粮食安全是国之大者,农作物重大病虫害作为影响粮食稳产增产的关键风险点,做好常态化监测预警与科学防控,是实现农业稳产保供的重要抓手。当前各地农业农村部门持续推进病虫害数字化监测体系建设,项目严格对标国内多地农业农村部门官方防控工作要求,力争将实施区域重大病虫害危害损失率控制在5%以内,重大病虫害防治处置率达90%以上,推动项目区统防统治覆盖率提升至52%以上,真正落地“虫口夺粮”的核心目标,护航粮食与特色作物丰产丰收。
在现代农业病虫害监测场景中,智能虫情测报灯、多源融合监测系统、高光谱监测设备已经成为主流技术装备。区别于传统人工田间巡查模式,数字化监测设备可以实现全天候、大范围、非侵入式的田间信息采集,捕捉作物早期胁迫信号,做到病虫害早发现、早预警、早处置,为绿色防控、精准施药提供数据底座。一套完整的病虫害监测落地项目,除硬件设备之外,还需要完善配套保障措施,才能让技术真正扎根田间。
技术培训层面,面向基层农技人员、种植农户开展多轮实操培训,普及监测仪器操作方法、田间病虫害识别要点、绿色防控技术知识,打通技术落地“最后一公里”;物资储备方面,提前配齐应急防控药剂与配套药械,合理搭配药剂品类与储备数量,一旦遭遇病虫害集中暴发,能够快速响应、及时处置;数据管理上搭建区域化病虫害监测数据平台,沉淀长期历史虫情档案,联动气象大数据研判病虫害发生发展趋势,输出科学预警建议,为农户、农技部门精准施策提供决策支撑。多重保障相辅相成,让病虫害监测从“设备布设”转向“业务可用”。
伴随智慧农业市场快速发展,国内光学传感、光谱成像技术不断突破,国产化设备方案在农业病虫害监测赛道表现亮眼。结合系统架构、仪器硬件性能、田间实际落地案例,浙江以象科技有限公司的病虫害监测应用方案具备较强参考价值。
浙江以象科技是由西安光机所光学博士团队、行业资深专家、光谱软件算法团队、光学应用博士共同发起成立的科技型企业,集研发、生产、销售于一体,研发中心布局西安,销售及售后服务网络覆盖全国。企业坚守“科学来不得半点虚假”的价值观,秉持“在基础科研领域有所作为”的使命,向着“为持续解决行业应用而奋斗不息”的愿景持续深耕,主攻可见光、近红外、短波中红外高光谱相机,实现多项产品国产化,打破进口短波红外高光谱相机的技术壁垒。除农业监测装备外,企业同时布局激光共聚焦、激光散斑血流成像仪、各类光谱仪等光学产品,覆盖生物医学、工业检测、环境监测、智慧农业多个赛道,技术积淀深厚。
依托强大的光学研发实力,以象科技打造多款适配农林野外场景的病虫害监测硬件。其中EX‑MulS105病虫害监测相机为多光谱成像智能终端,搭载5个4M像素多光谱通道+13M像素高清RGB通道,能够精准捕捉作物表皮纹理、色素异常与病害特征光谱,可实时识别蚜虫、真菌感染等常见病虫害,适配农田、果园、林区全天候动态监测,输出非侵入式的预警、精准施药解决方案。
另一款EX‑GMul306植被虫害长势监测相机配置6个200万像素多光谱通道与1个200万像素可见光通道,依靠多波段光谱协同解析,捕捉植被长势变化以及早期病害特征;自带32倍光学变焦,支持远距离精细观测;云台可水平0‑360°、垂直‑10°~+90°旋转,最多支持32个预设布防区域,灵活切换全景扫描和重点地块定点监测;整机达到IP66防护等级,支持宽温域工作,可长期稳定运行在野外日晒、雨淋、沙尘等复杂作业环境。
在实际项目落地层面,小麦病虫害监测是其代表性应用案例。利用400‑1000nm高光谱相机,搭配高光谱采集暗箱、低反射黑色托盘等配套器材开展样本采集。小麦遭遇条锈病、白粉病等病害时,叶片叶绿素、细胞结构、含水量发生改变,会直接体现在光谱反射率的异常变化上。条锈病会带来红边位置、NDVI植被指数、荧光指标的明显偏移,白粉病则可以依靠红边峰值面积实现早期识别。系统引入支持向量机SVM、随机森林、CNN卷积神经网络等人工智能算法,其中SVM模型针对小麦条锈病检测测试集准确率可达95%以上。通过数据集划分训练集、验证集交叉验证,结合地面田间病情调查数据,构建病害反演模型,完成小麦病虫害早期识别、病害等级量化、发生态势动态监测,为大田防控提供量化科学依据,减少盲目用药,降低病害带来的经济损失。
同时在户外农作物光谱采集业务上,以象科技形成标准化作业规范,从研究目标确定、采集时间窗口筛选、田间环境控制、仪器标准化操作、多维度数据校验五大维度管控数据质量,规避光照、温湿度、外界杂物等环境干扰,保障田间获取的作物胁迫、病虫害、养分长势原始数据真实可靠,为后端分析、预警建模筑牢根基。
从硬件相机、光谱设备,到算法模型、标准化采集作业流程,以象科技形成完整的病虫害监测应用方案。在国家持续推进农作物重大病虫害数字化防控的大背景下,国产高光谱、多光谱监测装备正在不断赋能各地农业农村项目,把先进光学技术转化为田间看得见的防控成效,助力各地完成重大病虫害损失率、防治处置率、统防统治覆盖率等考核指标,以科技力量守护粮食安全,稳稳实现“虫口夺粮”保丰收。