随着农业机械在水稻生产中的大力推广与应用，水稻生产机械化水平快速提高。通过使用农业机械，不断地提升水稻生产效率，降低水稻生产成本，改善水稻种植户的经营条件，促进农民增收。同时，在当下火热的农业物联网背景下，水稻生产开始向精准农业、智慧农业方向发展，信息成为水稻生产中的重要因素之一。无人机作为一种新兴的农业装备，通过结合智能感知技术、智能分析技术，可以为水稻机械化生产提供强大的信息支持。

一、无人机和精准农业的概述

无人机是一种远程控制设备，与传统的飞机对比，造价低廉、灵活机动，且操作简单，方便推广和培训，在一些特定的情况中能发挥比卫星遥感更好的效果，成为了我国精准农业中十分重要的新型现代化机械设备。将无人机在水稻机械化生产中进行推广，有利于加快实现水稻精准生产的目标，有利于加快我国现代化农业的步伐。

局部放电信号通常伴有能量变化,因此通过提取短时能量和短时平均幅度有助于判断局部放电信号。设语音波形时域信号为x(n),加窗函数ω(n)分帧处理后得到的第i帧语音信号为yi(n),则yi(n)满足:

精准农业是指根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得良好的经济效益和生态效益。

  

图1 无人机与精准农业图

二、无人机在水稻精准生产中的应用

（一）无人机在水稻种植中的应用

无人机的遥感测绘系统具体组成如下图2所示，主要由GPS导航卫星、无人机遥感平台、移动地面工作站、数据处理中心、数据接收、地面控制、地面数据接收与处理、数据管理中心等模块组成。无人机的遥感测绘系统与传统的卫星遥感测绘相比，主要优势是能够克服传统卫星技术的遥感传感器平台过高而造成的分辨率低下、机动性差、摄影与处理分阶段进行的硬伤缺陷，能对重点区域目标进行快速定位和高效测绘；可以降低人力和财力的使用，获得理想的测绘结果。

  

图2 无人机遥感测绘系统结构图

水稻生产处于自然环境中，受到各种自然因素的制约较大。近几年各种极端天气爆发的频率提高，给农业生产带来了巨大影响。无人机通过对空气、温度、湿度、水稻生长状况等信息采集，并通过信息处理和预测模型的建立，从而产生灾害预测、防控技术等作用。再者，随着无人机采集数据的增加，预测模型不断地完善，水稻农业预警的精度会越来越高，从而降低自然灾害对农户造成的损失。

（二）无人机在水稻施药中的应用

在轮滑运动教学中，教师应该指导学生学会正确的摔倒方式，使其在发生摔倒事件时能够将身体的损伤程度降到最低。轮滑教师要指导学生在摔倒时候应该尽量保持冷静，努力将自身的膝盖先行着地，之后是手肘，最后是手掌，以此来减少身体与地面的接触面积。在摔倒时候避免身体部位直接与地面接触而产生严重的身体损伤，在向前摔倒时应将头部向后仰，向后摔倒时应将头部向前仰，尽量避免伤害到头部。

(2)加强通过法律途径依法维权的宣传。要采取多种方式搞好普法宣传，如利用电台、电视台的法律栏目向群众宣传法律法规，特别要注重讲解维权的方式方法，解答群众遇到的诸多法律难题。把一些法律宣传、普法知识放到基层去，在村委放置、悬挂一些法律宣传的资料，定期更新。要注重对一些典型维权案例，尤其是群众开始想通过上访解决问题，后来通过法律途径实现维权目的的案例，作全方位的宣传，让群众明白通过法律途径解决纠纷或者维权才是正确道路。

无人机具有灵活、可以进行远程控制、作业高度可高可低等优点，在不同的水稻种植环境下都可以进行喷药作业。无人机通过遥感测绘系统对作业地区的土壤和水稻的相关信息进行收集，通过预先设定的程序分析出不同区块所需农药的含量，从而通过改变喷嘴的大小和流量来改变喷药量。人们利用无人机喷洒农药，可以通过遥控进行远程操作，避免了与农药的接触，大大减少了农药对人体的影响，也大大提高作业效率。

目前，进行施药作业的无人机大多选用螺旋机翼类型。该类型的无人机在喷洒农药作业时，由于螺旋机翼转动使无人机下方会有向下的气流，气流会带着农药与水稻接触，并且气流会使水稻叶片晃动，让药液充分与水稻接触，提高施药的效果。在一些水稻种植条件比较复杂的地区，人工进行施药肯定很难保证其施药的密度和均匀。但是，无人机可以完成这样的工作，这是无人机施药作业的优势所在。

  

图3 无人机喷药作业图

（三）无人机在水稻农业预警中的应用

水稻种植主要进行整地和插秧两大作业。水稻进行整地是为了改善稻田的物理和化学特性，为水稻生产提供良好的基础。整地的要求主要有田面平整和土壤细碎、松软。对于种植面积大的地块，农户难以凭借肉眼观察判断出整地质量的好坏。通过使用无人机的遥感测绘，我们可以采集到将要进行整地作业的田地的相关数据，并借助图像处理、数据分析、规划等多种技术，将这个田地进行合理规划，最后把驾驶路线发送到驾驶舱的控制台，驾驶员根据制定好的路线行驶，能最大化保证整地作业的质量。同时，在整地的过程中，不同位置的土壤性状肯定有所不同，通过采集到的信息进行变量整地，在最大程度上保证整地作业的质量。无人机的遥感系统也能指导插秧作业。水稻插秧的株距、行距对后续的中耕作业、收获作业都有影响。通过该系统确定下合理的株距，并规划好合理的插秧路线，保证插秧作业的质量。

（四）无人机在水稻收获中的应用

杂交水稻授粉是抢时间、要求高的作业，授粉工作的完成度对水稻的产量有一定影响。有研究结果表示，无人机可以完成杂交水稻的自动化授粉作业工作，即使在自然风力达4级的天气干扰下，无人机的作业质量也不会受到很大影响，可以保证授粉作业较好地完成。

无人机可以通过搭载的图像设备对水稻的生长状况进行记录，通过对水稻叶片的颜色、挂穗大小、植株高度等信息进行分析，对水稻产量进行估计，为农户在后续的运输、加工、销售中抢占先机提供信息服务。

三、结语

随着科学技术的不断发展，无人机由于质量小、机动性好，且可灵活调整飞行速度等优点，在水稻精准生产中的应用越来越广泛。无人机在为农业机械作业路径规划、水稻农情监测、水稻施药、水稻授粉、水稻生产预警等方面具有重大优势，为水稻精准化生产的发展提供助力。目前，我国的无人机产业已经相对成熟，大疆、极飞、智航、亿航等多家国内生产商己掌握无人机的核心技术。我国发展无人机的先天条件优秀，如果无人机技术再次创新突破，成本继续减少，同时农业推广部门对无人机进行大力推广，那么无人机在农业中的推广应用会加快。无人机在水稻精准生产中的应用，将会提升我国水稻产业的科技水平，带来很多经济效益和社会效益。

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