農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的“戰(zhàn)斗機(jī)”
在農(nóng)業(yè)科技高速發(fā)展的浪潮中，航空施藥設(shè)備因其節(jié)水節(jié)藥能力強(qiáng)、省時(shí)省力效率高，成為田間地頭的“新寵”，在我國(guó)呈井噴式發(fā)展，是科技賦能農(nóng)作物管理環(huán)節(jié)的重要方式之一。
植保無(wú)人機(jī)作業(yè)
經(jīng)過(guò)農(nóng)業(yè)航空設(shè)備百花齊放般發(fā)展后，現(xiàn)如今，行業(yè)更關(guān)注的是縱深研究，施藥的噴霧質(zhì)量就是其中之一，包括霧滴沉積密度、覆蓋率和均勻性等，這些因素決定了施藥作業(yè)的病蟲(chóng)害防治效果和農(nóng)藥利用效率。
當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)航空施藥地面藥液沉積監(jiān)測(cè)技術(shù)較為落后，缺乏施藥質(zhì)量管控設(shè)備和專用儀器，人工統(tǒng)計(jì)霧滴粒徑費(fèi)時(shí)費(fèi)力精度較低。構(gòu)建藥液沉積監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò),實(shí)現(xiàn)藥液快速精準(zhǔn)檢測(cè)，對(duì)于加速農(nóng)業(yè)航空智能化、數(shù)字化創(chuàng)新，為農(nóng)業(yè)航空高質(zhì)量發(fā)展提供不小的助力。
重磅!農(nóng)業(yè)航空裝備數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型——航空精準(zhǔn)施藥?kù)F滴沉積檢測(cè)系統(tǒng)成功應(yīng)用!
北京農(nóng)業(yè)智能裝備技術(shù)研究中心研究員張瑞瑞，研究突破了變介電常數(shù)傳感器技術(shù)、圖像處理技術(shù)和基于熒光分析的連續(xù)采樣檢測(cè)技術(shù)，研發(fā)了“航空施藥質(zhì)量檢測(cè)系統(tǒng)”，可以高效檢測(cè)霧滴覆蓋密度、粒徑譜、噴施率、均勻度等關(guān)鍵參數(shù)指標(biāo)，為藥液沉積質(zhì)量綜合評(píng)價(jià)提供了完備技術(shù)手段，并成功進(jìn)行了大范圍應(yīng)用。
航空精準(zhǔn)施藥?kù)F滴沉積檢測(cè)系統(tǒng)的四個(gè)組成部分：
1、在測(cè)試區(qū)域布置霧滴沉積監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，采集沉積點(diǎn)上霧滴沉積量，分析霧滴沉積/蒸發(fā)過(guò)程，實(shí)時(shí)獲取地面噴施率，網(wǎng)絡(luò)容量大于200，沉積最小分辨率達(dá)到0.02 μL/ha。采用基于平板電容器變介電常數(shù)原理的藥液沉積參數(shù)實(shí)時(shí)測(cè)量方法，創(chuàng)制了藥液沉積監(jiān)測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)，現(xiàn)場(chǎng)部署后可實(shí)時(shí)采集霧滴沉積過(guò)程，解決了航空施藥難以現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)測(cè)霧滴沉積實(shí)時(shí)發(fā)現(xiàn)漏噴和錯(cuò)噴區(qū)域，事后補(bǔ)噴成本較高的問(wèn)題。此外，傳感器網(wǎng)絡(luò)可以大面積實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)藥液霧滴沉積/蒸發(fā)全過(guò)程，也為藥效評(píng)估和施藥過(guò)程控制提供有效的數(shù)據(jù)支持。
藥液沉積實(shí)時(shí)檢測(cè)傳感器網(wǎng)絡(luò)
2、使用基于圖像處理的樣點(diǎn)霧滴沉積參數(shù)檢測(cè)軟件處理水敏試紙，根據(jù)采樣點(diǎn)上承載的沉積痕跡，利用iDAS PRO(霧滴沉積分析系統(tǒng))，采用圖像形態(tài)學(xué)技術(shù)用侵蝕操作分離霧滴，在測(cè)量霧滴粒徑時(shí)通過(guò)灰階深度為像素賦權(quán)，提高了霧滴粒徑檢測(cè)精度，可準(zhǔn)確檢測(cè)霧滴覆蓋密度、地面噴施率、面積覆蓋率、Dv.1、Dv.5、Dv.9、(這些英文字母代表什么意思?)擴(kuò)散比、粒徑譜寬度等航空施藥關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)，解決了現(xiàn)有施藥沉積痕跡圖像處理系統(tǒng)難以分離重疊霧滴、霧滴粒徑檢測(cè)精度較低等問(wèn)題
iDAS PRO霧滴沉積分析系統(tǒng)
3、使用霧滴沉積連續(xù)采樣分析儀掃描采樣帶，根據(jù)特征波段熒光光譜強(qiáng)度獲取1cm分辨率霧滴覆蓋密度，還原風(fēng)場(chǎng)和飛行器流場(chǎng)帶來(lái)的霧滴沉積高頻分量。針對(duì)航空施藥下洗氣流致使霧滴運(yùn)動(dòng)軌跡多變，致使小尺度空間霧滴沉積密度波動(dòng)劇烈，現(xiàn)有采樣方法無(wú)法有效檢測(cè)霧滴沉積高頻分量問(wèn)題，研制了熒光示蹤霧滴沉積模式分析儀。利用藥液熒光示蹤技術(shù)，建立霧滴覆蓋密度、噴施率與特征波段光譜強(qiáng)度的多元線性回歸模型，實(shí)現(xiàn)了1.5cm分辨率霧滴覆蓋密度和噴施率的快速測(cè)量。
霧滴沉積連續(xù)采樣分析儀
應(yīng)用霧滴沉積連續(xù)采樣分析儀獲取連續(xù)霧滴覆蓋密度
熒光示蹤藥液漂移沉積質(zhì)量連續(xù)采樣工作原理
4、設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)根據(jù)均勻度(樣點(diǎn)間變異系數(shù))和噴施率等級(jí)自動(dòng)計(jì)算航空施藥單噴幅作業(yè)有效噴幅寬度，并集成了8種常見(jiàn)多噴幅作業(yè)仿真模型，分析施藥飛行器多種作業(yè)模式下施藥質(zhì)量，為航空施藥質(zhì)量檢測(cè)提供量化衡量依據(jù)。
智慧農(nóng)業(yè)
2021年《中共中央國(guó)務(wù)院關(guān)于全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化的意見(jiàn)》即中央一號(hào)文件指出，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，并強(qiáng)調(diào)強(qiáng)化創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展，實(shí)施農(nóng)業(yè)關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān)行動(dòng)，培育一批農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略科技創(chuàng)新力量。
現(xiàn)代科技賦能智慧農(nóng)業(yè)，也正在一步步將農(nóng)民從田間地頭解放出來(lái)。在助力鄉(xiāng)村振興的道路上，智慧農(nóng)業(yè)必將發(fā)揮重要作用。
