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“农业无人机”一词实际上涵盖了两种特性截然不同的飞行器。一种是喷洒无人机，它携带农药、肥料和种子等物料，并将其喷洒到田间。另一种是传感无人机，它测量可见光和近红外光的反射率，以捕捉作物生长状况和病害迹象。对于前者，有效载荷能力和泵/喷嘴系统设计决定了其性能；对于后者，传感器光谱特性和飞行规划/处理软件则决定了其性能。本文将分别讨论这两种系统，并在最后概述日本国内的飞行法规框架。除非另有说明，产品规格和法规信息均基于各制造商的公开信息和政府资料，截至2026年9月4日已确认。

日本青森县尼西附近稻田上空喷洒农药的农业无人机飞行中的喷洒无人机

图片：Agricultural 无人机在青森县尼西附近稻田上使用 (Benlisquare, CC BY-SA 4.0), Wikimedia Commons。并非文中讨论的 DJI Agras T50 等特定型号——仅是农业无人机在稻田上空喷洒农药的代表性示例。

30 秒总结

  • 农业无人机应分为喷洒无人机（携带农药）和传感无人机（测量作物生长状况）。两者所需的性能和评估指标均有所不同。

  • 喷洒无人机的性能评估指标包括料箱容量（有效载荷）、泵/喷嘴的喷洒流量以及单位时间内可覆盖的面积（效率）。大疆创新Agras T50可携带高达50公斤的颗粒剂或40升的液体，在理想条件下，其喷洒能力可达每小时21公顷。

  • 传感无人机利用近红外（NIR）和可见红光（Red）之间的反射率差异来计算归一化植被指数（NDVI），该指数用于捕捉区域内植被生长不均匀性和胁迫程度。

  • 在日本，根据《民用航空法》，空中喷洒农药属于“投放物体”的范畴。然而，国土交通省2026年6月发布的公告也提供了一条途径，在满足特定安全条件的情况下，无需获得飞行方式的批准。操作人员必须查阅DIPS2.0和现行标准手册，了解飞机、飞行地点和飞行方式，并遵循针对无人直升机和多旋翼飞行器的单独安全指南。

  • 无人机飞行类别包括“视距内有人驾驶”、“视距内自动飞行”、“在无人居住区上空的超视距飞行”（根据是否需要助手分为3级/3.5级）以及“在人口稠密区上空的超视距飞行”（4级）；大多数情况下，农药喷洒作业必须在视距内进行（2级）。

  • 自2025年10月1日起，对于提交的新的II类许可/批准申请，总重量为25公斤或以上的飞行器必须购买第三方责任险，并在申请中说明其保险范围。这并非对所有飞行的统一要求；请查阅申请类别和现行审核标准。

1. 喷洒无人机配置：储罐、泵、喷嘴

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Configuration of a spray droneA conceptual diagram of a multirotor spray drone equipped with a battery, tank, pump, and nozzle arms Liquid tank + pump (payload sets the scale) NozzleNozzle

图：由 Duskcoil 创建。实际臂数、喷嘴位置，泵的类型因机器而异。

喷洒无人机的基本配置是在机身中心或下方安装一个液体/颗粒罐，通过泵加压或通过叶轮输送液体，并从多个喷嘴进行喷洒。DJI AGRAS T50 可携带高达 50 公斤的颗粒或 40 升的有效载荷进行喷洒，其喷洒流量在双离心喷嘴（4 喷嘴）配置下最高可达每分钟 24 升，在双喷嘴配置下最高可达每分钟 16 升。DJI AGRAS T50 操作公告 DJI AGRAS T50 产品信息 满载时，其喷洒能力最高可达每小时 21 公顷，与有人驾驶的遥控直升机或早期的小型无人机相比，这一规模显著提高了单机的工作效率。DJI 发布农业产品无人机“Agras T50”](https://dronetribune.jp/articles/23620/)

中国的XAG P100 Pro无人机，含电池配置重量约为46公斤，额定有效载荷为50公斤，其液体喷洒作业效率为19公顷/小时（最大流量22升/分钟），颗粒喷洒作业效率高达150公斤/分钟（撒布效率1300公斤/小时）。该无人机在启用RTK功能后，水平和垂直悬停精度均为±10厘米，并具备IPX6K级别的防尘防水等级。XAG P100 Pro农业无人机规格

喷洒无人机的有效作业效率并非仅取决于储液罐容量。实际作业效率\eta_f考虑了喷洒宽度、飞行速度、转弯/返航损失以及补给（液体、电池）时间等因素，因此实际作业效率更为重要。 C [公顷/小时] 可以用与拖拉机和插秧机相同的公式近似计算：

C=\frac{w v}{10}\eta_f

值得注意的是，产品目录中“高达 XX 公顷/小时”的数据在很多情况下都是在较为宽松的条件下估算的 \eta_f 值。

2. 颗粒喷洒与液体喷洒的区别

撒播肥料或颗粒农药时，需要使用离心式旋转器或螺旋输送机来抛撒颗粒，这与液体喷洒所需的输送和计量工程不同。颗粒大小、比重和流动性的变化带来了与施肥机相同的挑战，关于播种机和施肥机的文章中提到的全田撒播理念也同样适用于无人机。在液体喷洒中，液滴大小可以通过调节喷嘴孔口形状、压力和旋转角度——液滴越细，附着力越好，但漂移的风险也越大。因此，对于无人机而言，控制风速、温度和湿度等天气条件比地面喷洒设备更为重要。

3. 无人机传感与 NDVI

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The concept of NDVI using near-infrared reflectanceA diagram deriving the Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) from the property that healthy leaves strongly reflect near-infrared light and strongly absorb visible red light Healthy leaf Strongly reflects near-infrared (NIR) Strongly absorbs visible red (Red) NDVI high

Leaf under stress Near-infrared reflectance weakens Visible red absorption weakens NDVI mid-to-low

Bare soil / dead Both wavelengths reflect similarly NDVI low

图：由 Duskcoil 创建。

实际 NDVI 值会因作物种类、生长阶段和成像条件而异。

NDVI（归一化植被指数）是一个指标，由近红外反射率 \mathrm{NIR} 和可见红光反射率 \mathrm{Red} 计算得出，公式为：

\mathrm{NDVI}=\frac{\mathrm{NIR}-\mathrm{Red}}{\mathrm{NIR}+\mathrm{Red}}

健康植物的叶片能够强烈吸收光合作用所需的可见红光，同时由于细胞结构的原因，能够强烈反射近红外光。随着生长不良、水分胁迫或病害的加剧，这种反射率差异会缩小，NDVI 值也会下降。DJI 的 P4 多光谱无人机配备了多光谱相机阵列，该阵列结合了一个 RGB 相机和五个窄带传感器，包括红边和近红外传感器，据称可以在飞行计划应用程序中查看实时 NDVI 输出。 大疆创新发布配备多光谱相机的无人机“P4 MULTISPECTRAL”，可进行生长分析等 可改装到现有航拍无人机（例如Sentera的无人机）上的NDVI传感器套件也已投入实际应用。Sentera NDVI传感器系列

NDVI并非万能指标。即使对于同一块田地，其数值也会随拍摄时间、太阳高度角、云量和裸露土壤面积而波动，因此，观察相同条件下拍摄的时间序列变化或田地内部的相对不均匀性，比简单地将绝对值与其他田地或其他日期进行比较更为实际。传感无人机的价值在于初步筛查——快速、广泛地发现生长异常——而最终的诊断或应对措施需要结合地面验证。

4. 日本民用航空法及空中喷洒农药的监管体系

根据《民用航空法》，使用无人机进行空中喷洒农药或肥料属于“投放物体”的范畴。2026年6月，国土交通省发布了公告和标准手册，规定在满足特定安全条件的情况下，无需对飞行方式进行审批。是否需要申请取决于无人机类型、地点、飞行方式和准入控制措施，因此操作人员应查阅DIPS2.0和最新的航空资料。农林水产省也发布了单独的空中喷洒指南。国土交通省飞行许可/审批程序 农林水产省空中喷洒信息

此外，国土交通省将无人机飞行形式分为“飞行等级”：1级，飞行员在视线范围内直接操作；二级飞行：视距内自动/自主飞行；三级飞行：在无人居住区上空进行视距外飞行；三级半飞行（2023年12月新设立），在特定条件下，在无人居住区上空进行视距外飞行时无需助手、指示牌或临时停顿；四级飞行：在人口稠密区上空进行视距外飞行。相对较短距离的喷洒作业，例如农药喷洒，通常属于二级飞行。农业、林业和渔业部的公私合作委员会也在推进在农业领域应用无人居住区上空进行无助手视距外飞行（三级飞行）的方案，例如用于田间巡逻。 【农林水产部：扩大农业无人机应用公私合作委员会】(https://www.maff.go.jp/j/kanbo/smart/drone.html)

安全规则也已加强。自2025年10月1日起，所有提交的II类无人机许可/批准申请中，总重量超过25公斤的无人机必须购买第三方责任险，并在申请中说明其保险范围。操作人员还必须查阅《小型无人机飞行禁令法》及其他适用规则。

5. 阅读现有产品示例

产品示例 分类 公开规格示例 官方信息
DJI Agras T50 喷洒无人机 最大有效载荷50公斤颗粒/40升喷雾剂；满载时作业速度高达21公顷/小时；配备4个喷嘴时，喷洒量高达24升/分钟 DJI AGRAS T50
XAG P100 Pro 喷洒无人机 额定有效载荷 50 公斤，液体喷洒效率 19 公顷/小时，颗粒撒播效率 1,300 公斤/小时，RTK 悬停精度 ±10 厘米 XAG P100 Pro 规格
DJI P4 多光谱 传感无人机 RGB + 5 波段多光谱传感器，实时 NDVI 显示 P4 多光谱发布
Sentera NDVI 传感器 传感（改装套件） 可添加到现有机身，实现与光学相机同步采集 NDVI 数据 Sentera 传感器

喷洒无人机和传感无人机不仅用途不同，所需的认证和操作结构也不同。喷洒无人机需要处理液体和重型载荷，因此机身认证、飞行员技能和喷洒计划管理是先决条件；而轻型传感无人机通常仅需视距飞行即可发挥全部价值。在考虑采用哪种无人机时，切勿将两者混为一谈，统称为“农业无人机”进行比较。

6. 精度和陷阱

喷洒无人机的喷洒不均匀不仅源于风力漂移，还源于喷嘴堵塞或磨损、剩余电量导致的飞行速度变化以及地形起伏引起的地面高度变化。即使RTK悬停精度和路径精度很高，如果喷洒模式本身不均匀，田间喷洒量仍然会存在差异。对于传感无人机而言，如果忽略使用校准面板进行反射率校正，则NDVI值会随着光照条件的变化而波动，从而降低时间序列比较的可靠性。无论哪种用途，机器的“定位精度”和“喷洒/测量精度”都是不同的概念，两者都需要验证。

总结

农业无人机是一个统称，指的是基于两种不同设计理念打造的机身：一种是携带药剂的喷洒机，另一种是测量作物生长情况的传感机。喷洒无人机的价值取决于储罐容量、泵流量和实际工作效率；传感无人机的价值则取决于光谱特性和时间序列对比设计。在日本国内运营农业无人机需要遵守多重监管规定——包括《民用航空法》的许可/批准、空中农药喷洒指南、飞行高度分类以及强制性保险——而这种制度上的共识，而不仅仅是机身规格，才是采用农业无人机的先决条件。

检查你的理解
如果飞行速度加倍而流量不变会怎样？

在幅宽不变的情况下，单位面积的喷洒量减半。

转弯、风向和重叠也会影响实际分布。

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