大數據下的農藥噴灑定量分析范文
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摘要：精準農業是當今世界農業發展新潮流，在近幾年我國野兩會冶中也多次提出將互聯網與農業相結合發展創新型精準農業。本文結合我國精準農業的發展概況，闡述了利用大數據方法定量噴灑果樹農藥的研究方法及過程，取得顯著提高農業生產經濟、綠色、健康、高效、發展的成效。
1發展概況
從1993要1994年美國首先提出精準農業思想以來，精準農業在應用中逐步取得了巨大的發展，到如今精準農業已經成為農業可持續發展的重要途徑。中國自古以來就是世界農業大國，但同時又是一個農業水平相對落后的國家。因而我國在多個會議上就此問題進了探討，為農業發展提供技術、資金、政策支持。2017年野兩會冶關于農業熱點問題有很多討論院發展高效農業促精準扶貧、建議建立全國范圍農業大數據平臺、農業大數據捍衛舌尖上的安全等，可以看出國家對于農業態度的轉變，更加注重互聯網與農業的結合以及食品安全健康。我國在精準農業方面的發展目前主要關注于效率的提高，本文主要關注質量提升問題。果樹農藥噴灑是農業生產中較為重要的一個環節。通過無人機進行數據捕捉采集，再進行數字圖像處理，并依靠后臺數據庫進行分析可以獲得更精確、更全面的數據，從而獲得更準確的噴灑方式，從而解決我國農業發展面臨的環境資源問題，走可持續的農業發展道路。同時，更精準的農藥噴灑量可以減少農藥對人體健康的危害，實現綠色農業、綠色中國[1-3]。
2研究方法
2.1數據挖掘
利用統計軟件R在濟南超算中心平臺下，對數據進行高效準確的挖掘。主要基于關于果樹疾病研究的權威書籍、文獻，挖掘患病果樹樹葉圖像，治療各種果樹疾病的農藥種類及用量等的相關記載。
2.2數據庫構建
利用已經擁有的果樹疾病研究的權威書籍、文獻以及其他合作院校所提供的數據資料等有效研究資料建立數據庫，包括各種患病果樹的樹葉圖像，各種果樹疾病治療所需的農藥種類及用量。根據這些參數，利用統計軟件R在濟南超算中心平臺下，根據已經挖掘出地準確數據進行數據分析、計算得到最佳結果，實現農業的經濟、綠色發展。當獲得一張患病樹葉圖像時，可以根據圖像數據分析，搜索到該樹的患病種類、患病程度、所需噴灑的農藥種類、所需農藥噴灑量以及所需農藥噴灑濃度等。數據庫的建立工作是長期的，需要及時更新最新的農藥種類，最大程度上地保證搜索得到的農藥最適宜、對環境污染最小、對水果的質量影響最小，保證水果是綠色健康的。因此，要及時將最新數據導入數據庫，詳細搜集患病果樹的樹葉圖像，各種果樹疾病治療所需的農藥種類及用量，不斷完善數據庫，使分析結果更加準確。
2.3數據捕捉
采集利用無人機對目標果樹或目標范圍內的果樹進行圖像的采集，并將采集的數據傳送至系統后臺。
2.4數字圖像處理
將無人機采集的圖像進行數字圖像處理，提取有用信息，利用數據庫已有數據分析該樹的患病種類、患病程度。
2.5結果
得出將數字圖像處理得出的信息利用大數據分析，得出該樹的患病種類、患病程度、需噴灑的各種農藥種類選擇、所需農藥噴灑量以及最適宜噴灑濃度。
3研究過程精準
農業是當今世界農業發展新潮流。本項目是基于大數據與數字圖像處理的精準農藥的定量分析研究，致力于建造一個野因樹而異冶精確農藥噴灑量的綠色經濟農業大數據分析系統。該系統研究過程主要包括利用無人機對圖像進行捕捉傳遞；對傳遞回的信息進行數字圖像處理分析；以濟南超算為后端對完成數據挖掘、分析；得出最適宜的農藥噴灑濃度和噴灑量淵圖1冤。
4成效
4.1經濟
因樹而異，根據1株果樹或1片區域內果樹的患病程度不同，確定最適宜的農藥種類排名，相應給出最適宜的農藥噴灑量和噴灑濃度。這樣更有利于果樹的生長，降低了農藥的使用量，減少了農民的投入成本，降低了農民的經濟負擔，提高了農民的收益[4]。
4.2綠色
農藥使用量的不斷增加，不僅有技術層面和從農人員的原因，也有農藥質量參差不齊的原因，通過提高農藥質量、控制農藥噴灑量可以緩解日益嚴峻的農藥過度使用問題。農藥的過度使用，會污染大氣、水環境，造成土壤板結，同時還會增強病菌、害蟲對農藥的抗藥性。適宜噴灑農藥會減少環境污染，營造更綠色的環境，使農業生產可持續化。利用大數據及信息科學技術改造和裝備實現綠色農業產業科技化，進而實現經濟與綠色健康的相互促進[5]。
4.3健康
在食品健康日益受到關注的今天，精準噴灑農藥可減少因過度噴灑造成的農產品質量下降，嚴格控制農藥噴灑量及噴灑濃度更有益于人類健康。過度使用農藥不僅會危害人類健康，還會破壞生態平衡，造成野生生物和畜禽中毒等。因此，適宜的農藥噴灑量與噴灑濃度會大大減小對人類和動物健康的威脅。
4.4高效
提高農業生產效率以緩解我國人口不斷增多所帶來的糧食生產壓力，同時無人機的使用節約了人力資源，進一步實現了農業機械化、信息化。在我國農田集中處，研究、應用并推廣適合的精準農業，實施恰當的農藥噴灑技術，對提高農產品產量和質量具有重要意義。
4.5發展
提高我國農業機械化水平，推動我國農業生產持續穩定發展，逐步縮小與歐美發達國家的差距。發展精準農業是未來農業發展的支柱和重要增長點，是未來農業的前進發展方向。
作者：徐穎；王潔 單位：山東農業大學信息科學與工程學院
