无人驾驶飞机将在精准农业中发挥关键作用

将无人机与磁共振成像仪进行比较似乎很奇怪，但这就是密西西比州立大学地球系统研究所所长的看法。

MSU Bagley工程学院电气与计算机工程学院GRI主任兼电气与计算机工程学教授Billie J. Ball教授说：“工厂是病人，农艺师是医生，我是MRI机器的研究人员” 。

飞行在拖拉机上方但远低于有人驾驶飞机的无人机是精确农业中使用的最新仪器。密西西比州政府获得了美国联邦航空管理局的授权证书，可用于研究目的操作无人机，密西西比州农林实验站的科学家已在各种研究中使用了遥控飞机。

美国联邦航空局(FAA)官员正在制定有关无人机商业使用的法规，国会已为该机构设定2015年9月的截止日期，以专门针对小型无人航空系统制定法规。迄今为止，该空中设备仅以非常有限的能力被批准用于商业用途。

同时，Moorhead和他的GRI同事正在与MAFES农艺师和MSU推广服务专家合作，将无人机的使用纳入特定地点的农业研究中。摩尔黑德说，科学家们正在使用这种空中设备进行与灌溉，植物生长，营养管理和除草剂应用有关的研究。

Moorhead解释说，精准农业还需要许多其他技术，包括遥感，全球定位系统和地理信息系统。这些技术旨在收集和分析特定于站点的数据，这些数据可用于为农田的每一英寸创建和应用有效的处方。

在无人驾驶飞机问世之前，必须通过卫星，地面仪器和无人驾驶飞机收集遥感数据。

Moorhead说：“ UAV现在是可用于收集视觉和多光谱数据的另一种遥感工具。” “精确农业是数据驱动的，而无人机技术又为研究人员以及最终的农作物顾问和生产者增加了另一重要数据层，以便以有意义的方式进行评估和利用。”

在最近的一项关于玉米植物生长的研究中，GRI人员与密西根州立大学植物与土壤科学系副教授Brien Henry合作。亨利和他的团队在不同的日期和密度下种植了几种玉米杂交种。从2014年3月至2014年5月，他们在Starkville，Brooksville和Verona的田地上每英亩种植了20,000至40,000株植物。

他们使用无人机收集植物种群数据，例如出苗进度，植物高度，生长阶段，每英亩植物和未卷曲叶片的数量。亨利(Henry)的研究是第二年，这是无人机技术首次用于实地研究。

亨利说：“他们飞过头顶，收集视觉和多光谱数据。” “与此同时，地面小组正在分析数据，以确保上方的图像是我们实际在地面上看到的图像。”

亨利说，他的研究的主要目标是开发自动计算机程序，该程序可以识别单个幼苗并快速，准确地确定整个种植田的植物密度。他解释说，通过空间明确的植物种群分布图，生产者可以及时而知情地决定补种。

无人机的飞行能力低至地面100英尺，而小型有人驾驶飞机必须在2,000到3,000英尺的高度上运行。当然，卫星只能从太空轨道往下看。显然，高度差异会极大地影响分辨率。

亨利说，无人机可以放大到大约八分之一英寸的分辨率，而飞机和卫星只能以大约18英寸的分辨率收集图像。同样，在恶劣天气下可能会收集无人机图像，一架无人机可以在一小时内覆盖约1,000英亩。

对于研究人员而言，最关键的无人机组件是其有效载荷系统-相机。各种有效载荷都可以收集视觉和多光谱图像以及实时高清视频。

无人机及其有效载荷还具有其他优势：

数据可以收集为单个图像或显示一部分或整个场的镶嵌图;

与用于实地勘测的传统飞机相比，无人机的存取速度快得多且价格便宜。和

来自无人机有效载荷的数据可以立即下载到平板电脑或智能手机，这使研究人员可以快速有效地评估信息。

亨利说：“无人机技术为该领域提供了更多的关注点。” “我希望有一天该技术能够帮助生产者快速，准确地评估和解决潜在的展位问题。”

MAFES副总监Wes Burger表示，精确农业目前包含大量数据驱动的应用程序。

伯格说：“这些应用是建立在可靠的研究基础上的，该研究表征了可观察到的现象与植物性能之间的关系。” “精准农业研究是将数据与决策联系起来。这些应用程序中有意义的数据有助于推动农民在田间做出的每个决策。”

伯格说，无人机研究的目的是收集可以增强和改善当前管理实践的数据，以便农民在提高环境管理的同时提高产量，生产力和利润。