陷入困境
农民依靠人工智能提高产量
15几百万覆盖地球表面的面积
农民们正在采用一种混合技术来提高产量，包括gps驱动的拖拉机和机器人
农民拥有大量的数据。他们的田地被GPS定位。他们的拖拉机上有传感器和摄像头。他们的田地有土壤湿度传感器。他们甚至有关于土壤类型的数据，天气数据，以及关于哪种类型的种子在不同环境下表现最好的数据。
即使有了这些数据，在核电站的性能方面仍存在盲点。农场太大了，农民无法在不使用技术的情况下监测单个作物的健康状况。这就是为什么许多农民转向利用航空图像进行精准农业的原因。
“走一遍整片农田是很耗时的，但航空图像可以提供所需的详细信息，无论是季节洞察力，还是季末指导，以改善明年的作物。从农学的角度来看，有很多针对这些应用的研究和开发。”
内布拉斯加大学林肯分校生物系统工程副教授Joe Luck博士
航空图像可以实现农民在生长季节采取适当行动所需的作物细节。例如，通过确定杂草在田地中的生长位置，农民可以限制在该位置施用除草剂;他们不需要喷洒整个田地。
图像由Gamaya提供
农民对他们的土地有深刻的理解，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海量数据，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，供农民在农场实施。
这些公司使用无人机、有人驾驶的飞机甚至卫星来捕捉各种分辨率的图像，从卫星的每像素米到低空飞行的飞机的每像素厘米。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美国一家专门从事航空图像分析的精密农业公司，利用载人飞机对田野进行成像。它们利用了可见光、近红外(NIR)和热感摄像机的组合。它们捕捉整个生长季节的图像，在给定的时间给农民提供快照，收集趋势数据用于长期规划，并提醒农民注意问题，以便他们知道在哪里采取行动。
“热成像帮助我们了解土壤湿度剖面，而近红外相机则用于显示土壤的压力或健康状况。一旦我们知道了土壤湿度和作物健康的趋势，我们就可以向农民提供当季指导，指导他们在管理经营时应该优先考虑什么。”
Greg Rose, IntelinAir的产品副总裁
除了使用来自气象站和地面传感器的数据外，这家瑞士精密农业公司也在使用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条件进行详细诊断，”Gamaya公司首席执行官Yosef Akhtman说。“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，导致它们的生理和反射特性之间的紧密关系。”
农民们对最终的报告更感兴趣
但精准农业公司如何将原始图像转化为最终报告中所包含的精确处方呢?新兴的作物是散布在数英亩土地上的绿色小点。开着拖拉机穿过田野时很难发现杂草，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用于对大量图像数据进行分类，并检测与特定问题(如杂草爆发)相关的模式。
“在很多情况下，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。杂草和农作物之间的区别表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。”
Yosef Akhtman, Gamaya首席执行官
人工智能正在将精确技术转变为决策技术。人工智能识别植物胁迫的模式并诊断其原因。结果帮助农民解决问题，使用准确的投入数量。农民们可以把精力集中在虫害地区，而不是每年在整个农场喷洒杀虫剂。类似地，农民可以通过只在需要增加氮肥用量的地区施用氮肥来减少肥料用量。
Rose解释说:“我们使用算法区分由于其大小而几乎不可见的早季节植被，并生成一个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，让农民可以对他们需要采取的行动进行排名和优先排序。”
对于大型农场来说，精准农业可以显示出最可能提高总产量的地方。对于较小的农场，它帮助农民例外地管理，以最大限度地利用他们所照料的土地。
“在未来几年，计算机视觉、机器学习和机器人技术将日益融合，帮助种植者更高效地生产更多粮食，并在此过程中获得更大的经济回报。”
Al Eisaian, IntelinAir首席执行官
精准农业不仅有利于农民的利润;这对地球也有好处。减少化肥用量不仅可以节省农民的钱，还可以减少广阔农田的氮流失。
拉克教授解释说:“在精准农业中，可变施肥一直是、并将继续是一个有前途的领域。”“在季节中，基于传感器的活性氮管理可以让我们提高氮的利用效率。如果作物呈黄色(即缺氮)，传感器就会检测到这一点，并通知变速喷雾器在这个位置施用更多的氮以纠正这一缺陷。当你进入深绿色区域时，算法会降低氮含量。”
在减少投入的同时提高产量:底线将是农民能够提供高质量、营养丰富的农产品，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。
