智慧农业视域下农业机械智能化技术的运用策略

农业是我国的第一产业，国家十分重视“三农”问题。智慧农业是现代农业发展的一个新阶段，是智能技术与农业协同发展的结果，是未来农业发展的主要方向。将物联网、大数据、人工智能等技术与农业生产相结合，可以为农业生产提供先进技术，提高农业生产效率，实现农业信息化和现代化的全面升级改造。在农业机械智能化技术的支持下，合理开发和应用农业机械智能化技术，加强农户、农机与农场整体的联动，可以实现农业生产全过程的无人化技术应用，促进农业生产全过程的自动化和智能化发展，实现高产稳产，解决当前农业发展的困境。

一、智慧农业与农业机械智能化的概述

智慧农业是一种随着科学技术水平不断提高而出现的一种新型农业形态。在农业经济结构不断升级的背景下，通过加强智慧农业建设可以实现农业转型升级，这对提高我国综合国力具有重要的现实意义。国家一直十分重视智慧农业建设，倾注了大量的科技和财力。在发展进程中，通过人工智能、大数据等各种信息技术的应用，开发设计相关机械设备，能够解放传统农业劳动力，也能适当提高当前农业机械智能化技术水平，增加农户的收入，进一步提高我国农业生产的质量和效率。

农业机械智能化技术包含作业导航、卫星定位、自动化控制等多项技术。在多项技术综合支持下，可以实现机械设备的智能化和信息化。在具体应用中， 全球定位系统（GPS）技术和卫星定位可以提供厘米级的定位精度；传感器的应用使机械设备更加精良，按照预设的路径行进并按照指令操作；自动技术的应用可以进行数据处理，自动调整行驶方向控制速度。农业机械智能化技术具有通用性强、降低劳动强度、节能环保、安全性高等一系列优势，为耕作、收获、灌溉、病虫害防治等提供技术上的支持，也能适用于各种地形地貌，针对不同的环境和要求顺利开展农业生产作业。

二、智慧农业视域下农业机械智能化技术的具体运用

（一）智能控制技术的应用

智能控制技术将计算机、传感器和执行器等相结合，能够自动化和智能化完成控制工作，将其应用于农业机械中，可以提高农业机械操作的安全性和生产效率，顺利开展智能化和精细化的管理工作。智能技术能够实现作业控制，在前期作业中设计好农机参数，可以实时监控整个农业生产过程。智能控制技术具有故障诊断功能，可以对农机的传感器和控制器开展监测工作，发现问题及时分析并排除故障，有效解决各类故障问题。

在具体应用中，智能控制技术可以提供精准施肥、智能喷洒、自动化收割等一系列服务，满足现代化农业的需求。例如，在收割机、拖拉机等农业机械驾驶室中安装智能化控制技术，在传感器和执行器等的支持下，可以开展智能化收割工作，收割机械可以有效执行各项指令进行实时监测，将收割的画面传输到控制中心，从而提高收割效率。

在农作物耕种过程中，可以依托传感设备实时地采集光照条件、土质条件、温度湿度、地理环境等诸多要素传至分析软件中，然后综合分析各项数据，自动处理这些数据信息，开展逻辑运算，将结果传输到控制装置中，能够实现对农业机械生产活动的自动化和智能化控制。

（二）机器视觉的应用

机器视觉主要包括图像识别、图像处理和机器学习等诸多技术手段，借助摄像头、传感器等模拟人的视觉、大脑和四肢的联合动作，完成识别、分析、决策、执行等一系列工作。在智慧农业视域下，该技术的应用越来越广泛，而且发挥着重要作用。

在该技术支持下，开展农田环境监测工作，可以获得农作物生长的图像资料。通过智能化对比分析，判断农作物的生长状态和病虫害的发生情况并预测未来的发展趋势，为种植户提供依据。通过调整农作物的生长环境、加强病虫害防治等措施，解决问题，保障农作物的优良状态。例如，美国研制了新型脉冲激光机器人，可以自动采集农业产品的覆盖范围、生长情况和产品直径。将各项数据图像传入中央处理器，构建3D模型，研究农作物的生长状态；中联重科研发了一款智能拖拉机，借助机器视觉技术开展自动驾驶和农作物的识别等一系列工作。

在精准播种中，应用机器视觉技术可以模拟农民的眼睛，捕捉播种过程的画面，然后录入神经网络系统中，细致分析种子播种的整个过程。按照相关指令执行播种过程，如果出现漏播、多播的情况，智能技术也能进行标记定位。与智能控制技术密切结合，可以精确控制播种粒数技术错误的误差，压缩到2%。

（三）物联网技术的应用

物联网技术可以与各项通信设备、传感器、计算机等密切联系，实现各设备的互联和数据的共享。在物联网技术的支持下，可以开展土壤墒情、气象信息、土壤pH等在线采集工作。上传至控制系统中，对这些数据进行分析预测，实现墒情自动预报、远程操控、灌溉智能决策等一系列服务。例如，可以安装气象传感器，开展气象监测工作，获得实时的信息，分析气象数据，根据农业生产需求做好精准调控工作，有效控制气象环境所带来的影响。在田间管理工作中，借助物联网等相关技术的应用可以实现无人管理。应用环境感知技术，在物联网技术的支持下，可以实现传感设备的连接，开展对农作物生长环境的监测工作。感知环境情况，获得农作物生长过程中的土壤养分，将数据进行汇总，当出现异常情况后会及时提醒种植户，便于进行水肥的精准调配工作，实现自动灌溉，有效节水、节肥、节工，提高经济效益。

（四）GPS技术的应用

GPS技术应用于农业机械设备中可以实现自动导航。与物联网技术结合应用，可以开展农作物产量与质量等分析工作。在农业无人机应用中加入GPS导航技术，可以预先设计好飞行路线、高度和速度等各项参数，完成农业种植、灌溉和喷洒农药等精细化工作。例如，在玉米病虫害防治工作中可以使用无人机技术，搭载热雾机，保证喷雾的效率。在GPS支持下，实现对设定区域内的病虫害防治工作，喷洒药物，达到良好的防治效果，减少相关药物的使用。

（五）新能源的应用

智能化新能源技术应用是智慧农业的显著特征，随着农业现代化建设的不断发展，人们越来越关注农业的绿色环保生产。在农业生产中，实现智能化新能源技术的应用，可以有效取代传统能源，打破传统电力应用的局限性，满足各类机械设备的使用，提高新能源的合理利用。例如，在建设农业大棚时可以建设绿色智能的光电温室大棚，获得充足的光能和热能转化为所需的电能，使大棚更加智能化，开展科学调节工作，满足大棚内农作物的生长需求。智能灌溉系统与风力发电相结合，可以使灌溉更加精细化。针对不同农作物不同时期的灌溉需求，控制整体的灌溉量。

新能源技术的应用不仅可以节约传统电能的消耗，促进绿色农业的发展，还能使农业生产更加智能化、精细化，提供更多功能服务，降低劳动强度。

（六）大数据的分析与应用

农业种植中涉及多项数据信息，耕种时要掌握农田墒情、翻地的质量情况，种植时要控制好种植的密度和间距，在生长过程中要监测作物的倒伏情况、作物的高度和密度。各环节需要重点关注的内容不同，在大数据技术支持下，可以开展各环节各阶段的数据采集工作。采集完数据后，传输到人工智能控制器和物联网终端，生成图表、曲线等数据并上传至控制中心，做好存储工作。

基于大数据可以构建感知模型、决策模型和数字化种植模型，促进智慧农业的发展。例如，在玉米、小麦种植过程中，利用各种先进技术对玉米、小麦生长过程进行管控，划分不同的环节。借助传感器等采集数据信息，开展大数据分析工作。构建相关模型，利用仿真技术模拟分析，能够为种植者在最佳时间内做出正确的决策提供依据，加强田间管理，确保玉米、小麦健康生长，从而实现高产、优质。

三、智慧农业视域下农业机械智能化技术创新策略

（一）开发智能农机管理平台

在智慧农业视域下，农业机械智能化技术的应用越来越广泛，并取得显著成效，但是在一些地区技术的推广受到了一定阻碍。因此，地方农业部门应重视开发智能农机管理平台，为机械设备的推广提供支持。开展合理分析与规划工作，明确各类机械设备的优势，在当地积极开展宣传工作，吸引更多农户参与，掌握各种机械设备的应用和具体的成效，获得越来越多农户的支持；及时跟进各地区智慧农机应用的情况，密切联系当地的农户，通过沟通交流和数据平台监测汇总各类问题，优化设计，加大开发力度，有效解决农民在智能农机应用中的各类问题，促进智慧农业的发展。

（二）加大资源投入

为了助力智慧农业的实现和推广，需要关注智能作业技术的研发，加大财政资源的支持力度，满足当前各项农业机械设备发展需求，实现智能化和自动化生产发展。地方政府应把握当地农业发展情况，做出正确引导，结合智慧农业的发展需求，加大各种资源的投入。政府应出台相关的资金扶持政策，支持各种农业机械智能化项目的发展，吸引更多企业参与其中。在社会资源的支持下，满足农业机械智能化技术研究的各项需求，解决资金和人才的困境，促进研究工作与产品落地的有效衔接。

（三）重视人才培养

农业机械智能化技术的创新发展过程中离不开人才的支持，需要加大人才培养力度，组建专业团队下乡指导，同时建设示范区域，展示科研成果，将各项技术和成果落到实处。第一，地方政府与高校、职业院校等建立良好的合作关系，由他们提供专业的农业研究人才和农业机械智能化操控人才，组建更加专业的团队，在各基层进行示范指导。第二，努力在群众中培养一批具有新理念、熟练操作智能机械设备的人才，积极响应号召带动其他农民积极参与农业现代化建设中，发挥人才优势，提高我国农业生产的智能化和机械化水平。

（四）发展智能感知技术和逻辑思维技术

智能感知技术与逻辑思维技术是农业机械智能化技术中的核心内容，在相关技术支持下可以代替人脑的一些基础决策，实现农业机械设备的智能化。因此，政府应加大扶持力度，吸引更多科研机构和企业开展研发工作，研究先进农业生产技术和农业智能化机械设备，促进智能感知技术和逻辑思维技术的发展和应用，进一步提高传感器、视觉设备等的技术水平，优化各项性能，不断促进智慧农业的发展。

四、智慧农业视域下农业机械智能化技术的应用成效

（一）数据驱动决策

农业机械智能化技术的应用可以为农业生产发展提供有力的技术支持。比如，应用大数据技术可以整合农业生产中的各类数据信息，精准掌握农业生产进度和异常情况；云计算技术可以提高农业生产过程中相关数据信息的计算水平，提高数据分析的质量。在智慧农业发展中，应用智能化技术可以发挥数据驱动决策功能优势，制定科学决策，加强农业生产管理，提高种植的品质和产量。在云计算和大数据分析技术的支持下，能够深入挖掘收集的各项数据信息，确定种植的最佳时机、灌溉的次数和施肥量等，从选种整地到种植管理再到收获，实现全过程动态管理控制，有效应对各种突发情况。同时，借助高光谱热成像相机和脉冲激光扫描传感器监测农作物的生长情况，将包括直径参数、叶片面积在内的数据信息传输到后台，生成植物3D模型。在仿真模拟技术的支持下，可以模拟作物的真实环境，分析预测各种要素的影响，从而生成一套完善的农业生产管理方案。

（二）构建智能化生态农业

在农业机械智能化技术的支持下，可以实现智能化农业生态系统的建设。农业生态系统收集整理各项数据，加强农业生产日常监测，有助于制定科学决策，开展农业环境动态控制，实现与其他技术的深度集成。例如，在气象技术支持下能够获得详细的气象信息，掌握未来气候变化情况；与生物技术结合，可以应用转基因技术和基因编辑技术，培育高产、抗病的农业作物品种；在结合新能源技术过程中，可以使用太阳能或风能等可再生能源代替传统燃油燃料，满足绿色节能环保要求，优化生态系统的建设。应用多项技术集成，可以满足农业发展的各项要求，有效管控农业生产对环境的影响，打造良好生态系统，形成全新的农业生产局面，促进农业的智慧化和现代化发展。

五、结语

综上所述，在智慧农业视域下，农业机械智能化技术的应用已经成为必然的发展趋势并取得了显著成效。智能控制技术、视觉技术、物联网技术、GPS技术等多种技术的结合应用，可以实现对农业生产全过程的管控；加强智能化与信息化的建设，可以促进农业现代化发展，改变传统落后的农业工作方式。在发展过程中，地方政府需要加大扶持力度，做好农业机械设备的推广工作并培养专业人才，解决当前农业机械智能化技术应用中存在的困境，不断发挥技术优势，吸引更多的农民参与其中，为农业的智能化和现代化生产提供助力，创造更多的经济价值，促进智慧农业的发展。

基金项目：贵阳市科技计划项目“适宜贵阳山地履带式自动喷施、除草设备研制与应用”（筑科合同[2022] 3-21号）。

作者简介：李群（1984—），女，贵州贵阳人，本科，讲师，主要从事科技咨询与服务工作。

通信作者：文竹（1978—），男，贵州德江人，专科，副研究馆员。