技术 · 农业食品系统 / 农业科技与精准农业
无人机、卫星农业分析与田块数字孪生
精准农业的空天与仿真层——农用无人机平台、每日对地观测卫星星座与田块数字孪生平台,将影像转化为生物量、NDVI 与处方图,并交接给变量作业执行。
1 · 带来什么
无人机、卫星农业分析与田块数字孪生构成精准农业的观测与仿真层 ——天上的相机及其所驱动的模型。大疆农业(DJI Agriculture)的 Agras T100、T70P 与 T25P 喷洒/播撒无人机(基于 12 年以上研发) 将农资送达植株;Planet Labs 的 Crop Biomass 将 Sentinel-1 雷达 与 Sentinel-2、PlanetScope 光学影像融合,生成 3 米与 10 米分辨率的 每日无云生物量栅格;而田块数字孪生平台(Climate FieldView、 xarvio FIELD MANAGER、Pix4Dfields)将这些影像转化为 NDVI 图、 生育期模型与分区处方。该品类将其处方交接给关联文章 precision-agriculture-agritech 所述的变量作业执行层。
空天农业分析的关键方向:
- 农用无人机平台(Agricultural Drone Platforms): 用于喷洒、播撒与巡查的无人机(DJI Agras T100/T70P/T25P),具备更大载荷以投入施用与航空采集。
- 卫星对地观测分析(Satellite Earth-Observation Analytics): 由雷达与光学星座融合得到的每日无云生物量与长势栅格(Planet Crop Biomass,3 米/10 米)。
- 田块数字孪生平台(Field Digital-Twin Platforms): 全季田块模型(Climate FieldView、xarvio FIELD MANAGER),将卫星、气象与历史数据整合为处方。
- 无人机多光谱感知(Multispectral Drone Sensing): 同步的热红外与多光谱采集(Sentera 6X:FLIR Boson+ 加六波段),以 3 厘米 GSD 产出 NDVI、NDRE 与生物量。
行业价值链#
[空天采集] ──> [影像接入] ──> [分析与AI] ──> [数字孪生模型]
│
(像素→处方)
│
▼
[咨询交付] <─── [处方生成] <─────┘
价值链层级#
| 层级 | 描述 | 关键投入/产出 |
|---|---|---|
| Aerial/Space Capture | 执行无人机航线或下达卫星过境任务 | 输入: 航线/卫星任务、传感器。输出: 原始影像(RGB、多光谱、热红外、SAR)。 |
| Imagery Ingestion | 正射镶嵌、辐射定标与无人机/卫星数据融合 | 输入: 原始影像、GCP。输出: 可分析栅格。 |
| Analytics & AI | 计算植被指数(NDVI、NDRE)、生物量与 AI 草害/损伤图 | 输入: 栅格、作物模型。输出: 长势与生物量图层。 |
| Digital-Twin Modeling | 构建全季田块模型(生育期、分区、历史) | 输入: 长势图层、气象、田史。输出: 田块数字孪生。 |
| Prescription Generation | 将孪生转化为分区播种、营养与防护图 | 输入: 孪生、农学规则。输出: 处方图。 |
| Advisory Delivery | 将处方交付至农场管理平台(交接给 VRT) | 输入: 处方图。输出: 咨询/VRT 就绪文件。 |
行业横切技术:
- 光学-雷达数据融合(Optical–Radar Data Fusion): 将 Sentinel-1 SAR 与 Sentinel-2/PlanetScope 光学数据结合,产出每日无云生物量与长势栅格。
- 无人机多光谱与热红外感知(Drone Multispectral & Thermal Sensing): 单次飞行中六波段多光谱加辐射热红外采集,生成配准的 NDVI 与胁迫图。
- 数字孪生作物建模(Digital-Twin Crop Modeling): 由卫星与气象数据每日更新的生育期与生物量模型。
2 · 替代什么 3 · 按行业匹配
| D3E– | 以农用喷洒无人机替代背负式和有人驾驶航空喷洒 替代: 人工背负式喷雾、小块或湿地田块的拖拉机喷雾,以及有人驾驶飞机/直升机喷洒 | EAC |
| D2E– | 以无人机释放天敌(赤眼蜂、绒茧蜂、捕食螨)替代杀虫剂喷施 替代: 针对鳞翅目幼虫和螨类的杀虫剂喷施,以及人工步行释放天敌(大规模生防的劳动力瓶颈) | MACRO |
| D3E2 | 奶牛育种以基因组选择替代后裔测定 替代: 后裔测定——待公牛女儿的产奶记录出来后才选择人工授精公牛(每头公牛需5–6年,测定成本高) | BREED |
3 · 如何实施 6 步
- 1空天采集无人机执行规划航线(DJI Agras、Sentera 多光谱载荷)或下达卫星过境任务(PlanetScope、Sentinel-1/2);产出田块的原始 RGB、多光谱、热红外或 SAR 影像。
- 2影像接入对影像进行正射镶嵌、辐射定标,并跨无人机与卫星来源融合(Pix4Dfields);产出几何与反射一致的可分析栅格。
- 3分析与 AI数据、软件与自动化计算植被指数(NDVI、NDRE)、生物量栅格(Planet Crop Biomass,3 米/10 米)与 AI 草害/损伤图;产出一组长势、生物量与胁迫图层。谁能完成这一步 自动匹配N.Thing 韩国工业规模“Established in January 2014, N.THING is a Seoul-based Agri-Food tech company leading innovation in agricultural products, by extension, in the farm-to-table food value chain by …”Archisen 新加坡工业规模“We democratise urban farming and food access via IoT, automation and data analytics.”✓ ISO 9001 7,500 MT/ 工业规模“Even the administrative processes are green, where IGL has adopted the latest SAP ERP (S/4 HANA 2023 version), Salesforce CRM, Industrial IOT & other tech solutions to drive …”
- 4数字孪生建模图层汇入全季田块模型(Climate FieldView、xarvio),整合生育期、气象与田史数据;产出一个活的田块数字孪生。
- 5处方生成按农学规则将孪生转化为分区播种、营养与防护处方图;产出一组变量处方文件。
- 6咨询交付处方以咨询或 VRT 就绪文件形式交付至农场管理平台,并交接给变量作业执行层(关联品类 precision-agriculture-agritech),依 FAA Part 137、EASA U-space 或 CAAC 框架运行。
4 · 谁来交付
匹配的供应商 (自动匹配)
| UMITRON (SG subsidiary) | 新加坡 | 未分类 | 运营中 |
| Semios | 加拿大 | 生产商 | 运营中 |
| Archisen | 新加坡 | 未分类 | 运营中 |
| Daicel | 日本 | 生产商 | 运营中 |
| Stellapps | 印度 | 生产商 | 运营中 |
服务与供货目录 2 · 付费服务
领先企业与机构(摘自简报)
| 企业 / 机构 | 国家 | 关键产品 / 平台 | 技术特征 | 2026 状态 |
|---|---|---|---|---|
| DJI Agriculture | 🇨🇳 中国 | Agras T100/T70P/T25P 喷洒无人机 | 全球最大农用无人机制造商,12+ 年研发,吊装载荷 | Commercial |
| Planet Labs | 🇺🇸 美国 | Crop Biomass 行星变量 | 每日 3 米/10 米,Sentinel-1+2+PlanetScope 融合,无云 | Commercial |
| Climate Corporation | 🇺🇸 美国 | Climate FieldView 平台 | 田块制图+VRT 处方,硬件无关(Bayer) | Commercial |
| xarvio | 🇩🇪 德国 | xarvio FIELD MANAGER | 生育期+卫星模型,2025 果蔬扩展(BASF) | Commercial |
| Pix4D | 🇨🇭 瑞士 | PIX4Dfields | 无人机+30–70 厘米卫星融合,支持喷洒无人机 VRA | Commercial |
| Sentera | 🇺🇸 美国 | 6X Thermal Pro 传感器 | FLIR Boson+ 热红外+6 波段多光谱,3 厘米 GSD | Commercial |
5 · 法规与市场准入
进入俄罗斯/欧亚经济联盟: EAC · 欧亚经济联盟认可机构 / 俄罗斯联邦认可局(Rosakkreditatsiya)
符合性声明3个工作日内登记(检测另计);认证耗时更长
仅供参考,非法律意见——请针对您的产品确认流程。 (2026-10-06)
符合性声明3个工作日内登记(检测另计);认证耗时更长
仅供参考,非法律意见——请针对您的产品确认流程。 (2026-10-06)
美国
美国将领先的每日卫星星座与数字平台企业及无人机传感器专家相结合,置于 FAA 农用无人机监管之下。
PlanetScope constellations, FieldView platform, drone sensors, FAA Part 137#
- Planet Labs: 行星变量 Crop Biomass 将 Sentinel-1 雷达与 Sentinel-2、PlanetScope 光学影像融合为 3 米与 10 米分辨率的每日无云生物量栅格,无论云层覆盖均可提供近实时生物量。
- Climate Corporation(Bayer): Climate FieldView 平台面向玉米与大豆种植者,提供田块制图、变量播种处方与产量分析,2025 年新增功能(Your Farm at a Glance、Yield Analysis by Application)及硬件无关的 FieldView Drive 数据采集。
- Sentera: 6X 传感器将 FLIR Boson+ 热成像仪(640×512,LWIR)与六波段多光谱阵列及 2000 万像素 RGB 相结合,在符合 NDAA 的载机上单次同步飞行即可采集 NDVI、NDRE 与 GNDVI,GSD 为 3 厘米。
- FAA Part 137 框架: 农用无人机喷洒依 FAA Part 137(农业航空作业)运行,构成美国空管市场路径。
欧盟
欧盟将无人机摄影测量与数字农业平台与哥白尼对地观测计划及 EASA 无人机规则相结合。
Pix4Dfields photogrammetry, xarvio platform, Copernicus/Sentinel, EASA#
- Pix4D(瑞士): PIX4Dfields 将无人机摄影测量与高分辨率卫星影像(经 Vantor WorldView Legion,30–70 厘米 GSD)整合为混合工作流,产出植被指数、DSM 与处方图,并支持喷洒无人机的 VRA 任务。
- xarvio(BASF,德国): xarvio FIELD MANAGER 平台利用生育期建模,结合卫星、气象与田史数据,提供变量播种、营养与处理处方,2025 年扩展至果蔬。
- 哥白尼/Sentinel 与 EASA: 欧盟哥白尼计划提供免费 Sentinel-1 与 Sentinel-2 影像,支撑生物量与长势分析;EASA U-space 规则则规范农用无人机运行。
中国
中国在全球农用无人机硬件领域领先,以大疆为核心,小农户与大型农场正在快速规模化采用无人机作业。
DJI Agras drone platforms, CAAC regulation, drone application scaling#
- 大疆农业(DJI Agriculture): 全球最大的农用无人机制造商,2026 年全球发布 Agras T100、T70P 与 T25P 喷洒与播撒无人机,基于 12 年以上专项研发,具备更大载荷与新增吊装能力。
- 无人机作业规模化: 大疆机队支撑中国从人工与拖拉机施用向无人机喷洒、巡查与播撒转型,覆盖数百万公顷谷物与果园。
- CAAC 框架: 中国民用航空局监管农用无人机运行与空域,构成无人机农业分析与施用的市场路径。
6 · 资金:招标与资助
| 资助 | 以数字创新提高缺水缺养分环境下农业的韧性 European Commission · 欧盟 | 2027年9月23日 342 天 |
| 资助 | 优化非洲可持续气候智能农业的水-养分-能源关联(FNSSA) European Commission · 欧盟 | 2027年4月8日 174 天 |
| 资助 | 农业与食品研究计划竞争性资助:基础与应用科学项目 National Institute of Food and Agriculture · 美国 | 2026年12月31日 76 天 |
| 资助 | 农业与食品研究计划竞争性资助:教育与劳动力发展 National Institute of Food and Agriculture · 美国 | 2026年12月31日 76 天 |
| 资助 | 加强循证政策,提高欧洲农林业及相关供应链抵御危机和系统性风险的能力 European Commission · 欧盟 | 2027年9月23日 342 天 |
7 · 技术栈与创新
该技术栈将空天采集与分析及数字孪生建模相结合。
- 农用无人机平台与感知(Agricultural Drone Platforms & Sensing):
- 大疆 Agras T100/T70P/T25P 承载更大载荷,用于喷洒、播撒与吊装任务,基于 12 年以上农用无人机研发。
- Sentera 6X 传感器将 FLIR Boson+ 热红外与六波段多光谱采集(NDVI、NDRE、GNDVI)以 3 厘米 GSD 单次同步飞行完成。
- 卫星对地观测分析(Satellite Earth-Observation Analytics):
- Planet 的 Crop Biomass 将 Sentinel-1 雷达与 Sentinel-2、PlanetScope 光学数据融合为 3 米与 10 米分辨率的每日无云生物量栅格。
- 欧盟哥白尼计划提供免费 Sentinel-1 与 Sentinel-2 影像,支撑欧洲及全球生物量与长势分析。
- 田块数字孪生平台(Field Digital-Twin Platforms):
- Climate FieldView 与 xarvio FIELD MANAGER 将卫星、气象与田史数据整合为全季田块模型,生成变量处方。
- Pix4Dfields 将无人机摄影测量与 30–70 厘米卫星影像混合,产出植被指数、DSM 与喷洒无人机 VRA 任务的处方图。
来源 6 · 0 独立来源 · 6 生产商网站
生产商自有网站 6
- Dji agriculture 生产商 核实于 2026-07-07 · 未保存链接
- Planet labs 生产商 核实于 2026-05-05 · 未保存链接
- Climate corporation 生产商 核实于 2026-06-27 · 未保存链接
- Pix4d 生产商 核实于 2026-06-24 · 未保存链接
- Xarvio 生产商 核实于 2026-03-23 · 未保存链接
- Sentera 生产商 核实于 2026-04-13 · 未保存链接