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    智慧農場解決方案

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    依據農業農村部制定的《數字農業農村發展規劃(2019-2025)》的建設目標,建設一批智慧農場、智慧果園的項目,實現大田作物、設施園藝重點領域單品種全程或關鍵環節的信息技術集成應用,建立數字農業技術支撐規范、集成應用模式,促進數字農業生產取得重要進展。在大田種植領域,重點構建天空地一體化觀測體系,實現生長環境和作物本體的實時數據采集,建設農業生產過程智能化管理系統,促進節水灌溉,科學施肥,科學施藥管理,建立氣象災害預警和病蟲害防治系統。

    1.     數字農業的背景

            依據農業農村部制定的《數字農業農村發展規劃(2019-2025)》的建設目標,建設一批智慧農場、智慧果園的項目,實現大田作物、設施園藝重點領域單品種全程或關鍵環節的信息技術集成應用,建立數字農業技術支撐規范、集成應用模式,促進數字農業生產取得重要進展。在大田種植領域,重點構建天空地一體化觀測體系,實現生長環境和作物本體的實時數據采集,建設農業生產過程智能化管理系統,促進節水灌溉,科學施肥,科學施藥管理,建立氣象災害預警和病蟲害防治系統。


    2.     建設目標

    智慧農場解決方案基于現代傳感器技術、5G/4G、Lora等遠程數據傳輸技術和大數據、云計算以及互聯網信息技術,通過對大田土壤、作物生長和氣象數據的收集、數據的分析、模型建立和運行,形成科學管理流程,提高農產品產量和品質,減小農藥帶來的土壤和水源的污染。具體實現包含但不限于如下目標。


            2.1 節水灌溉

    通過監測土壤含水量數據、作物蒸發蒸騰數據、田間氣象環境數據,控制田間水分平衡,把握灌溉量和灌溉時間窗口,達到節水灌溉的目的。


            2.2 科學施肥

    通過土壤理化性質、土壤肥力的數據收集,通過監測作物物候和作物生理生態指標數據,在作物播種、發育、生長過程中對土壤進行科學基肥和追肥的施用。


            2.3科學施藥

    把握農藥施用量和時間窗口,減少農藥的用量、增加農藥的施用效果,提高農作物的有機品質,減小農藥的面源污染。


            2.4 農業氣象災害預警和預防

    通過實施田間氣象環境數據,和作物生理指標數據的監測,及時對可能出現的氣象自然災害進行預報,如霜凍預報,采取配套措施避免或減小氣象災害對產量的影響。


            2.5 作物病蟲害預警和防治

    通過田間氣象數據,尤其是積溫數據的監測、應用氣象條件、作物(宿主)和病原三角關系模型,跟蹤預測作物病蟲害的發生和發展,配合科學施藥機制,對病蟲害進行有效防治


            2.6 產量預估

    通過歷史氣象數據、土壤墑情數據、作物物候觀測數據和病蟲害觀測數據的比較、分析,應用產量估計模型,對當年作物產量進行估計,指導采收后的市場行為。


    3.     智慧農場構架

     

    4.     多維度的傳感器數據獲取

    •   田間氣象數據 :

                 空氣溫度、空氣濕度、風速、風向、降雨量、總輻射(光照),蒸發

    •   土壤墑情和營養數據:

                土壤墑情,土壤溫度 (土壤的含水量,蒸發量,滲透量)

                土壤鹽分,土壤PH, 土壤中的氧氣

                土壤養分測定:N ,P, K 及微量元素

    •   作物生長數據:

                物候觀測,圖像和視頻系統

                NDVI 冠層監測,生理脅迫監測

                植物莖流監測 (蒸騰)

                植物莖稈大小、果實大小監測

               植物根系圖像觀測

    •   遙感數據:

               無人機搭載多光譜圖像數據

               無人機搭載高光譜圖像數據

    •   病蟲害數據:

                孢子捕捉監測系統

                蟲情監測系統 


    5.     智慧農場大數據平臺

    • GIS 可視化數據基礎

    • 傳感器數據的接入

              氣象數據接入

              土壤墑情數據接入

              作物生長數據接入

              遙感數據接入

    • 數據的分析、挖掘

    • 水肥和農藥管理的模型

              節水灌溉模型 

              肥料管理模型

              農藥管理模型

    • 數據的分享分發



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