#王一博的K30#
小啵本人正常拍戏,不能亲自前往发布会
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#科技# 植保无人机成田间地头“新宠”
  近年来,在广袤的农田上,无人机的身影越来越多。精准施药效果好、节水节药能力强、省时省力效率高,2012年以来开始加速应用的植保无人机正在进入爆发增长阶段。虽然发展前景广阔,但市场生态远未成熟,价格战等行业潜在发展风险仍需警惕——
  作为农业高新装备,植保无人机精准施药效果好、节水节药能力强、省时省力效率高,成为田间地头“新宠”,短短几年时间涌现出上千家无人机制造和服务企业,大大缓解了我国农业植保环节长期存在的“打药难”问题。在当前农村劳动力短缺情况下,植保无人机前景广阔。但是,作为新兴产业,植保无人机发展受到技术、政策、市场等诸多因素影响,究竟能飞多高?

  植保无人机成农田“新宠”
  9月,在新疆广袤的棉田上,极飞科技总经理彭斌看着自己公司生产的一架架植保无人机在进行棉花脱叶剂喷洒作业。“植保无人机作业效率高,与传统人工喷药相比,每架植保无人机的工作效率相当于60个劳动力,可以大幅节省农村劳动力。植保无人机喷洒农药,可以节省30%的农药和90%的水资源。”彭斌接受经济日报记者采访时说。
  近年来,我国用于农作物植保的农用飞机发展很快,新机型和新技术广泛应用于水稻、小麦、玉米、甘蔗、果树、棉花等多种作物病虫害防治作业上。中国农机化协会提供的统计数据显示:截至今年6月底,我国正在服役的有人驾驶农用飞机约130架左右,主要集中分布在黑龙江和新疆地区,其中北大荒通航公司拥有国内外机型101架,年作业覆盖面积3000万亩左右。而2012年以来,植保无人机应用逐年加速发展,产品覆盖单旋翼、多旋翼、油动、电动等多个品种,至2018年底,国内植保无人机拥有量已达3万多架,全年作业量达3亿亩次,预计2019年底,拥有量将超过4万架,作业面积将超过4亿亩次。
  “农业生产需求和农民欢迎是植保飞机特别是植保无人机发展迅速的主要原因之一。”中国农机化协会副会长、农用航空分会主任委员杨林说。我国农业植保机械化水平低,施药技术落后,70%以上地区采用人工背负式喷雾机械或机动喷雾机械,特别是南方水稻产区,由于有水的稻田还没有适用的地面植保机械施药作业,只能依靠人工背负机动半机动施药器械作业,高温天气极易出现作业人员中毒、伤亡事故。植保无人机的推广使用不仅可以有效减少农药中毒、伤亡事故发生,还具有节水省药、不伤农作物、便捷高效、调度转场方便和环境条件适应性广的显著优势。
  “国家大力扶持是驱动植保无人机市场发展的强劲动力。”华南农业大学教授兰玉彬说。2014年中央一号文件明确要求“加强农用航空建设”,引发了国内植保无人机产业爆发性增长。2017年以来,有关部门试点推行植保无人机购置补贴,支持引进植保无人机技术推进了农作物病虫害专业化统防统治,进一步激发了植保无人机市场需求。
  植保无人机改变了我国传统人工喷施农药植保方式,市场前景广阔,潜力巨大。目前我国拥有耕地面积20亿亩,年病虫害发生面积40亿至50亿亩次,但植保无人机年作业面积远低于总防治面积,供不应求。
  “虽然植保无人机有着广阔发展前景,但也存在很多利空因素。”大疆农业公关经理樊文泽认为,目前植保无人机市场各个要素还不完善,市场生态距离成熟还很遥远。飞防植保知识的普及,销售与服务渠道建设,植保队商业模式建立等,均需大量投入与长周期运营。

  科技创新提升核心竞争力
  在植保机械总体发展较好形势下,植保无人机成为行业投资热点。我国植保无人机发展始于本世纪初,深圳高科新农技术有限公司、珠海羽人农业航空有限公司、全丰航空、极飞科技、北方天途航空技术发展(北京)有限公司等企业成为这个市场早期开拓者。2015年,在无人机市场声名赫赫的大疆发布大疆“MG-1”农业植保机,正式进军植保无人机市场。据不完全统计,目前我国有400家植保无人机生产企业同场竞技。
  随着竞争加剧,植保无人机市场近两年进入加速洗牌关键期,一些生产规模小、没有自主研发能力或者盈利不佳的航模生产加工企业、组装厂商被淘汰出局,一批拥有自主研发能力、生产规模优势的企业逐渐发展成为行业领军企业,大疆农业和极飞科技两家企业植保无人机销量占国内市场销量的70%以上,并且拟向全球市场提供植保无人机。
  植保无人机安全性和可靠性是消费者最关心的问题,也是企业研发着力点。近几年,在充分市场竞争中,植保无人机企业针对农业生产环境条件下的技术研发投入相较前几年有了很大提高,在已经成熟的普遍应用大田作物植保施药全自主规划航线飞行作业基础上,精准定位、避绕障碍、仿地飞行、夜间飞行等自动化、智能化技术逐渐发展和成熟,增强了植保飞机安全性功能,大幅提高了植保无人机的环境条件适应性。
  “技术发展永无止境。植保无人机技术应用有进一步提高空间,标准规范建设非常必要,但决不应成为阻滞企业主动根据市场和用户需求,改进和提高农用无人机产品性能质量及智能化水平的障碍。”杨林说。

  确保行业规范健康发展
  作为新兴产业,植保无人机发展前景诱人,但是,市场生态远未成熟。国家有关部门、行业协会和企业要通力合作,确保行业规范健康发展,减少植保无人机行业乱象。
  要避免整个行业陷入价格战漩涡。记者在采访中了解到,国内植保无人机虽然刚刚起步,但是随着行业快速发展,已经出现价格战苗头,一架植保无人机价格已经从十几万元下降至五六万元甚至四五万元。持续的低价竞争必然会影响产品质量提升,从而影响整个行业健康发展。对于植保无人机生产企业来说,应该尽量规避恶性价格竞争,而应通过提高产品质量来提高市场竞争力。
  还要避免走入大载重无人机发展误区。目前,国内植保无人机以中小型电动机为主,因药液添充和电池同步更换的限制,载药量一般在15升左右,起降比较频繁。一些企业把植保无人机的载重和续航时间作为提高竞争力的关键,着力开发更大载重的无人机,已有企业研发出载药量80升的植保无人机,一天作业量达到1500亩至2000亩左右。但是,这种大载重无人机比较适应于黑龙江、新疆、内蒙古等北方大面积田块,而在全国大部分20亩至200亩之间的小田块上,少有用武之地。
  要理性对待植保无人机智能化问题,做好基础功能。业界普遍认为,智能化是植保无人机未来发展方向。在彭斌看来,植保无人机不是传统意义上的农机,而是一种新型信息工具、智慧农业装备,可以利用农业物联系统辅助生产决策,科学管理农田,实现农作物生产全程可追溯。从当前来看,植保无人机集“遥感+施药”于一体,实现精准/变量施药,能够快速分析及诊断农田信息,开展农田无人巡查、病虫草害监测、旱情、出苗率评估、产量预测等。但是,植保仍是农用无人机最基础功能,企业在大力推动智能化的同时,要脚踏实地研发生产出能够满足农民除草、杀虫、施肥等植保要求的高品质无人机。
图:图为正在田中作业的植保无人机。 刘 慧摄
来源:经济日报

耕耘12年,他要把受灾现场“画”得更精准 

2019-08-27 13:36:54 来源: 科技日报 作者: 张强

近日,第39届IEEE国际地球科学与遥感大会公布了2019年度青年成就奖(以下简称青年成就奖)的获奖名单。该奖项全球每年只有1位获奖者,今年获得该奖项的是来自国防科技大学电子科学学院副研究员陈思伟。

对于获奖,34岁的陈思伟显得很平静,也不愿多谈,但一提到专业,他便打开了话匣子。

“当洪涝、地震等灾害袭来,如何快速准确判断受灾区域全貌,为灾后救援辅助决策提供精准信息?战争逼近,如何准确侦察敌军战场部署,实现精准打击?”一见面,陈思伟便给科技日报记者抛出了两个问题。

解决这些难题,极化雷达目标精细化成像与处理技术就能帮上忙,而这正是陈思伟的研究领域。

“极化雷达是一种通过收发一组极化状态正交的电磁波,进而获取目标全极化信息的雷达系统。”陈思伟解释道,“比如,在减灾防灾领域,传统方法通常只能提供建筑物完全倒损、部分倒损等粗略信息。而利用极化雷达目标精细化成像与处理技术,就能进一步估计出有关建筑物倒损率等精细化信息,为实施救援提供更多科学依据。”  

沿着前辈的足迹开展研究

上世纪40年代初,欧美发达国家就已启动雷达极化理论技术的研究工作。为了突破西方国家对该领域的技术垄断,上世纪80年代末,国防科技大学教授庄钊文带领着他的学生王雪松、肖顺平等人走上了雷达极化信息获取与处理基础理论研究的探索之路。

2003年,陈思伟考入国防科技大学,并以优异的成绩被保送读研。但读研后,他却一度对未来研究方向感到十分迷茫。“当时,雷达极化技术发展还处于起步阶段,投入实际应用还有一定困难,所以我不确定自己的研究是否能产生价值。”他回忆道。

一次偶然的机会,陈思伟与时任国防科技大学研究生院培养处处长王雪松教授进行了一次面谈。“当时,王老师对我说了很多,他鼓励我坚定科研方向,将探索性基础理论研究与服务于国家重大需求的应用研究相结合。”他说。

在王雪松的勉励下,陈思伟经过慎重考虑,决定投身当时尚未完全实现应用的极化雷达成像与应用研究领域,这一干就是12年。

亲历地震使其拓展研究领域

2009年,在国家留学基金委资助下,学校选派陈思伟前往日本攻读博士学位。2011年,日本发生了9级大地震并引发大海啸。当时离震中不到两百公里的陈思伟,第一次感受到了地震的恐怖。

他当下立即决定,将极化雷达成像的应用研究拓展至减灾防灾领域。随后,他开始深入研究极化雷达成像人造目标精细化散射建模、解译与应用问题,并提出了极化旋转域解译理论方法。

随后,这些成果在我国建筑物灾害评估工作中得到应用,他也因此多次受邀在大型国际学术会议上作大会报告,获得了许多国际知名专家的认可。这也成为他被多名国际知名教授提名青年成就奖的重要原因。

让低质量数据“变废为宝”

极化雷达目标精细化成像与处理的“威力”,通常只有在高质量数据的条件下,才能被较好地展现出来。但在某些特殊应用领域,国内的极化雷达数据质量却并不十分理想。

此事也一度让从日本归国后的陈思伟十分苦恼。“用同样的方法,从高质量的数据中可以更好、更准确地提取信息,但在低质量的数据条件下却难以实现。”他说。

针对数据质量欠佳的问题,陈思伟带队研发出一套适应特定条件的处理方法,用先进信息处理技术手段,让低质量数据实现“变废为宝”,尽最大可能挖掘其价值。

近几年,在王雪松的带领下,陈思伟和团队成员面向国家需求,经过长期攻关,构建出能精细描述人造目标的物理模型,同时建立了一套极化目标分解框架,能准确提取人造目标的典型几何结构特征,使极化雷达数据利用率大幅提升。

该成果作为封面论文发表在本领域顶级期刊,这也是该刊创刊34年来在雷达遥感领域我国科研人员发表的首篇封面论文。

“目前,我们正在对极化雷达智能信息处理技术进行更深一步的研究。作为一名科研人员,国家的需求就是我们攻关的方向,希望我们所做的研究,能为国家贡献一份力量。”采访结束时,陈思伟如是说。

冯可 摄


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