低空经济在智慧农田“振翅高飞”
——邯郸市高校科研团队智慧农场应用场景技术获突破
2024年中央一号文件明确提出，持续实施数字乡村发展行动，发展智慧农业。智慧农业被纳入国家顶层设计，已经成为国家经济发展的重大战略。当前，“低空经济+智慧农场”作为现代农业的新模式，正引领农业发展“飞”上新赛道。
近期，我市高校科研团队在该领域取得丰硕科研成果和技术突破，并成功进行生产应用实践。该科研项目“数字孪生农场无人机监测应用”，由河北工程大学、邯郸职业技术学院、邯郸学院组成的智慧农业监测科研团队联合攻关。科研团队在董卫教授、张安兵教授的带领下，以实现农作物全生命生长过程的科学管理为目标，融合空天地一体化监测技术，成功打造出数字孪生农场无人机监测的应用场景，取得了良好效果。
图为该系统低空监测巡检无人机为农田进行“把脉”
起飞，在希望的田野上
秋日的田野，承载着收获，播种着希望。
在邱县古城营镇东杜林疃村近800亩小麦实验田的工作站里，科研团队驻守人员、计算机应用技术方向的研究生苏皓正在把一台低空监测巡检无人机安置在俗称“机场”的起飞平台上。启动“机场”功能后，他径直回到装有监测总控系统的电脑前，轻轻敲下“起飞”指令，无人机“嗖”的一声，从“机场”腾空而起，直冲天际……
“几周前，实验田才进行完联合作业，收获完夏玉米，播种上冬小麦。你看，地里的小麦这几天正在萌芽。”苏皓起身后，指着远处的麦田说，“这套多维监测系统就好比医院影像科室的透视检查，专门为农作物生长的各项重要指标进行监测与‘把脉’，再把发现的问题第一时间反馈给农户，从而及时对症下药，确保丰产丰收。”
这套监测管理系统由河北工程大学、邯郸职业技术学院、邯郸学院的专家研发团队共同研发，又称空天地一体化农业监测技术，其定位为“面向中型农场少人化耕种的智能监测”。此套无人机监测应用管理系统专利技术多、智能化程度高，可对墒情、苗情、虫情、灾情进行全面且细化监测与分析，从而助力农户在耕种过程中有的放矢、节能高效。
科研团队工作站的院子里，停放着三台大小不等的无人机。苏皓介绍说，“这三台无人机都是服务这套监测系统的，但各有功用，大型的专门负责洒农药、灭虫害；中型的配备了先进的多光谱正射影像，可以监测作物长势、虫情和土壤墒情；刚起飞的那台小型机，主要负责日常巡查、虫情监测和取点拍摄。”
“所谓空地天一体化监测，空，即无人机技术的应用；天，是指卫星传送的多光谱遥感影像；地，即地面设备，包括土壤传感器、田地监测仪、虫情灯以及气象站等，空天地三位一体运行，能够为农田生产提供多维度、高精度的‘问诊把脉’。”
“画面中发红的区域表示该片区的作物发生了病虫害，全绿区域则代表作物生长健康无虫情，系统后台模块根据无人机坐标的分区研判，为农户的下一步作业举措提供动态化的参考建议。”苏皓一边操作监测管理系统，一边讲解。
据悉，今年在全面启用该套数字化监测管理系统后，邱县这块实验田的玉米从原来的亩产880斤，成功跃升到亩产1180斤，每亩增长了300斤。
振翅，多项成果填补国内空白
作为该研究团队的主要带头人之一，邯郸职业技术学院党委书记、院长张安兵教授在无人机精准识别与提取农作物信息等方面取得了卓有成效的研究成果，获得了多项发明专利和技术突破。
当前，该研究团队拥有博士15人、博士后2人，专业范围涵盖农田水利、农作物耕作栽培、多传感器组合监测技术、地理信息、摄影测量与遥感、软件开发及自动化等，在无人机飞行器研发、遥感分类、信息提取、模型构建等方面研究经验丰富，互补性强。
张安兵教授说，团队现已完成相关国家自然科学基金课题5项、省部级项目8项、横向课题20余项，融合多源遥感与视频监控技术，构建了农作物空天地立体化动态监测体系，突破了多项技术瓶颈。尤其是“无人机+系统平台”的病虫害自动识别系统，填补了国内在该领域的空白。
据了解，“数字孪生农场无人机监测应用”科研项目，主要在农作物种植信息精准识别与提取、融合无人机与边缘计算的农作物病虫害智能识别与定位方法、建立星机协同的农作物生长监测模型等三方面，成功实现了技术创新和突破，实现了对农作物生长状况的实时监测，提高了农田产出效率。
今年，科研团队以邱县古城营镇的5000亩流转土地为实验测试区，打造了数字孪生农场无人机监测应用场景，积累了丰富的实践经验，取得了良好的实践效果。
翱翔，为智慧农业蓄势赋能
近年来，国家在建设数字中国、实施乡村振兴等重大战略中，把发展智慧农业作为重要内容。该科研团队聚焦数字化赋能乡村全面振兴，加快信息技术与农机农艺深度融合，推动智能感知、分析、控制等技术和装备在大田种植集成应用，推动农业生产全程机械化、田间管理的在线化。
所谓低空经济，是指以民用有人驾驶和无人驾驶航天器的低空飞行活动为牵引，辐射带动相关领域融合发展的综合性经济形态。记者从有关部门了解到，代表着新质生产力的低空经济，在国家的大力倡导下，也正在走进人们的生活。目前，全国已有近30个省份将发展低空经济写入地方政府工作报告或出台了相关政策。而我市高校科研团队所取得的研究成果，正是典型的低空经济创新技术在农业领域的实际应用。
该科研团队突破多项技术瓶颈，发表学术论文70余篇，申请发明专利15项，登记计算机软件著作权12项，提出了基于空天地立体化监测技术体系下智慧农场的完整建设方案，并以邱县一家中型农场为试验对象，成功打造出数字孪生农场无人机监测的应用场景。日前，该科研成果荣获2024年河北省低空经济应用场景大赛二等奖，也是我市唯一在低空经济应用场景建设方面的获奖项目。
邯郸作为农业大市，推广普及该项研究成果，推动智慧农业建设，有助于解决当前农业规模化程度低、标准化农田覆盖率低、生产成本高、水资源匮乏、劳动力不足等农业生产中的“痛点”。如今，这项出自我市高校科研团队的智慧农业型应用技术从实验室走进大田，标志着我市低空经济拥抱智慧农业的时代已经到来。展望未来，业已起飞的无人机群将翱翔在智慧农场的上空，为我市建设智慧农业、发展农业新质生产力蓄势赋能，再立新功。
邯郸新闻传媒中心记者 邢建伟 裴龙飞/文 邢建伟/摄
