植保無(wú)人機(jī)是指用于農(nóng)林植物保護(hù)作業(yè)的無(wú)人駕駛飛機(jī)，該型無(wú)人機(jī)由飛行平臺(tái)（固定翼、單旋翼、多旋翼）、GPS飛控、噴灑機(jī)構(gòu)三部分組成，通過(guò)地面遙控或GPS飛控實(shí)現(xiàn)噴灑作業(yè)，可噴灑藥劑、種子、粉劑等。

    與傳統(tǒng)植保作業(yè)相比，無(wú)人機(jī)植保作業(yè)具有精準(zhǔn)、高效、環(huán)保、智能化、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，此外，由于植保無(wú)人機(jī)體積小，重量輕，運(yùn)輸方便，飛行操控靈活，對(duì)于不同的地塊、作物均具有良好的適用性，因此近年來(lái)受到大眾的廣泛關(guān)注。

    一、植保無(wú)人機(jī)分類

    （1）按動(dòng)力可分為油動(dòng)無(wú)人機(jī)（發(fā)動(dòng)機(jī)作為動(dòng)力裝置）、電動(dòng)無(wú)人機(jī)（電機(jī)作為動(dòng)力裝置）；
油動(dòng)單機(jī)價(jià)格貴，燃料成本便宜，操作復(fù)雜，日本普及率極高；電動(dòng)單機(jī)價(jià)格便宜，燃料成本貴，操作簡(jiǎn)易，在國(guó)內(nèi)可能有優(yōu)勢(shì)。

植保無(wú)人機(jī)按機(jī)型結(jié)構(gòu)劃分及作業(yè)特點(diǎn)

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    （2）按機(jī)型結(jié)構(gòu)可分為固定翼無(wú)人機(jī)、單旋翼無(wú)人機(jī)、多旋翼無(wú)人機(jī)。

    固定翼飛機(jī)主要應(yīng)用于農(nóng)田信息采集和農(nóng)田遙感，具有載量大，飛行速度快，作業(yè)效率高等特點(diǎn)。作業(yè)時(shí)一般采用超低空飛行，距離作物冠層5~7m，對(duì)于作業(yè)區(qū)域的地形要求高，一般在開闊的農(nóng)場(chǎng)里應(yīng)用較廣。

    單旋翼植保無(wú)人機(jī)有雙槳、三槳2種型號(hào)。其優(yōu)點(diǎn)是旋翼大，抗風(fēng)能力強(qiáng)，飛行穩(wěn)定，霧化效果好，下旋氣流大，穿透力強(qiáng)，農(nóng)藥可以打到農(nóng)作物的根莖部位，缺點(diǎn)是造價(jià)較高，操控難度比較大，對(duì)飛手素質(zhì)要求較高。

    多旋翼植保無(wú)人機(jī)有四旋翼、六旋翼、八旋翼、六軸十二旋翼、八軸十六旋翼等機(jī)型。其優(yōu)點(diǎn)是造價(jià)相對(duì)較低、簡(jiǎn)單易學(xué)、短時(shí)間即可上手作業(yè)。缺點(diǎn)是抗風(fēng)性能較低，連續(xù)作業(yè)能力較差，效率不高。

    單旋翼和多旋翼無(wú)人機(jī)的體積、載重均相對(duì)較小，操縱靈活，適宜于在較為分散的農(nóng)田區(qū)塊內(nèi)進(jìn)行作業(yè)，在我國(guó)廣大農(nóng)村植保作業(yè)中有較強(qiáng)的實(shí)用性。

植保無(wú)人機(jī)按機(jī)型結(jié)構(gòu)劃分及作業(yè)特點(diǎn)

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    二、植保無(wú)人機(jī)行業(yè)發(fā)展動(dòng)因

    我國(guó)人口老齡化進(jìn)程加快，帶來(lái)一系列勞動(dòng)力市場(chǎng)效應(yīng)：勞動(dòng)力價(jià)格持續(xù)上漲、勞動(dòng)參與率持續(xù)下降和勞動(dòng)生產(chǎn)率面臨負(fù)面沖擊，給我國(guó)農(nóng)業(yè)帶來(lái)巨大的沖擊。農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)作為科技與農(nóng)業(yè)的完美結(jié)合體，具有人力不可比擬的優(yōu)勢(shì)，主要體現(xiàn)在作業(yè)效率、作業(yè)成本、作業(yè)效果、安全環(huán)保等方面。

人工植保與無(wú)人機(jī)植保對(duì)比（以水稻為例）

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    目前，美國(guó)農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)作業(yè)滲透率超過(guò)50%；而日本，60%水稻田采用無(wú)人機(jī)植保作業(yè)。從人口老齡化程度和工業(yè)化率兩方面分析，中國(guó)農(nóng)業(yè)植保無(wú)人機(jī)發(fā)展可參考日本植保無(wú)人機(jī)發(fā)展史。

    目前中國(guó)的人口老齡化程度與日本1986年左右類似，老齡化增速也十分接近。為緩解人口老齡化帶來(lái)的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)壓力，日本出臺(tái)相應(yīng)政策鼓勵(lì)農(nóng)業(yè)航空植保，1987年日本植保無(wú)人機(jī)首次作業(yè)。與之對(duì)應(yīng)，近兩年國(guó)內(nèi)也出臺(tái)一些農(nóng)業(yè)扶持政策，大力扶持農(nóng)業(yè)航空植保。因此，從人口老齡化程度角度對(duì)比，中國(guó)植保無(wú)人機(jī)正值快速發(fā)展期。

    三、植保無(wú)人機(jī)保有量及作業(yè)面積

    據(jù)統(tǒng)計(jì)，2018年，我國(guó)植保無(wú)人機(jī)保有量達(dá)到3.15萬(wàn)架，作業(yè)面積達(dá)2.67億畝次。歷經(jīng)10年探索，飛防植保讓我國(guó)農(nóng)藥施用產(chǎn)業(yè)進(jìn)入了一個(gè)全新的時(shí)期。

2014-2018年我國(guó)植保無(wú)人機(jī)保有量及作業(yè)面積統(tǒng)計(jì)

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    不過(guò)，面對(duì)國(guó)內(nèi)近18億畝的耕地植保市場(chǎng)，飛防植保占比仍不足5%，大量未采用飛防的耕地，要么因?yàn)榈貕K復(fù)雜分散，植保飛防行業(yè)發(fā)展如攀登險(xiǎn)峰艱難前進(jìn)?！案咄度?、慢產(chǎn)出”的現(xiàn)狀更是考驗(yàn)著眾多廠家的信心與耐心，市場(chǎng)拓展已經(jīng)進(jìn)入“啃硬骨頭”的階段。

    四、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局

    整體看，在內(nèi)地20hm2以上的大戶，以及新疆和東北66.7hm2以上的大戶對(duì)植保無(wú)人機(jī)接受度最高。至2018年底，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，全國(guó)植保無(wú)人機(jī)保有量超過(guò)3.1萬(wàn)架，作業(yè)面積達(dá)到2.67億畝。目前，在主流的電動(dòng)多旋翼植保無(wú)人機(jī)市場(chǎng)，已經(jīng)形成以大疆、極飛占據(jù)多數(shù)市場(chǎng)，漢和、全豐位居第二陣營(yíng)，其他企業(yè)分食剩余市場(chǎng)的格局。2017年整個(gè)飛防市場(chǎng)是跑馬圈地階段，2018年正式步入降價(jià)競(jìng)爭(zhēng)階段，價(jià)格已經(jīng)成為各企業(yè)爭(zhēng)奪的焦點(diǎn)。比較顯著的是在2018年4月北京舉辦的“世界精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空大會(huì)”上湖北龍翼機(jī)器人有限公司推出了6kg機(jī)型，采用鋁合金機(jī)身，簡(jiǎn)化操控系統(tǒng)，成功將價(jià)格壓縮在1萬(wàn)元之內(nèi)，而價(jià)格的降低，則意味著普通農(nóng)戶市場(chǎng)將會(huì)進(jìn)一步被打開。

    五、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程分析

    隨著我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)代化的發(fā)展，農(nóng)業(yè)對(duì)植保無(wú)人機(jī)的需求量逐年增加。需積極采取有效措施應(yīng)對(duì)發(fā)展難題，從政策扶持、體制建設(shè)、技術(shù)保障、人員保障及安全監(jiān)管等多方面共同入手，提高無(wú)人機(jī)植保作業(yè)效率，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物病蟲害的統(tǒng)防統(tǒng)治，加快我國(guó)農(nóng)業(yè)航空植保無(wú)人機(jī)的發(fā)展步伐。
相關(guān)報(bào)告：智研咨詢發(fā)布的《2019-2025年中國(guó)植保無(wú)人機(jī)市場(chǎng)專項(xiàng)調(diào)查及發(fā)展趨勢(shì)分析報(bào)告》

    1、產(chǎn)學(xué)研合作模式有待推廣

    企業(yè)和科研院校發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì)進(jìn)行產(chǎn)學(xué)研合作，研發(fā)適用的先進(jìn)植保無(wú)人機(jī)及其配套技術(shù)，推動(dòng)科研院校的成果轉(zhuǎn)化，加快推進(jìn)植保無(wú)人機(jī)的可持續(xù)發(fā)展。發(fā)揮國(guó)內(nèi)高校、科研單位、企業(yè)以及相關(guān)農(nóng)業(yè)航空聯(lián)盟與學(xué)會(huì)的作用，普及農(nóng)業(yè)航空知識(shí)，培養(yǎng)航空植保人才。將目前企業(yè)進(jìn)行的植保無(wú)人機(jī)操控手的培訓(xùn)納入農(nóng)機(jī)培訓(xùn)的范疇，對(duì)無(wú)人機(jī)操控手進(jìn)行無(wú)人機(jī)管理法規(guī)以及植保知識(shí)培訓(xùn)，提高行業(yè)整體水平。近年來(lái)，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)國(guó)際聯(lián)合研究中心與安陽(yáng)全豐、廣州極飛、北大荒通用、山東瑞達(dá)、深圳高科新農(nóng)、新疆天山羽人航空植?？萍加邢薰镜榷嗉移髽I(yè)簽訂了產(chǎn)學(xué)研合作協(xié)議，開展了包括技術(shù)開發(fā)、聯(lián)合施藥試驗(yàn)等實(shí)質(zhì)性合作，并聯(lián)合國(guó)內(nèi)十幾個(gè)省（自治區(qū)）進(jìn)行了有人機(jī)、無(wú)人機(jī)航空遙感與施藥、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航等合作試驗(yàn)與技術(shù)研發(fā)，目前已初見成效，是產(chǎn)學(xué)研合作的成功范例。

    2、精準(zhǔn)噴施作業(yè)未來(lái)可期

    精準(zhǔn)噴施作業(yè)是確保植保無(wú)人機(jī)有效防治病蟲的前提。通過(guò)多傳感器、多光譜輔助、多時(shí)甚至多分辨率遙感數(shù)據(jù)融合，利用GIS 技術(shù)創(chuàng)建精確的植保作業(yè)處方圖，依據(jù)處方圖預(yù)設(shè)作業(yè)路線，通過(guò)植保無(wú)人機(jī)的智能飛行控制，進(jìn)行無(wú)人機(jī)的遠(yuǎn)程控制或自主飛行。植保無(wú)人機(jī)自主飛行時(shí)，通過(guò)傳感器、GPS 導(dǎo)航、遙感和超聲波測(cè)距等技術(shù)，在線感知環(huán)境形勢(shì)，根據(jù)實(shí)時(shí)采集到的環(huán)境信息進(jìn)行建模分析和輔助決策，及時(shí)調(diào)整飛行路線和施藥設(shè)備參數(shù)，進(jìn)行避障飛行和精準(zhǔn)施藥，減少霧滴飄移，提高無(wú)人機(jī)作業(yè)效率。目前，大部分植保無(wú)人機(jī)智能飛行控制的研究是在相對(duì)確定的環(huán)境下進(jìn)行，更長(zhǎng)遠(yuǎn)的目標(biāo)是要實(shí)現(xiàn)在快速變化的不確定環(huán)境下，增強(qiáng)植保無(wú)人機(jī)對(duì)地形的適應(yīng)能力，提高植保施藥和飛行控制精度，實(shí)現(xiàn)真正意義上的植保無(wú)人機(jī)精準(zhǔn)噴施作業(yè)。

    3、“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”促進(jìn)服務(wù)增值

    采用新一代信息技術(shù)，建立“互聯(lián)網(wǎng)+”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)綜合服務(wù)平臺(tái)，為農(nóng)業(yè)航空植保作業(yè)服務(wù)商和終端農(nóng)戶提供溝通和服務(wù)的橋梁，便于政府和有關(guān)部門對(duì)植保無(wú)人機(jī)實(shí)施跟蹤和監(jiān)管。通過(guò)平臺(tái)可對(duì)植保服務(wù)、作業(yè)效果和植保無(wú)人機(jī)檢測(cè)進(jìn)行管理，對(duì)作業(yè)人員、植保無(wú)人機(jī)及其他物資進(jìn)行統(tǒng)一調(diào)配，利用大數(shù)據(jù)技術(shù)為廣大農(nóng)戶提供多種無(wú)人機(jī)植保增值服務(wù)。隨著植保無(wú)人機(jī)產(chǎn)業(yè)化的推進(jìn)，技術(shù)、人員和配套設(shè)施保障的加強(qiáng)，植保無(wú)人機(jī)的應(yīng)用將向多元化、精準(zhǔn)化和智能化發(fā)展。

    植保無(wú)人機(jī)的應(yīng)用技術(shù)將為我國(guó)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來(lái)巨變，特別是在發(fā)展植保無(wú)人機(jī)技術(shù)的同時(shí)，國(guó)家通過(guò)制定相應(yīng)的扶持政策，完善標(biāo)準(zhǔn)與補(bǔ)貼制度，引導(dǎo)常規(guī)藥劑的飛防登記管理，鼓勵(lì)農(nóng)化企業(yè)研發(fā)飛防專用藥劑，進(jìn)一步完善植保無(wú)人機(jī)技術(shù)維護(hù)保障機(jī)制。植保無(wú)人機(jī)必將步入快速發(fā)展階段，為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的實(shí)施發(fā)揮重要支撐作用。