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康孟珍:以智能技巧赋能聪明农业

2019-11-26 中国迷信报
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  聪明农业是指应用信息技巧,对农业临盆、运营、管理、办事全家当链停止智能化控制,完成农业临盆的优良、高效、安然和可控。我国高度看重生长聪明农业,生长聪明农业是完成现代农业的殊途同归。

  在一、2、三家当的融合过程当中,聪明农业可以打破信息瓶颈、促进信息活动和分享。聪明农业的技巧框架大年夜体包含信息感知、智能决定计划和决定计划实施3个方面。信息感知包含经过过程农业物联网等取得各类与农业临盆运营相干的信息,如作物、泥土等情况和从事农业临盆的人乃至社会的信息;智能决定计划好像大年夜脑,对各类信息停止分析处理,供给管理或控制的筹划,例如专家体系;决定计划实施则根据分析成果停止,包含运营战略、栽种筹划、情况调控或农机(例如无人机、收获机)的操控。信息感知和决定计划实施常常依托于硬件设备,智能决定计划则主如果数据和知识的处理和计算。当本大年夜数据、云计算、物联网的时代背景,对智能决定计划提出了更高的请求。

  大年夜数据是聪明农业的基本,信息感知则是农业数据的泉源。狭义来讲,农业数据是指人以外的农作物本身及情况的生物物理信息。但是,农业临盆活动离不开人的活动,临盆者本身的经历、花费者构成的市场均会对临盆产生影响。是以,狭义来讲,农业数据还包含从事农业临盆的人、社会情况、市场静态等社会信息。

  生物物理信息感知包含空间信息感知和空中信息感知。前者重要包含遥感技巧、卫星定位技巧、地理信息技巧(“3S”技巧):基于遥感技巧可取得栽种面积、作物长势、洪涝、病虫害情况及泥土和作物养分等空间信息;基于卫星定位技巧可取得设备的精准地位,可用于农业机械的移动定位;地理信息技巧则给出了一个直不雅的管理数据的方法。后者主如果农业物联网所触及的传感技巧,取得如泥土和空气的温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、风速、泥土盐度等数据。除此以外,还有经过过程可见光/近红外光谱、近红外光谱速测植物养分、泥土肥力、农产品德量的传感器技巧。空中感知还包含在田间设置摄像机或红外监测仪等,用户可长途不雅测,用于晋升栽种透明度、加强花费者的信念。低功耗、低本钱、性能稳定的传感器是经久取得靠得住数据的关键,也正是今朝推行应用农业物联网的瓶颈。

  社会信息感知包含农产品市场需求、农产品价格、农业政策、栽种者经历等方面。以后,在农业市场国际一体化的生长趋势下,农业企业、协会、协作社等经济协作组织对产前种甚么效益高、产中何种农资优良优价、产后卖给谁等市场与技巧信息有着更急切的需求,这些信息对我国现代农业特别是范围化农业、订单农业和处所特点农业的生长意义严重年夜。

  农产品需求信息是农业市场的魂魄,便捷、精确地捕获市场信息,掌握市场意向,及时调剂临盆及发卖偏向,是感知社会信息的重要目标。基于爬虫技巧的主动收集是经过过程搜集感知市场价格的重要方法,可用于每周的农产品价格猜想等。而以投入占用产出技巧为核心的粮食产量猜想模型则推敲多种表现社会信息的农业投入。

  数据传输基于通信搜集,将分散的具有自力功能的设备或子体系连接起来,并按照规定的搜集协定停止数据通信,完成分布式体系硬件和软件资本的共享及体系的综合管理与控制。在技巧层面,国际很多科研院所和公司都可完成不合的传输方法,实际应用采取哪一种数据传输方法则需根据农田情况、筹划需求、本钱束缚等身分综合肯定。

  农业大年夜数据涵盖农业临盆本身和产前、产后和农产品加工、发卖全部链条中所产生的大年夜量数据。今朝获得各类农业数据的本钱还比较高,缺乏成熟的产品,并且不合的用户有不合的需求。若何融合生物物理和社会信息,为农户、当局、商家等不合的好处相干方供给照应的信息办事,还是将来要应对的挑衅。

  智能决定计划是聪明农业的核心,是数据产生价值的过程,覆盖农业临盆从产前筹划、产中栽种管理及情况控制到产后存储、加工、运输和发卖等各个环节。产前筹划包含需求分析和栽种筹划推荐;产中栽种管理包含情况调控(关于举措措施农业)、施肥、打药、浇灌等方面的智能决定计划支撑;产后农产品的库存控制、运输车辆分配、流畅加工与配送中间的选址等,均须要智能计算办法供给决定计划支撑。作物临盆管理决定计划支撑技巧的研究,集中在作物发展模仿及各类专家体系方面。

  作物管理专家体系是专家体系在农业范畴的详细应用,普通包含一个由威望农业专家的经历、材料、数据与成果构成的知识库,并能应用其知识,模仿农业专家处理成绩的思想办法停止断定、推理,以求得处理农业临盆成绩结论的智能法式榜样体系。

  随着农业进入大年夜数据时代,农业智能决定计划转入以大年夜数据驱动的方法,并且表如今农业临盆的各个环节。农业智能决定计划支撑体系的算法和出现方法需随之迭代。随着数据获得的相对便捷和智妙手机的广泛应用,之前只能在电脑上离线应用、被诟病为“电子词典”的农业专家体系迎来了新的生长时代。

  智能农机和管理软件是信息感知、智能决定计划后的出现情势。随着我国农业从业人员的老龄化和数量增添,农业智能设备的应用是必定趋势。农业智能设备包含办事于施肥、打药、浇灌、修剪、采摘、收获、情况调控等各类操作的设备。

  国外的智能农机设备较为先辈,应用较广,重要有智能导航、主动驾驶、变量施肥、变量喷药等功能。随着国度对农业智能设备研发的看重和投入,国际的多个机构展开了相干研究,研究内容包含主动导航、变量施肥、精准喷药、收获、插秧、喷药、除草和收获等。另外,我国的农业航空作业量逐年增长,作业范畴逐步扩大年夜,除对粮食作物、园艺作物、经济作物施药外,还展开了植物发展授粉等作业。

  农田作业设备精准控制技巧是蓬勃国度在大年夜面积机械化条件下生长起来的,而我国的作物临盆地区情况条件差别较大年夜,是以技巧和设备的选择弗成如出一辙地套用。生长适应我国国情的精准农机化必须持续地、随机应变地渐渐完美。

  (作者单位:中科院主动化所)

打印 义务编辑:侯茜
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