进入杂草
农民依靠人工智能提高产量
15几百万地球表面的每平方公里都被
农民们正在采用多种技术来提高产量，从具有gps功能的拖拉机到机器人
农民有大量的数据。他们的田地用GPS定位。他们的拖拉机上有传感器和摄像头。他们的田地里装有土壤湿度传感器。他们甚至有土壤类型、天气数据和哪种种子在不同环境下表现最好的数据。
即使有了所有这些数据，当涉及到工厂的性能时，还是有一个盲点。农场太大了，如果不使用技术，农民就无法监测单个植物的健康。这就是为什么许多农民转向使用航空图像的精准农业。
“走遍整个田地是很耗时的，但航空图像可以提供季内洞察和季末指导所需的详细信息，以了解如何改进明年的作物。从农艺的角度来看，有很多研究和开发都集中在这些应用上。”
乔·拉克博士，内布拉斯加大学林肯分校生物系统工程副教授
航空图像可以实现农民在种植季节采取适当行动所需的植物细节。例如，通过精确定位杂草在田间生长的位置，农民可以将除草剂的使用限制在该位置;他们不需要喷洒整个田地。
图片由Gamaya提供
农民对他们的土地有深刻的了解，但他们不是数据科学家。因此，农民们不再试图破译航空图像生成的tb级数据，而是与图像分析公司合作。这些公司专门将原始数据转化为建议，供农民在自己的农场中实施。
这些公司使用无人机、有人驾驶的飞机，甚至卫星来捕捉不同分辨率的图像，从每像素米的卫星到每像素厘米的低空飞行飞机。用于捕捉图像的传感器类型也各不相同，每种传感器为不同类型的分析提供数据。
IntelinAir这家总部位于美国的精密农业公司专门从事航空图像分析，使用有人驾驶的飞机对农田进行成像。它们利用了可见光、近红外(NIR)和热成像相机的组合。它们捕捉整个生长季节的图像，在给定时间为农民提供快照，为长期规划收集趋势数据，并提醒农民注意问题，以便他们知道在哪里采取行动。
“热图像帮助我们了解土壤湿度剖面，而近红外相机是为了显示田地的压力或健康状况。一旦我们知道了土壤湿度和作物健康的趋势，我们就可以在管理其经营时给农民提供当季指导。”
Greg Rose, IntelinAir产品副总裁
除了使用气象站和地面传感器的数据外，这家瑞士精密农业公司Gamaya用卫星和定制无人机捕捉高光谱图像。高光谱图像使用额外的光带来检测植物内部的特定特征。
Gamaya公司首席执行官Yosef Akhtman表示:“高光谱图像可以对植物的生理状况进行详细诊断。“植物与阳光相互作用的方式形成了它们新陈代谢的关键部分，这导致了它们的生理和反射特性之间的紧密关系。”
农民们对最终报告更感兴趣
但精密农业公司如何将原始图像转化为最终报告中包含的精确处方呢?新兴的作物是散布在大片土地上的绿色小斑点。开着拖拉机在地里发现杂草已经很困难了，那么从天上怎么可能发现杂草呢?
这就是计算机视觉和人工智能(AI)发挥作用的地方。计算机视觉和人工智能被用于对大量图像数据进行分类，并检测与特定问题相关的模式，如杂草的爆发。
“在很多情况下，不受欢迎的植物看起来与实际的作物非常相似，特别是在人眼感知到的RGB颜色空间中。杂草和作物之间的区别体现在光谱和形态特征的微妙结合上。这使它成为人工智能驱动解决方案的完美人选。”
Yosef Akhtman, Gamaya首席执行官
人工智能正在把精密农业变成决策农业。人工智能能发现表明植物受到胁迫的模式，并诊断出原因。结果帮助农民解决问题，使用精确的投入量。农民可以把精力集中在虫害地区，而不是每年喷洒整个农场的害虫。同样，农民可以通过只在需要增产的地区施氮来减少所需的化肥量。
罗斯解释说:“我们使用算法来区分由于其大小而几乎看不见的早季植被，并生成健康评分和异常算法，以识别异常高或异常低的压力。”“这些算法依靠机器学习进行模式识别，识别问题和领域趋势。这些算法生成指标，这样农民就可以对他们需要采取的行动进行排序和优先级排序。”
对于大型农场来说，精准农业可以展示哪些方面的关注最有可能提高整体产量。对于较小的农场，它帮助农民以例外的方式管理，从他们照管的田地中获得最大收益。
“在未来几年，计算机视觉、机器学习和机器人技术将越来越多地融合在一起，帮助种植者更高效地生产更多的食物，并在这个过程中获得更大的经济回报。”
Al Eisaian, IntelinAir首席执行官
精准农业的好处不仅仅是农民的底线;这对地球也有好处。减少化肥使用量不仅节省了农民的钱，也减少了大量农田的氮流失。
拉克教授解释说:“在精准农业中，浮动化肥的应用一直是，而且将继续是一个有前途的领域。”“当季，基于传感器的活性氮管理可以让我们提高氮的利用效率。如果作物颜色变黄(即缺氮)，传感器检测到并通知可变速率喷雾器在该位置施用更多的氮以纠正缺氮。当你进入一片深绿色区域时，算法就会降低氮的速率。”
增加产量，减少投入:底线将是农民提供高质量、营养丰富的农产品的能力，以养活地球上不断增长的人口，同时最大限度地减少对环境的影响。
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