基于大数据分析的精准农业机械植保策略研究

李思洋

（山西应用科技学院，山西 太原 030062）

随着信息技术和农业机械化水平的不断提高，精准农业机械植保作为一种新型的农业生产方式逐渐受到关注。然而，传统的农业生产方式存在着信息获取不足、管理不精准的问题，难以满足现代农业生产的需求。因此，基于大数据分析的精准农业机械植保策略研究应运而生。本研究旨在探讨如何充分利用大数据分析技术，实现对农田、作物生长情况、病虫害发生情况等数据的高效获取和精准分析，从而为精准农业机械植保提供科学依据和技术支持。

1 精准农业机械植保的发展现状

精准农业机械植保是利用先进的技术和装备，结合精准农业理念，对农作物进行精准、高效的植保管理。当前，国内精准农业机械植保的发展呈现以下几个主要特点和趋势[1-2]。

1）智能化技术的应用。随着人工智能、大数据、物联网等技术的不断发展，智能化植保机械设备得到广泛应用。例如，自主导航技术可以实现农机的自主行驶，智能施药系统可以根据实时数据进行精准施药，大大提高了植保作业的效率和精度。

2）精准施药技术的突破。利用高精度GPS、遥感技术和地理信息系统，可以实现对农田病虫害等问题的精准识别和定位，从而实现精准施药。这种精准施药技术可以减少农药使用量，减轻农药对环境和人体的危害，同时提高农业的生产效益。

3）数据驱动的决策支持系统。通过大数据分析技术，可以对农田的生长情况、病虫害发生趋势等进行全面监测和分析，为农业生产提供科学决策支持。农业生产者可以根据数据分析结果优化植保方案，提高农作物的产量和质量。

4）精准农业政策的支持。各国政府和相关部门纷纷出台支持精准农业发展的政策，鼓励农民采用先进的机械植保技术。政策的支持为精准农业机械植保的推广提供了重要保障。

总的来说，精准农业机械植保在智能化技术、精准施药、数据支持和政策引导等方面取得了显著进展。这些进展不仅提高了农业生产的效率和质量，同时也为推动农业生产方式向智能化、绿色化方向转变提供了重要支撑。随着技术的不断创新和政策的支持，精准农业机械植保将在未来发展中发挥更加重要的作用。

2 大数据分析在精准农业机械植保中的必要性

2.1 病虫害监测与预测

利用大数据分析技术可以通过对农田环境、气象条件、作物生长情况等多维数据的采集和分析，实现对病虫害的监测与预测。例如，通过监测土壤湿度、温度、作物生长情况等数据，结合气象数据和病虫害发生规律，可以预测病虫害的发生趋势和可能的影响范围，为精准施药提供科学依据。以华中农业大学研发的植保无人机为例，该无人机配备了多光谱传感器和精准喷洒系统，可以实现对农田环境和作物生长情况的多维数据采集，通过大数据分析可以实现对农田病虫害情况的精准识别和定位，为农业生产提供科学的决策支持[3]。

2.2 精准施药与施肥

大数据分析可以帮助农业生产者实现精准施药与施肥，减少农药和肥料的使用量，降低成本，提高农作物产量和质量。通过对土壤养分、作物需求、病虫害情况等数据的分析，可以制定精准的施药与施肥方案，避免过量使用农药和肥料，减少对环境的污染[4]。

2.3 提供作业路径规划与决策支持

大数据分析可以为农业机械植保的作业路径规划和决策提供支持[5]。通过对农田地块、作物生长情况、病虫害发生情况等数据进行分析，可以优化作业路径，提高作业效率，降低机械植保的成本。同时，大数据分析还可以为农业生产者提供科学的决策支持，帮助他们制定合理的植保策略和管理方案。

2.4 植保效果评估与优化

大数据分析可以帮助农业生产者对植保效果进行评估与优化。通过对植保作业的数据进行采集和分析，可以及时了解植保效果，发现问题并进行调整，从而不断优化植保作业，提高农作物的产量和品质[6]。另外，结合大数据分析，还可以实现对施药剂量的最小化和农药的高效利用，降低农药的使用量，减少对环境的影响。

3 大数据分析应用在精准农业机械植保中面临的困境

3.1 大数据技术与农业植保融合力度不够

大数据作为一种新兴的高新技术手段，是数字化农业发展的催化剂，大数据分析赋予了农业农村多方位、多维度的农业生产活动，大数据技术与农业机械植保有着密切的联系[7]。但是，当前国内许多农业农村地区在建设与发展数字化农业时，由于政府缺乏相应的政策体系与执行力度，且在合理统筹与规划方面未予以足够重视，在多数农业农村大数据建设与应用过程中，政府、企业、农业种植户等各主体自身定位不明确，协同促进发展应用大数据技术相关机制尚未健全，导致技术应用层面作用发挥不全面。大数据技术在数据整合和开发应用方面存在不足，政府的引导力度不够，生产资料服务平台也不够完善。只有省市级的农业部门对大数据技术在农业机械植保应用方面给予了支持，并进行了一系列相关的研究工作。目前，许多农户对市场的需求并不完全了解，这导致了农作物市场信息的不平衡和农业植保的盲目跟风。因此，农产品经常面临滞销和积压的问题，使得农业的内部产业结构仍然停留在一个相对较低的水平。

3.2 数据采集与存储困难

在精准农业机械植保中，大数据分析需要大量的农田环境数据、作物生长数据等来支撑决策和操作。然而，农田环境的多样性和分散性使得数据采集难以覆盖所有情况[8]。例如，不同地区、不同农田的土壤类型、作物生长情况、气象条件等可能存在差异。同时，农田中环境复杂，可能存在地势高低起伏以及树木、电线等障碍物，这给传感器和无人机等数据采集设备带来了挑战。以无人机应用为例，无人机需要在农田中进行飞行，但农田的环境复杂多变，稍有不慎就可能出现坠机事故，风险较大。

3.3 缺乏专业技术人才

从事农业植保和管理的人员具备良好的专业素质是大数据时代背景下数字农业发展的关键，接纳并应用好新技术，才能实现大数据、物联网与农业的深度融合。大数据分析需要相关的技术和人才支持，而农业生产中可能存在技术水平不足和相关专业技术人才短缺的问题。随着我国城镇化、人口老龄化速度加快，决定了当下很大一部分农民仍然是学识水平较低的中老年人，特别是对于一些农业生产者来说，可能缺乏大数据分析的相关知识和技能，导致他们难以充分利用大数据分析技术来优化农业生产。

4 农业机械植保中应用大数据分析的策略

4.1 健全基于大数据的农业植保协同发展机制

1）在技术支持方面：加强数据采集技术和设备的研发，提高数据采集的全面性和准确度，引入先进的传感器、遥感技术、物联网等设备，实现对农田土壤、作物生长情况、气象等数据的实时监测和采集[9]。

2）在数据共享平台创建方面：建立农业植保数据共享平台，促进农业相关部门、企业和科研机构之间的数据共享和合作，丰富大数据分析的数据来源，提高数据利用效率。

3）在政策支持力度方面：制定相关政策和法规，鼓励和支持农业企业和科研机构投入大数据技术的研发和应用，提供税收优惠、资金补贴等政策支持，推动大数据分析在农业机械植保中的应用。此外，为了解决大数据技术应用于农业植保技术推广中遇到的问题，应该招募具有丰富经验和技能的专业人才，并在积极推广的同时，为农户提供关于农业生产中数字技术应用的即时解答。

4.2 推动信息技术智能装备的集成应用

1）利用植保无人机、智能农机等先进设备进行数据采集。这些设备可以实现对农田、作物生长情况、病虫害发生情况等信息的高效获取，大大提高了数据采集的效率和准确性。同时，这些设备具有高精度的遥感和测量功能，可以实现对农田的三维建模和高精度地图制作，为后续的农业管理和决策提供了更加准确的数据支持[10]。

2）利用云计算、物联网技术和大数据存储技术，实现对大规模农业数据的高效存储和管理。通过云计算和物联网技术，可以实现对农业设备和传感器的联网管理，实时监测和控制农业生产过程中的各种数据，提高了农业生产的精度和效率。同时，通过大数据存储技术，可以将大规模的农业数据进行高效的存储和管理，保证数据的安全性和可靠性。

3）利用人工智能技术对采集的数据进行分析和处理，实现对农业生产过程的自动化管理和预测，为农业生产提供更加科学的决策依据。

总之，精准农业机械植保采用了先进的数据采集和存储技术，解决了传统农业数据采集与存储的困难，为精准农业机械植保提供了可靠的数据支持，推动了农业生产的智能化和精准化发展。

4.3 注重培养农业大数据领域专业人才

1）在农村基层应制定大数据专业人才培养计划，以培养既了解农作物植保的相关特性，又具备数字技术知识的专业人才。这些人才将为大数据农业植保技术提供高水平、高素质的支持。

2）积极鼓励进城务工的大学生返乡从事农业生产，并给予相应的政策支持。同时，政府和农业相关企业应定期开展大数据技术理论培训和技术指导，帮助农户提高大数据应用农业植保技术水平，从而提高农业生产的效益和质量。

3）鼓励企业与院校采取“校企合作”等方式培养人才，建立产业合作平台，吸引有志向、有能力的青年人来乡村发展，将先进的技术和设施引入农村，推动农业大数据技术发展。

5 结语

基于大数据分析的精准农业机械植保策略研究是农业现代化发展的重要组成部分。通过对大规模农业数据的深入分析和挖掘，可以实现对农田、作物生长情况、病虫害发生情况等信息的全面了解，为精准农业机械植保提供科学依据和技术支持。本研究深入探讨了大数据分析在精准农业机械植保中的应用，提出了一系列创新的策略和方法，为农业生产提供了更加科学和有效的管理和决策支撑。应继续深化对大数据分析技术的研究，不断优化精准农业机械植保策略，推动农业生产的智能化和精准化发展，助力农业农村现代化。