Page 14 - 《武汉大学学报（信息科学版）》2025年第9期
P. 14
1742 武 汉 大 学 学 报 （信 息 科 学 版） 2025 年 9 月
集和任务执行 ［147-148］ 。例如，在无人机上搭载包含 物（出苗率、长势、氮含量等）等关键农情参数的立
BDS 接收机的智能手机用于感知陆地特征 ［149］ 。 体实时反演，最终支持精准农业生产决策，推动农
大疆公司的新产品 T100 农业无人机搭载激光雷 场感知网络与农情诊断系统的集成发展。决策层
达、有源相控雷达等遥感传感器感知周围环境， 基于多源农情感知结果，为耕整、播种、田管、收
搭载 AI 算法识别障碍物类型进行避障，同时还搭 获等各环节提供精准指导，是实现无人农场高效
载 BDS 定位模块进行实时定位，集定位、遥感、AI 生产管理的核心：耕整环节结合对地观测手段与
功能于机身。 实地采样手段，通过高程数据如 DEM 与土壤养
3）地基集成指在地面设备中集成 BDS 与遥 分数据对田块进行划分；播种环节则综合气象条
感 传 感 器 ，可 以 实 现 多 种 功 能 的 协 同 应 用 。 例 件与作物需求，智能确定播期与密度，依托 BDS
如，BDS 可提供实时精准定位，而遥感传感器则 定位和智能播种机实现精准作业；田间管理以作
可感知设备周围环境，这种结合在自动驾驶中可 物生育期和土壤墒情为依据，动态调控水、肥、药
以用于避障或提高车辆的定位精度 ［150-151］ 。例如， 施用方案，结合植保遥感、孢子监测与 AI 识别系
在农业机械中集成 BDS 定位模块和遥感传感器， 统，构建病虫害预警与响应机制。变量处方图作
可以通过 BDS 实现农机精准导航和作业路线规 为智能决策的核心执行载体，集成土壤、作物与
划 ，同 时 利 用 遥 感 传 感 器 采 集 农 作 物 的 生 长 信 气象信息，生成播种、施肥、灌溉等作业的空间分
息，如植被覆盖率、病虫害状况等。通过物联网 区方案，直接驱动无人农机精准执行。
技术，这些数据可实时上传到云端，用于支持农 执行层涵盖了无人农机可信导航定位、变量
业生产的监测与精细化管理 ［152-154］ 。 精准作业与作业质量监测三大环节。在导航定
2.5 学习层 位方面，依托高精度语义地图、多源融合定位与
时空具身智能通过闭环运行和自适应学习 路径规划算法，构建机库-机耕道-农田的全场景
机制实现不断的演进优化。系统通过数据-知识- 连续导航体系，融合 BDS、IMU 与激光雷达，实现
行动的迭代优化实现自我演进，正向链路为：感 农机在田间自主作业、路径自规划、自动泊车与
知层获取原始地理数据→决策层提取地学特征 协同作业。基于无人机倾斜摄影获取农田高精
并生成控制策略→执行层完成物理空间操作；反 度地图，结合三维曲面路径规划算法，提升农机
馈链路为：操作结果通过感知层量化评估→修正 路径的覆盖率与作业平滑度。在变量作业方面，
决策模型参数→更新知识库规则。该机制突破 无人机具通过智能控制系统，实现耕整、播种、施
了传统地理信息系统单向数据处理的局限，通过 肥与施药等环节的精准调控。智能耕整机具集
不断地从执行过程中的不足甚至错误或失败经 成深松铲、旋耕机构与镇压装置，自动调节深度
历中学习，逐渐降低失败的概率、提升执行的精 与功率匹配，实现地力优化。种肥药变量施用系
度，形成具有环境适应性的智能生长体系。 统则通过对施肥速度、播种排量与喷杆高度的实
时调控，提升作业精准性与资源利用率。无人农
3 时空具身智能应用案例 场作业图如图 3 所示，包括无人深翻作业、变量撒
肥作业、无人深松作业和无人收获作业。在作业
3.1 北斗智慧无人农场
质 量 监 测 方 面 ，结 合 姿 态 传 感 器 与 作 业 状 态 数
作为时空具身智能在智慧农业中的应用案
据 ，构 建 作 业 质 量 实 时 评 估 模 型 ，监 测 耕 深 、播
例，本文依托国家科技部北斗星动能科技示范工
量、药液分布等关键指标，保障无人机具在复杂
程，在山东省邹平市焦桥镇建成了中国第一个北
农 田 环 境 下 的 作 业 稳 定 性 与 作 业 质 量 一 致 性 。
斗智慧农场示范区。在信号集成和数据集成层，
集成了卫星遥感（如高分二号、高分六号等）、无人 通过作业过程感知与回溯分析，为农机智能管控
机多光谱影像、高光谱影像、BDS 高精度定位地 和作业优化提供数据支撑，推动无人作业向高质
面传感器观测数据（如土壤水分、温度、电导率等） 量、高智能方向发展。
以及农机传感器数据、作业日志信息等在内的多 3.2 北斗智慧海洋牧场
源异构数据，实现了从数据采集到信息重建、从原 山东省烟台市莱州湾蓝色海洋国家级海洋
始观测到融合表达的全过程信息处理，显著提升 牧场基地是时空具身智能在海洋经济中的应用
了农机作业、作物状态感知的精度与连续性。在 案例，依托 BDS 精准定位与高分遥感基础服务，
信息集成层，完成了土壤（水分、温度、养分）和作 开发生态牧场机械化播苗、自动化监测、精准化
