應(yīng)恭偉，潘增輝，蔣雅妮，王 軍

（1 東陽(yáng)市農(nóng)業(yè)機(jī)械化發(fā)展中心，322100，浙江金華；2 東陽(yáng)市城東街道辦事處，322105，浙江金華）

隨著國(guó)內(nèi)植保無(wú)人機(jī)制造技術(shù)的不斷完善，當(dāng)前植保無(wú)人機(jī)已經(jīng)在農(nóng)機(jī)產(chǎn)業(yè)中形成一個(gè)單獨(dú)的行業(yè)，植保無(wú)人機(jī)也從特定用途產(chǎn)品向通用產(chǎn)品發(fā)展。近年來(lái)，隨著國(guó)家制定相應(yīng)的扶持政策、完善標(biāo)準(zhǔn)與補(bǔ)貼制度，植保無(wú)人機(jī)的數(shù)量成井噴式增長(zhǎng)。

1 東陽(yáng)市植保無(wú)人機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

東陽(yáng)市是浙江省農(nóng)業(yè)領(lǐng)域“機(jī)器換人”示范縣，也是全省首批綜合性農(nóng)業(yè)“機(jī)器換人” 高質(zhì)量發(fā)展先行縣。東陽(yáng)市在2014 年通過(guò)項(xiàng)目引進(jìn)一臺(tái)10 L 天途多旋翼植保無(wú)人飛機(jī)，2015 年、2018 年陸續(xù)引進(jìn)羽人、大疆、智天等品牌的植保無(wú)人機(jī)開(kāi)展示范應(yīng)用。從2020年開(kāi)始，數(shù)量增長(zhǎng)較快，截至2022 年11 月，全市擁有植保無(wú)人機(jī)81 臺(tái)，其中載量30 L 以上無(wú)人機(jī)達(dá)到35臺(tái)，廣泛用于水稻、小麥、茶葉、毛芋、香榧、玉米、水產(chǎn)等眾多農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的施藥、播種、授粉等作業(yè)環(huán)節(jié)，為農(nóng)業(yè)節(jié)本增效起到了巨大的推動(dòng)作用。

2 信息化管理的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

2022 年，東陽(yáng)市在原有的北斗農(nóng)機(jī)信息化管理平臺(tái)上新增了植保作業(yè)模塊，通過(guò)與江蘇北斗衛(wèi)星應(yīng)用產(chǎn)業(yè)研究院、江蘇北斗農(nóng)機(jī)科技有限公司、浙大正呈科技有限公司三方技術(shù)交流，研制開(kāi)發(fā)應(yīng)用于植保無(wú)人機(jī)的北斗終端。同年3 月正式在植保無(wú)人機(jī)上進(jìn)行安裝，到11 月底，全市已有39 臺(tái)植保無(wú)人機(jī)裝備了北斗終端。

2.1 作業(yè)情況更具體、直觀

以北斗技術(shù)為基礎(chǔ)建立的農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管平臺(tái)可以結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)、信息融合等技術(shù)，對(duì)植保無(wú)人機(jī)作業(yè)過(guò)程中產(chǎn)生的信息進(jìn)行采集和展示，通過(guò)數(shù)據(jù)處理技術(shù)增強(qiáng)其科學(xué)性和可視性，讓作業(yè)審核工作人員可以更直觀地從地圖上了解到作業(yè)的植保無(wú)人機(jī)的歸屬、作業(yè)地塊地理位置、作業(yè)飛行軌跡、作業(yè)時(shí)間等，對(duì)涉及山林作業(yè)、跨區(qū)作業(yè)的數(shù)據(jù)審核不出錯(cuò)誤，一目了然，如圖1 所示。

圖1 跨區(qū)地塊及山地地塊作業(yè)數(shù)據(jù)

2.2 農(nóng)機(jī)調(diào)度更高效、準(zhǔn)確

北斗信息化管理平臺(tái)可以實(shí)時(shí)監(jiān)視選定農(nóng)機(jī)的作業(yè)數(shù)據(jù)，包括農(nóng)機(jī)終端在線(xiàn)狀態(tài)、作業(yè)速度、作業(yè)里程、實(shí)時(shí)面積等，如圖2 所示。通過(guò)即時(shí)影像圖片展示，第一時(shí)間了解農(nóng)機(jī)作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)情況及作業(yè)質(zhì)量情況。通過(guò)速度曲線(xiàn)圖實(shí)時(shí)記錄農(nóng)機(jī)作業(yè)速度變化情況，準(zhǔn)確掌握農(nóng)機(jī)工作狀態(tài)。同時(shí)在飛防力量缺乏或在某地遇到突發(fā)農(nóng)業(yè)病蟲(chóng)害時(shí)，可以通過(guò)手機(jī)APP，向指定機(jī)主發(fā)送調(diào)度指令，組織未在線(xiàn)作業(yè)機(jī)組及時(shí)參與作業(yè)，就近調(diào)度受災(zāi)地塊附近植保無(wú)人機(jī)前往作業(yè)。北斗信息化管理平臺(tái)可以有效打破植保飛防服務(wù)主體與被服務(wù)主體之間的信息壁壘，更高效、快速地做好植保無(wú)人機(jī)的調(diào)度響應(yīng)。

圖2 植保無(wú)人機(jī)在線(xiàn)等情況

2.3 補(bǔ)貼發(fā)放更公平、準(zhǔn)確

北斗差分定位技術(shù)已經(jīng)能夠達(dá)到厘米級(jí)的定位精度，對(duì)植保無(wú)人機(jī)的作業(yè)面積測(cè)算誤差較小，農(nóng)戶(hù)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)和市級(jí)農(nóng)機(jī)管理部門(mén)都可以在手機(jī)端微信公眾號(hào)或電腦端管理平臺(tái)實(shí)時(shí)查看相應(yīng)的植保無(wú)人機(jī)作業(yè)軌跡、作業(yè)地塊、作業(yè)時(shí)間、作業(yè)圖片等作業(yè)信息，如圖3 所示。作業(yè)人員遇到數(shù)據(jù)審核有疑義的可以及時(shí)向相關(guān)管理部門(mén)反饋，管理部門(mén)則可通過(guò)后臺(tái)技術(shù)人員提供相應(yīng)數(shù)據(jù)或組織人員前往實(shí)地核查，確保相應(yīng)飛防數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)采集加上及時(shí)的信息反饋，有效提升了植保無(wú)人機(jī)水稻飛防補(bǔ)助政策實(shí)施的科學(xué)性和準(zhǔn)確性。

圖3 植保無(wú)人機(jī)作業(yè)明細(xì)表

3 信息化管理存在的問(wèn)題

截至2022 年11 月，2022 年北斗農(nóng)機(jī)信息化管理平臺(tái)上已產(chǎn)生植保無(wú)人機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)6 274 條，其中有效作業(yè)數(shù)據(jù)3 331 條，有效作業(yè)面積5 860 hm2次。東陽(yáng)市級(jí)農(nóng)機(jī)管理人員對(duì)每條數(shù)據(jù)與實(shí)際情況進(jìn)行認(rèn)真比對(duì)和審核，使用過(guò)程中出現(xiàn)的最突出的問(wèn)題是數(shù)據(jù)缺失，其次是部分?jǐn)?shù)據(jù)無(wú)法判斷其有效性。另外由于終端及其服務(wù)年費(fèi)由政府全額出資，還存在一定的國(guó)有資產(chǎn)浪費(fèi)現(xiàn)象。

3.1 北斗終端與部分植保無(wú)人機(jī)適配性不足

作為植保無(wú)人機(jī)上后續(xù)新增的附件，北斗終端自身不帶電，需要從植保無(wú)人機(jī)上取電，而不同款無(wú)人機(jī)間電壓、電流不完全相同，導(dǎo)致部分品牌型號(hào)的植保無(wú)人機(jī)與北斗終端不適配，進(jìn)而影響了相關(guān)數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。適配性不足會(huì)導(dǎo)致終端不通電、作業(yè)數(shù)據(jù)缺失、作業(yè)軌跡紊亂等問(wèn)題。

3.2 北斗終端“三防”不到位

目前的北斗終端固件可以滿(mǎn)足拖拉機(jī)、插秧機(jī)、收割機(jī)等機(jī)組的作業(yè)監(jiān)測(cè)環(huán)境需求。但近年來(lái)植保無(wú)人機(jī)的噴藥系統(tǒng)越來(lái)越先進(jìn)，藥液霧化質(zhì)量越來(lái)越好，農(nóng)藥藥液的腐蝕性又相對(duì)較強(qiáng)，植保無(wú)人機(jī)上的北斗終端應(yīng)有更高的防水防濕防腐蝕要求。在植保無(wú)人機(jī)北斗終端使用前期就出現(xiàn)了大量北斗終端進(jìn)水短路，造成數(shù)據(jù)缺失、拍攝圖片無(wú)效等問(wèn)題。

3.3 北斗數(shù)據(jù)采集和分析智能程度不高

北斗終端作業(yè)數(shù)據(jù)采集時(shí)拍攝的圖片是作為補(bǔ)貼數(shù)據(jù)審核的重要依據(jù)的。植保無(wú)人機(jī)飛防作業(yè)與插秧機(jī)機(jī)插作業(yè)不同，作業(yè)機(jī)具移動(dòng)速度快，現(xiàn)有攝像頭拍攝的圖片像素較低，無(wú)法滿(mǎn)足審核要求，一旦數(shù)據(jù)出現(xiàn)錯(cuò)誤，無(wú)法通過(guò)查看圖片確認(rèn)是否為有效數(shù)據(jù)，而植保無(wú)人機(jī)飛防作業(yè)事后核查困難，極大地增加了人工核查作業(yè)數(shù)據(jù)的工作量。

3.4 所有權(quán)與使用權(quán)分離導(dǎo)致部分非必要的支出

東陽(yáng)市北斗農(nóng)機(jī)化信息管理系統(tǒng)由政府財(cái)政全額進(jìn)行補(bǔ)助，農(nóng)戶(hù)無(wú)需自理費(fèi)用。北斗終端作為國(guó)有資產(chǎn)，所有權(quán)在國(guó)家，日常使用在農(nóng)戶(hù)主體手中，導(dǎo)致了一些不必要的費(fèi)用支出。目前出現(xiàn)的比較突出問(wèn)題包括：部分農(nóng)戶(hù)無(wú)節(jié)制地申請(qǐng)安裝北斗終端，即使無(wú)人機(jī)不開(kāi)展作業(yè)，也要申請(qǐng)安裝終端，2022 年開(kāi)始安裝的植保無(wú)人機(jī)北斗終端有10%～15%處于基本閑置狀態(tài)；對(duì)終端的日常養(yǎng)護(hù)缺失，植保無(wú)人機(jī)噴灑藥液、播撒化肥后，沒(méi)有任何擦洗，任藥肥對(duì)北斗終端造成腐蝕，這類(lèi)損壞即使是在質(zhì)保期內(nèi)，根據(jù)協(xié)議也應(yīng)由政府承擔(dān)。其他諸如終端遺失、植保無(wú)人機(jī)炸機(jī)導(dǎo)致終端損壞等，雖有文件規(guī)定此類(lèi)損失需要農(nóng)戶(hù)主體承擔(dān)，但實(shí)施起來(lái)十分困難。

4 信息化管理發(fā)展建議

數(shù)字農(nóng)機(jī)、精準(zhǔn)農(nóng)機(jī)是農(nóng)機(jī)發(fā)展的必然方向，北斗系統(tǒng)作為其重要基石，必將在不斷的發(fā)展和完善中與傳統(tǒng)農(nóng)機(jī)、數(shù)字農(nóng)機(jī)更好地對(duì)接。植保無(wú)人機(jī)的信息化管理是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的一次重要嘗試，數(shù)字農(nóng)機(jī)與北斗平臺(tái)的融合一定會(huì)在這樣一次次的嘗試中日趨完善，日后信息化管理必將在更多的農(nóng)機(jī)領(lǐng)域得到應(yīng)用。

4.1 優(yōu)化政府對(duì)信息化平臺(tái)的管理模式

由政府“買(mǎi)硬件”向政府“買(mǎi)服務(wù)”轉(zhuǎn)變。政府不再進(jìn)行硬件整件采購(gòu)，轉(zhuǎn)為購(gòu)買(mǎi)終端及平臺(tái)租賃服務(wù)，每年度按照信息化平臺(tái)上的實(shí)際使用數(shù)量與北斗供應(yīng)廠(chǎng)商進(jìn)行結(jié)算，非機(jī)器自身問(wèn)題造成的損壞不再承擔(dān)相應(yīng)費(fèi)用，督促北斗廠(chǎng)商與農(nóng)戶(hù)做好北斗終端的日常使用和維護(hù)，減少不必要的財(cái)政支出。

4.2 提升北斗終端硬件水平

政府部門(mén)、農(nóng)機(jī)主體、北斗終端廠(chǎng)商三方之間應(yīng)加強(qiáng)合作，針對(duì)實(shí)際使用中遇到的“三防”不足、適配性不夠等問(wèn)題探索出合理的解決方案，保證終端的穩(wěn)定性、可靠性，減少固件質(zhì)量導(dǎo)致數(shù)據(jù)偏差問(wèn)題。

4.3 提升北斗終端智能化水平

北斗系統(tǒng)作為應(yīng)用于現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)的重要技術(shù)平臺(tái)，最大的作用不應(yīng)僅僅作為面積測(cè)量工具，在數(shù)據(jù)采集和分析方面的智能化程度也應(yīng)作為其重要的發(fā)展標(biāo)準(zhǔn)。以植保無(wú)人機(jī)為例，作業(yè)對(duì)象、作業(yè)類(lèi)型等應(yīng)可通過(guò)北斗終端自行采集分析，不需人工進(jìn)行逐一審核。

4.4 打通廠(chǎng)商間的數(shù)據(jù)壁壘

由政府主導(dǎo)，聯(lián)合各植保無(wú)人機(jī)龍頭廠(chǎng)商，在數(shù)據(jù)測(cè)算、圖像采集等方面形成一個(gè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，使植保無(wú)人機(jī)靠自身硬件即可精準(zhǔn)采集相應(yīng)飛防作業(yè)數(shù)據(jù)，既可以解決當(dāng)下飛防補(bǔ)助的審核難題，又可以使植保無(wú)人機(jī)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的舞臺(tái)上大放光彩。

5 植保無(wú)人機(jī)信息化管理系統(tǒng)未來(lái)應(yīng)用展望

植保無(wú)人機(jī)作為初步實(shí)現(xiàn)“無(wú)人化”作業(yè)的農(nóng)機(jī)裝備，有著作業(yè)效率高、無(wú)視地形等眾多優(yōu)點(diǎn)，搭配北斗系統(tǒng)的精準(zhǔn)定位功能，若再與日趨完善的5G 通信技術(shù)結(jié)合，就能在農(nóng)業(yè)的更多領(lǐng)域發(fā)揮其極大的作用。第一，高效測(cè)繪耕地，讓農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)精準(zhǔn)上圖，通過(guò)圖像、距離等數(shù)據(jù)采集，準(zhǔn)確了解地塊及作物信息，為“非糧化”整治、土地規(guī)模流轉(zhuǎn)、農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)勘察等提供便利，替精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)鋪平道路；第二，精準(zhǔn)防治，對(duì)于部分傳染性不強(qiáng)的農(nóng)作物病蟲(chóng)害，可以通過(guò)信息采集分析，確定有無(wú)感染相應(yīng)病蟲(chóng)害及感染程度，從而精準(zhǔn)施肥施藥，既節(jié)約肥藥資源，又能促進(jìn)生態(tài)保護(hù)，此技術(shù)也可在種植于干旱地塊且需水量不大的作物灌溉環(huán)節(jié)應(yīng)用；第三，生態(tài)養(yǎng)護(hù)，在部分人力不能企及的生態(tài)系統(tǒng)需要進(jìn)行防護(hù)時(shí)，植保無(wú)人機(jī)可精準(zhǔn)到達(dá)指定作業(yè)位置，并高效優(yōu)質(zhì)地完成相應(yīng)作業(yè)；第四，森林防災(zāi)，主要應(yīng)用于森林火災(zāi)的監(jiān)測(cè)預(yù)防和救護(hù)信息采集，植保無(wú)人機(jī)搭配熱成像技術(shù)，除日常巡查排險(xiǎn)外，發(fā)生森林火災(zāi)時(shí)高效快速測(cè)報(bào)森林火情，為森林防火救火工作提供重要數(shù)據(jù)，有效解決夜間救援能見(jiàn)度低、濃霧彌漫危險(xiǎn)系數(shù)高等問(wèn)題。