóng)藥中毒事件，而且概率極大，然而植保無(wú)人機(jī)是自主飛行噴灑農(nóng)藥,噴灑作業(yè)人員避免了直接暴露于農(nóng)藥范圍內(nèi)的危險(xiǎn)，保障了人員的安全。即使采取手動(dòng)遙控作業(yè)，人員與植保機(jī)距離較遠(yuǎn)，發(fā)生操作故障或緊急情況時(shí)也不會(huì)對(duì)操作人員造成危害。

當(dāng)前植保大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展的方向

在農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展過(guò)程中，大數(shù)據(jù)植保技術(shù)應(yīng)用顯然優(yōu)于傳統(tǒng)植保。以江蘇省為例，全省地處溫帶和亞熱帶的過(guò)渡地帶，病蟲(chóng)發(fā)生種類多，檢測(cè)任務(wù)重，工作責(zé)任大。多年來(lái)，各地牢固樹(shù)立“公告綠色植?！崩砟睿ㄟ^(guò)加大投入、健全網(wǎng)絡(luò)、改進(jìn)手段等途徑來(lái)強(qiáng)化植保體系建設(shè)，但受農(nóng)技推廣傳統(tǒng)模式等因素影響，基層植保機(jī)構(gòu)出現(xiàn)力量弱化、設(shè)施老化等現(xiàn)象，不能適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和綠色發(fā)展的需求。另一方面，大數(shù)據(jù)植保技術(shù)，如無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)植保服務(wù)起步較晚，屬于新生事物，市場(chǎng)和用戶需要有一個(gè)認(rèn)知和接受的過(guò)程，隨著植保無(wú)人機(jī)功能的不斷完善，推廣速度的不斷加快，市場(chǎng)的認(rèn)知程度在不斷提高，植保無(wú)人機(jī)的市場(chǎng)前景非常廣闊，必將占領(lǐng)主流農(nóng)業(yè)植保市場(chǎng)。

植保從業(yè)人員缺少計(jì)算機(jī)應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)及技術(shù)。目前，國(guó)內(nèi)各類農(nóng)業(yè)植保遠(yuǎn)程實(shí)施在開(kāi)展植保作業(yè)時(shí)，缺少一套與植保無(wú)人機(jī)低空低量高效施藥所配套的施藥技術(shù)，也是當(dāng)前市場(chǎng)的短板，使用者沒(méi)有一套科學(xué)完善的判別標(biāo)準(zhǔn)以確定在噴霧過(guò)程中所需要的霧滴粒徑、霧滴沉積分布密度、農(nóng)藥濃度等施藥參數(shù)，需要建立一個(gè)以無(wú)人機(jī)農(nóng)業(yè)噴灑為基礎(chǔ)的行業(yè)大數(shù)據(jù)分析平臺(tái)，基于無(wú)人機(jī)的噴灑參數(shù)建立分析模型，不斷完善植保用藥的專業(yè)性。另外，生產(chǎn)植保無(wú)人機(jī)的企業(yè)較多，而大多數(shù)的機(jī)型都以多旋翼為主，主要因?yàn)轱w控的成熟性，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，技術(shù)門檻低，操作簡(jiǎn)單，所以市場(chǎng)上一些打著植保無(wú)人機(jī)企業(yè)是魚(yú)龍混雜，真正掌握飛控技術(shù)的只有少數(shù)。相比之下無(wú)人機(jī)中直升機(jī)系列的技術(shù)要求就很高了，現(xiàn)在國(guó)內(nèi)能研發(fā)生產(chǎn)出植保無(wú)人直升機(jī)很少，這也代表一些企業(yè)在無(wú)人機(jī)領(lǐng)域的高度，植保無(wú)人機(jī)能否自主飛行、斷點(diǎn)續(xù)航、斷點(diǎn)記憶選配功能，在針對(duì)物種的時(shí)候能否定高、定速、定流量，均是最終能高效統(tǒng)防統(tǒng)治的基本要求。

信息化和植保的復(fù)合型人才短缺，專業(yè)化軟件亟待研制。我國(guó)農(nóng)業(yè)植保信息化技術(shù)仍然處在藍(lán)海市場(chǎng)，無(wú)人機(jī)方面的飛手、設(shè)備都供不應(yīng)求。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2020年，無(wú)人機(jī)植保從業(yè)人員需求量是40萬(wàn)人。而我國(guó)目前在冊(cè)的專業(yè)飛手不到1萬(wàn)人，人才缺口巨大。另外，目前國(guó)內(nèi)的無(wú)人機(jī)廠家擅長(zhǎng)的是無(wú)人機(jī)的制造，對(duì)續(xù)航能力、飛行高度的研究是專業(yè)的，但是對(duì)于農(nóng)業(yè)植保行業(yè)來(lái)說(shuō)還有斷點(diǎn)和弊端，沒(méi)有一套完善的無(wú)人機(jī)植保行業(yè)的整體解決方案，沒(méi)有植保過(guò)程的大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和分析，沒(méi)有龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)作為支持，對(duì)于農(nóng)藥噴灑的科學(xué)配比、飛行高度、植保過(guò)程軌跡規(guī)劃、當(dāng)前氣象信息的科學(xué)參考等也就無(wú)法做出科學(xué)的規(guī)劃和管理，從而無(wú)法對(duì)無(wú)人機(jī)植保行業(yè)進(jìn)行有針對(duì)性的推廣和規(guī)?；\(yùn)營(yíng)，因此針對(duì)農(nóng)業(yè)植保農(nóng)藥噴灑這一細(xì)分領(lǐng)域迫切需要一個(gè)大數(shù)據(jù)的運(yùn)營(yíng)平臺(tái)來(lái)為其提供科學(xué)化的運(yùn)行依據(jù)和管理手段，讓農(nóng)業(yè)無(wú)人機(jī)植保這一領(lǐng)域快速發(fā)展，進(jìn)而帶動(dòng)國(guó)家農(nóng)業(yè)信息化的蓬勃發(fā)展。

在國(guó)家重大戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)需求的指引下，推動(dòng)植保大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)，要緊緊圍繞農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展和種植業(yè)供給側(cè)結(jié)構(gòu)性改革，以重大病蟲(chóng)害綠色防控和治理需求為導(dǎo)向，綜合應(yīng)用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)和裝備，以數(shù)據(jù)集中和共享為途徑，通過(guò)推進(jìn)技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、數(shù)據(jù)融合，整合升級(jí)相關(guān)植保監(jiān)控、預(yù)警、管理信息系統(tǒng)，打通信息壁壘，建設(shè)植保數(shù)據(jù)中心、信息采集系統(tǒng)、分析處理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和信息服務(wù)系統(tǒng)，形成覆蓋面廣、統(tǒng)籌利用、統(tǒng)一接入的植保大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)，構(gòu)建植保信息資源共享體系，形成植保領(lǐng)域萬(wàn)物互聯(lián)、人機(jī)交互、天地一體的網(wǎng)絡(luò)空間，實(shí)現(xiàn)跨層級(jí)、跨地域、跨系統(tǒng)、跨部門、跨業(yè)務(wù)的協(xié)同管理和服務(wù)，通過(guò)建立健全大數(shù)據(jù)輔助科學(xué)決策的機(jī)制，充分利用大數(shù)據(jù)平臺(tái)，綜合分析各種因素，提高對(duì)病蟲(chóng)害發(fā)生的感知、預(yù)測(cè)、防控能力，推動(dòng)植物保護(hù)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)植物保護(hù)政府決策科學(xué)化、防控治理精準(zhǔn)化、公共服務(wù)高效化。通過(guò)加強(qiáng)合作，解決關(guān)鍵技術(shù)，研發(fā)實(shí)用產(chǎn)品，促進(jìn)植保大數(shù)據(jù)技術(shù)在生態(tài)農(nóng)業(yè)中的推廣應(yīng)用。□