农业工程学报(htp!/www.tcsae.org) 016年 雾滴在各个作业影响因素下的沉积分布规律,所以试验 第1条采集带 主要围绕高度参数来进行试验设计。据飞控手之前的喷 e5r第1条采集带 ron2条采集带 施作业经验,推荐较佳的作业高度为2m左右,因此 条采集带 Second collection 第3条采集带 航线 Third collection 在推荐的作业高度左右来设置本次喷施试验的3个飞行 线第3条采集带 Route Third collection=8 Route 高度,预定该试验的飞行高度分别为1、2和3m 3数据处理 Air direction 1.3.1作业参数及轨迹处理 00I02 为1H:另外,通过直观观察第1次、第2次的试验结mm 如图3所示,图3a表示由北斗定位系统UB351对布 of longitude/m 置的各采集点进行定位获取地理数据后绘制所得,图3b a. Collection point position c、d分别表示由飞机飞行时搭载北斗定位系统UB351而 第1条采集带 获取的无人机第1次、第2次、第3次喷施作业的飞行 First collection 第2条采集带 轨迹;其中,北斗定位系统UB351在第1次和第2次作 Second collection Second coll 业的轨迹定位频率为2Hz,第3次作业的轨迹定位频率 第3条采集带 线 Third collection Route 果得知雾滴主要向航线左侧漂移,由于综合考虑到外界#2 1s Air direction 风场的风向及飞行高度的增加,因此将第3次试验中的 203to 飞行航线右移至采集点10#与11#之间,以更有效地收集 漂移至航线左侧区域的雾滴 表2为由飞机搭载北斗定位系统UB351获取无人机 c. Second test trajectory 喷施作业参数(平均飞行高度及不同航线段的平均飞行 图3雾滴采集点及飞行轨迹图 速度)及环境监测系统获取试验相应的气象参数。 Fig 3 Droplet collection point and flight trajectory 表2试验相关参数表 Table 2 Test parameters 试验号 平均风速及风向 平均速度 Mean flight speed/(m's) 高度变异系数 Test number 第1、2条采集带 第3条采集带 Mean flight Variation coefficient temperature/c humidity/? velocity/(m-s") First and second collection Third collection eight/m of height/% 12.26 T/NE 2201 1.3.2数据采集与处理 素对靶区内雾滴沉积量、雾滴沉积均匀性及雾滴漂移量 每次试验完成,待采集卡上的雾滴干燥后,按照序进行显著性分析。数据采用数据统计软件SPSS160进行 号收集雾滴采集卡,并逐一放入相对应的密封袋中,带方差分析,其中,将飞行速度分为3个水平:2~3ms 回实验室进行数据处理。 为1水平,3~4m/s为2水平,4~5m/s为3水平。 将收集的雾滴采集卡逐一用扫描仪扫描,扫描后的 2结果与分析 图像通过图像处理软件 DepositScan进行分析,得出在不 同的航空施药参数下雾滴的覆盖率、覆盖密度及沉积量。2.1试验结果及因素显著性分析 为了表征试验中各采集点之间的雾滴沉积均匀性 图4为3次试验的雾滴沉积情况分布图,图中横坐 本文采用变异系数CⅤ值来衡量3组试验中飞机有效喷幅标表示每条雾滴采集带上按等间距分布的1#~16#采集 区内的各采集点之间的雾滴沉积均匀性,变异系数为点,纵坐标表示在每个采集点上的雾滴沉积量。由图可 以看出,第1次、第2次试验的有效雾滴沉积区域主要 x×100 集中在采集点7#~10#,其中,随着飞行高度的增加,无 人机的有效喷幅也随着增加,第3次试验的有效雾滴沉 (x1-X)2(n-1) (2)积区域主要集中在采集点8#~13# 由以上试验结果根据方差分析可得表3,表3为靶区 式中S为同组试验采集样本标准差:X为各采集点沉积内雾滴沉积结果方差分析结果,表示喷雾作业过程中飞 浓度,山cm2;X为各组试验采集浓度平均值,山/em2 行高度和飞行速度因素对靶区内采集点雾滴平均沉积量 n为各组试验采集点个数。 和雾滴沉积分布均匀性的影响显著性,由表知,飞行高 1.3.3喷雾参数影响显著性分析 度和飞行速度对靶区内采集点上雾滴平均沉积量影响影 为进一步表明飞行速度参数和飞行高度参数对杂交响均显著,而飞行高度和飞行速度对靶区内雾滴分析均 水稻冠层雾滴沉积分布的影响,需对试验结果中影响因匀性影响并不显著。42 农业工程学报（http://www.tcsae.org） 2016 年 雾滴在各个作业影响因素下的沉积分布规律，所以试验 主要围绕高度参数来进行试验设计。据飞控手之前的喷 施作业经验，推荐较佳的作业高度为 2 m 左右，因此， 在推荐的作业高度左右来设置本次喷施试验的 3 个飞行 高度，预定该试验的飞行高度分别为 1、2 和 3 m。 1.3 数据处理 1.3.1 作业参数及轨迹处理 如图 3 所示，图 3a 表示由北斗定位系统 UB351 对布 置的各采集点进行定位获取地理数据后绘制所得，图 3b、 c、d 分别表示由飞机飞行时搭载北斗定位系统 UB351 而 获取的无人机第 1 次、第 2 次、第 3 次喷施作业的飞行 轨迹；其中，北斗定位系统 UB351 在第 1 次和第 2 次作 业的轨迹定位频率为 2 Hz，第 3 次作业的轨迹定位频率 为 10 Hz。另外，通过直观观察第 1 次、第 2 次的试验结 果得知雾滴主要向航线左侧漂移，由于综合考虑到外界 风场的风向及飞行高度的增加，因此将第 3 次试验中的 飞行航线右移至采集点 10#与 11#之间，以更有效地收集 漂移至航线左侧区域的雾滴。 表 2 为由飞机搭载北斗定位系统 UB351 获取无人机 喷施作业参数（平均飞行高度及不同航线段的平均飞行 速度）及环境监测系统获取试验相应的气象参数。 图 3 雾滴采集点及飞行轨迹图 Fig.3 Droplet collection point and flight trajectory 表 2 试验相关参数表 Table 2 Test parameters 平均速度 Mean flight speed/(m·s-1) 试验号 Test number 平均温度 Mean temperature/℃ 平均湿度 Mean humidity/% 平均风速及风向 Mean air velocity/(m·s-1) 第 1、2 条采集带 First and second collection 第 3 条采集带 Third collection 平均高度 Mean flight height/m 高度变异系数 Variation coefficient of height/% 1 30.3 63 1.2/NE 2.2 3.4 1.33 15.32 2 32.0 56 1.6/NE 2.3 3.7 1.92 12.26 3 29.2 52 1.7/NE 2.7 4.5 3.15 22.01 1.3.2 数据采集与处理 每次试验完成，待采集卡上的雾滴干燥后，按照序 号收集雾滴采集卡，并逐一放入相对应的密封袋中，带 回实验室进行数据处理。 将收集的雾滴采集卡逐一用扫描仪扫描，扫描后的 图像通过图像处理软件 DepositScan 进行分析，得出在不 同的航空施药参数下雾滴的覆盖率、覆盖密度及沉积量。 为了表征试验中各采集点之间的雾滴沉积均匀性， 本文采用变异系数CV值来衡量3组试验中飞机有效喷幅 区内的各采集点之间的雾滴沉积均匀性，变异系数为 CV 100% S X = × ， （1） 2 1 ( ) /( 1) n i i S XX n = = −− ∑ 。 （2） 式中 S 为同组试验采集样本标准差；Xi 为各采集点沉积 浓度，μL/cm2 ；X 为各组试验采集浓度平均值，μL/cm2 ； n 为各组试验采集点个数。 1.3.3 喷雾参数影响显著性分析 为进一步表明飞行速度参数和飞行高度参数对杂交 水稻冠层雾滴沉积分布的影响，需对试验结果中影响因 素对靶区内雾滴沉积量、雾滴沉积均匀性及雾滴漂移量 进行显著性分析。数据采用数据统计软件 SPSS 16.0 进行 方差分析，其中，将飞行速度分为 3 个水平：2～3 m/s 为 1 水平，3～4 m/s 为 2 水平，4～5 m/s 为 3 水平。 2 结果与分析 2.1 试验结果及因素显著性分析 图 4 为 3 次试验的雾滴沉积情况分布图，图中横坐 标表示每条雾滴采集带上按等间距分布的 1#～16#采集 点，纵坐标表示在每个采集点上的雾滴沉积量。由图可 以看出，第 1 次、第 2 次试验的有效雾滴沉积区域主要 集中在采集点 7#～10#，其中，随着飞行高度的增加，无 人机的有效喷幅也随着增加，第 3 次试验的有效雾滴沉 积区域主要集中在采集点 8#～13#。 由以上试验结果根据方差分析可得表 3，表 3 为靶区 内雾滴沉积结果方差分析结果，表示喷雾作业过程中飞 行高度和飞行速度因素对靶区内采集点雾滴平均沉积量 和雾滴沉积分布均匀性的影响显著性，由表知，飞行高 度和飞行速度对靶区内采集点上雾滴平均沉积量影响影 响均显著，而飞行高度和飞行速度对靶区内雾滴分析均 匀性影响并不显著