摘要：无人机技术凭借其高机动性、观测精度高、成本相对较低等优势，在设施农业自动化领域展现出广阔的应用前景。本文系统阐述了无人机技术在设施农业自动化中的应用，包括无人机在设施作物病虫害监测、施药、环境监测等方面的应用，并通过实际案例分析了其在提升设施农业管理效率、降低人工成本等方面的显著成效。最后提出了无人机技术在设施农业自动化中应用的发展趋势及相关政策建议，为设施农业智慧化转型提供参考。

关键词：无人机技术；设施农业；自动化；病虫害监测；精准施药；环境监测

引言

近年来，随着科技的不断进步，无人机技术在各行各业中的应用越来越广泛。作为一种新兴的智能装备，无人机以其体积小、机动性强、成本相对较低等特点，在农业生产领域展现出了广阔的应用空间。其中，无人机技术在设施农业自动化管理中的应用尤为凸显，给传统设施农业管理模式带来了颠覆性的变革。设施农业是指利用温室大棚、日光温室等人工环境设施进行的农业生产活动。相比于露天农业，设施农业具有可控环境、生产效率高、产品品质优等优势，在蔬菜、花卉等高附加值农产品生产中占据重要地位。但与此同时，设施农业也面临着病虫害防治难度大、环境监测不及时、管理成本高等诸多挑战。

一、无人机技术在设施农业自动化中的应用

（一）病虫害监测

设施农业作物易受病虫害侵害，传统的人工巡查方式效率低下，难以及时发现问题。无人机技术的应用，为设施农业提供了一种全新的病虫害监测方式。

无人机可以在设施内快速巡航，利用高清摄像头对作物进行全方位拍摄，以图像识别技术准确识别病虫害症状，及时发现问题区域。与此同时，无人机还可采集温湿度、光照等环境数据，为病虫害发生原因分析提供依据。结合大数据分析，无人机可以自主判断病虫害发生趋势，为农户提供精准预警，使得防治措施能够提前介入，大幅降低损失。无人机还可执行精准喷洒作业，根据病虫害发生情况有针对性地进行药物喷洒，减少农药使用量，降低环境污染。总的来说，无人机在设施农业病虫害监测中的应用，不仅提高了监测效率和准确性，也实现了防控措施的精准化，为设施农业智慧管理贡献了独特价值。

（二）精准施药

传统的设施农业喷药作业存在施药不均匀、农药浪费严重等问题，不仅影响防治效果，也增加了环境负担。无人机技术的应用，则可以实现设施农业作物的精准施药。

无人机可以根据作物分布情况、病虫害发生程度，采用变量喷洒技术对目标区域进行精准施药。相比于传统均匀喷洒，这种方式可以大幅降低农药用量，同时提高防治效果。此外，无人机本身还可搭载远程遥感设备，实时监测施药效果，及时调整施药方案，进一步优化防治措施。精准施药不仅有利于降低农药使用，减轻环境负荷，同时也能提高农产品质量，增强市场竞争力。可以说，无人机技术在设施农业精准施药中的应用，不仅造福农户，也为实现绿色可持续发展贡献了力量。

（三）环境监测

设施农业生产对温湿度、光照等环境条件要求较高，环境监测在生产管理中至关重要。传统的人工巡查方式效率低下，容易遗漏问题点。而无人机技术的应用，则可以实现设施内部环境的全面、实时监测。

无人机可以搭载温湿度传感器、光照传感器等，在设施内定期巡航，自动采集相关环境数据。这些数据可以通过无线传输，实时反馈至管理软件，为智能环境调控提供依据。同时，无人机还可以通过热成像等技术，发现设施内部的温度异常点，为设备运行状况诊断提供支撑。无人机还可以执行设施外部的环境监测任务，及时发现周边环境污染情况，为农场经营管理提供全方位的环境数据支撑。

二、无人机技术在设施农业自动化中的应用案例

（一）基于无人机的大棚蔬菜病虫害监测

某大棚蔬菜种植企业，为提高病虫害监测效率，引入了无人机技术。该企业购置了数台多旋翼无人机，安装了高清摄像头和多种传感器。在每天的生产作业中，无人机会自动按照预设路径在大棚内进行巡航，并实时采集温湿度、光照等环境数据，以及作物生长状况的高清图像。

这些数据通过无线网络传输至企业的智能农业管理系统，由后台人工智能算法进行分析处理。系统可以自动识别作物的病虫害症状，并结合环境数据对病虫害发生趋势进行预测。一旦发现问题区域，管理人员就能及时作出针对性地防治措施。

经过半年的试运行，该企业的病虫害监测效率提高了70%以上，农药使用量降低了30%，作物的综合产量也增加了15%。无人机技术的应用，不仅提高了监测精度，还实现了防控措施的精准化，为大棚蔬菜种植带来了显著的经济效益和生态效益。

（二）利用无人机实施大棚作物精准喷药

某设施葡萄种植企业，为解决传统喷药作业效率低、药物浪费严重的问题，引入了无人机精准喷药技术。企业购置了数台无人机，并为其安装了多种喷洒设备。在葡萄生长的关键时期，无人机会根据企业制定的喷药方案，自主规划飞行路径，对目标区域进行精准喷洒。

无人机还配备了远程遥感设备，实时监测药物喷洒效果。若发现喷洒不均匀或药量过多等问题，系统会自动调整喷洒参数，确保每片叶面都能均匀覆盖。整个喷洒过程全程由管理软件自动控制，人工只需对无人机进行起降和监督。

经过一个葡萄生长季的应用，该企业的农药使用量下降了40%，劳动力成本减少了30%，葡萄品质和产量也分别提高了20%和15%。无人机精准喷药技术的应用，不仅极大地提升了作业效率，也有效解决了传统喷药作业的诸多弊端，为设施葡萄种植带来了显著的经济效益。

三、无人机技术在设施农业自动化中的发展趋势及建议

（一）发展趋势

无人机自主智能化水平的不断提高将为设施农业应用带来新的可能。未来的无人机不仅能够自主规划飞行路径，还可以根据实时采集的环境数据作出更精准的判断和决策，实现对病虫害、灾害等的主动预警和精准防控。无人机与物联网、大数据等技术的深度融合，将进一步提升设施农业管理的智能化水平。无人机采集的各类农业生产数据，可通过云平台实时传输和分析，为农业管理者提供更加全面、准确的决策支持。无人机载荷技术的不断升级，也将为设施农业自动化拓展新的应用场景。未来，无人机不仅能够实现巡航监测、精准喷药等功能，还可能承担种植、收获等更多作业任务，从而进一步提高设施农业的自动化水平。

（二）发展建议

为推动无人机技术在设施农业自动化领域的广泛应用，政府和企业应从以下几个方面着手：一是加强无人机技术标准的制定和政策支持力度。完善无人机在农业领域应用的管理制度和安全标准，为无人机技术在设施农业中的推广创造良好的政策环境。二是持续加大科研投入，推动无人机在农业领域的技术创新。重点支持无人机自主智能化、精准定位、负载能力等关键技术的研发，满足设施农业自动化的多样化需求。三是鼓励跨界合作，促进无人机技术与设施农业管理的深度融合。发挥人工智能、物联网等新兴技术在无人机农业应用中的作用，推动从感知、决策到执行的全流程自动化。

四、结论

当前，我国设施农业正处于从传统种植向智能化、精准化转型的关键时期。在这一过程中，无人机技术无疑将发挥越来越重要的作用。只要各方通力合作，推动无人机技术与设施农业深度融合，我国设施农业必将迈向更加智能、高效、可持续的发展道路。

参考文献：

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