陷入困境
农民依靠人工智能提高产量
15几百万地球表面大约有一平方公里的面积被
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。他们的田地都有GPS地图。他们的拖拉机装有传感器和摄像头。他们的田地里有土壤湿度传感器。他们甚至有土壤类型、天气数据，以及哪种类型的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，农民就无法监测单株植物的健康状况。这就是为什么许多农民转向使用航空图像的精准农业。
“走遍整个田地很耗时，但航空图像可以提供所需的详细信息，用于当季洞察和季末指导，以改善明年的作物。从农艺的角度来看，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
空中图像可以实现农民在生长季节采取适当行动所需的植株细节。例如，通过精确定位杂草在田里生长的位置，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产生的tb级数据，而是与图像分析公司合作。这些公司专注于将原始数据转化为农民可以在他们的农场上实施的建议。
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，从卫星的米/像素到低空飞行的飞机的厘米/像素。金宝搏官方网站用于捕捉图像的传感器类型也各不相同，每个传感器都为不同类型的分析提供数据。
IntelinAir该公司是一家总部位于美国的精确农业公司，专门从事航空图像分析，使用载人飞机对农田进行成像。他们利用了可见光、近红外(NIR)和热成像相机的组合。他们在整个生长季节捕捉图像，在特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，而近红外摄像机是为了显示该领域的压力或健康状况。一旦我们了解了土壤湿度和作物健康的趋势，我们就可以在当季指导农民管理他们的经营时优先考虑什么。”
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，这家瑞士精准农业公司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。
“高光谱图像可以对植物的生理状况进行详细诊断，”Gamaya首席执行官约瑟夫·阿克特曼(Yosef Akhtman)说。“植物与阳光相互作用的方式构成了它们新陈代谢的重要组成部分，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
但精准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?新兴的农作物是散布在几英亩土地上的绿色小斑点。开着拖拉机在田里发现杂草已经很困难了，那么怎么可能从天上发现杂草呢?
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，并检测可能与特定问题相关的模式，例如杂草的爆发。
“在许多情况下，不受欢迎的植物看起来与实际作物非常相似，特别是在人眼感知的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。这使得它成为人工智能驱动解决方案的完美候选人。”
Gamaya首席执行官Yosef Akhtman
人工智能正在把精准农业变成决策农业。人工智能可以发现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。农民不必每年给整个农场喷洒杀虫剂来消灭害虫，他们可以集中精力在虫害地区。同样，农民可以通过只在需要增加氮肥的地区施用氮肥来减少所需的肥料量。
Rose解释说:“我们使用算法来区分早期季节的植被，这些植被由于其大小而几乎不可见，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。”“这些算法依赖于机器学习来进行模式识别，并识别问题和领域趋势。这些算法生成指标，以便农民可以对他们需要采取的行动进行排名和优先级。”
对于大型农场来说，精准农业可以显示哪里的关注最有可能提高整体产量。对于较小的农场，它帮助农民进行例外管理，以从他们所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，并在这一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。减少化肥的使用量不仅节省了农民的钱，还减少了大量农田氮素的流失。
拉克教授解释说:“在精准农业中，变速施肥一直是，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使我们提高氮的利用效率。如果作物呈黄色(即缺氮)，传感器检测到并通知变速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，算法就会降低氮含量。”
在减少投入的同时提高产量:最重要的是农民能够提供高质量、营养丰富的农产品来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。
