光明圖片/視覺中國
自動氣象觀測站 資料圖片
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與天氣“賽跑”，農(nóng)民們不用再措手不及、手忙腳亂，如今幾秒鐘就可以完成十余萬平方米大棚的開關(guān)；
更不用再起早貪黑，因為，他們足不出戶就可以輕松完成灌溉、施肥等作業(yè)……
沒有農(nóng)業(yè)機械化，就沒有農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。物聯(lián)網(wǎng)、自動化、人工智能等現(xiàn)代科技，正在為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供新的“生產(chǎn)力”——讓農(nóng)民挑上“金扁擔”，勾畫一幅生機勃勃的現(xiàn)代智能科技農(nóng)耕圖，待到金秋，這些在田間地頭激蕩的科技動能，必將轉(zhuǎn)化為豐收的喜悅！
遠程施肥，智能耕種，“吃飽喝足”長勢喜人
如今，在云端，農(nóng)民可以享受“全屋智能”式的農(nóng)耕體驗——
浙江諸暨市純禾生態(tài)園的葡萄玻璃溫室內(nèi)，隨著溫度濕度變化，遮陽幕布自動開啟，通風天窗也隨之自動打開并實現(xiàn)最合適的通風角度……
這是杭州?？低晹?shù)字技術(shù)股份有限公司打造的智能化生產(chǎn)經(jīng)營管理系統(tǒng)。據(jù)了解，該系統(tǒng)通過接入農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測專業(yè)傳感器及相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備、攝像機等產(chǎn)品，為純禾生態(tài)園配備了智能化生產(chǎn)經(jīng)營管理系統(tǒng)，農(nóng)戶通過手機端就可以直觀查看當前環(huán)境信息、設(shè)備信息、可視化信息等。
“從前要每日人工觀察和記錄各類儀表的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在光照度、土壤溫濕度、空氣溫濕度等環(huán)境信息都可以在手機上實時查看，可以根據(jù)情況做相應(yīng)處理。”生態(tài)園負責人何建華說。
可以隨時租地種植自己的蔬菜，遠程澆水、施肥，在云端體驗“向往的生活”，這樣的場景，在智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺的助力下已成為現(xiàn)實。
綜合利用物聯(lián)網(wǎng)、視頻監(jiān)控、智能控制等技術(shù)手段，中國電科衛(wèi)星導(dǎo)航運營服務(wù)有限公司打造的智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺，集線上租地種植、農(nóng)業(yè)認養(yǎng)、特色農(nóng)產(chǎn)品展銷、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控實時直播、灌溉遠程控制等多功能為一體。
“我們通過在大田部署氣象監(jiān)測站、傳感器、攝像頭等多種設(shè)備，物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測系統(tǒng)可實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境指數(shù)的實時監(jiān)測，降低蟲災(zāi)等災(zāi)害損失，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營提供科學(xué)指導(dǎo)。”中國電科衛(wèi)星導(dǎo)航運營服務(wù)有限公司項目負責人李明告訴記者，農(nóng)業(yè)生態(tài)認養(yǎng)系統(tǒng)不僅讓消費者足不出戶就可以租地種植自己的蔬菜，并支持遠程澆水、施肥，通過智慧農(nóng)場監(jiān)控直播，還可實時了解自己種植的菜地動態(tài)與作物長勢，讓“健康”24小時看得見。
在新一代信息技術(shù)的支撐下，“農(nóng)民上網(wǎng)、自動種地”的新型農(nóng)耕景象正成為趨勢。
對農(nóng)作物種植過程進行按需灌溉，中國電科數(shù)字科技有限公司利用新一代智能物聯(lián)技術(shù)，圍繞現(xiàn)代農(nóng)業(yè)領(lǐng)域物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，以上海市嘉定區(qū)華亭鎮(zhèn)為試點，重點打造了現(xiàn)代農(nóng)業(yè)水肥一體化生產(chǎn)基地。在生產(chǎn)基地溫棚里，數(shù)字大屏上可以實時顯示各項環(huán)境數(shù)據(jù)。
“根據(jù)溫棚環(huán)境監(jiān)控感知設(shè)備實時自動采集到的作物生產(chǎn)區(qū)環(huán)境參數(shù)和作物生育信息參數(shù)，通過水肥一體化生產(chǎn)管理系統(tǒng)可以實現(xiàn)根據(jù)灌溉、施肥計劃進行自動灌溉施肥、定時定量灌溉施肥等，通過定量調(diào)控，真正滿足果蔬作物在關(guān)鍵生育期‘吃飽喝足’的需要。”據(jù)中電科數(shù)字科技（集團）有限公司專家姜鑫介紹，該系統(tǒng)集成視頻監(jiān)控設(shè)備和灌溉控制設(shè)備，監(jiān)測實時灌溉施肥情況，可獲取作物生長環(huán)境、發(fā)育狀況、病蟲害、水肥狀況等信息，并結(jié)合氣象預(yù)報和墑情預(yù)報、灌溉量估算、配方施肥等模型，為基地生產(chǎn)者和管理者提供精準灌溉、精準施肥等服務(wù)。
通過這款系統(tǒng)，農(nóng)戶不僅能在視頻終端實時查看所有大棚監(jiān)測畫面，還能通過手機或電腦實時瀏覽作物生長信息數(shù)據(jù)，并向智能施肥機一鍵下發(fā)作業(yè)指令，完成灌溉、施肥精準作業(yè)。
掌握“因子”，摸清“底子”，服務(wù)來自空天地
小麥種植面積多少？作物長勢怎樣？土壤墑情如何？怎么更加“省心”“省力”耕作，提高作業(yè)效率……
為進行準確的數(shù)據(jù)采集、分析，及時全面掌握作物整體情況，中國電科27所推出“空天地一體化農(nóng)田大數(shù)據(jù)系統(tǒng)”，依托鄭州地面信息港，利用衛(wèi)星遙感宏觀高效、無人機遙感機動靈活及地面?zhèn)鞲羞B續(xù)準確的不同優(yōu)勢，從空、天、地三個維度進行立體化農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集，構(gòu)建了定期宏觀普查、重點區(qū)域核查、應(yīng)急機動勘查、在線實時調(diào)查相結(jié)合的監(jiān)測體系，提供種植面積、作物長勢、土壤墑情等方面的精準數(shù)據(jù)和深入分析。
摸清“底子”，更有底氣。
“種植面積大小是中國電科監(jiān)測、分析的重點。”中國電科27所的技術(shù)專家李鵬表示，“空天地一體化農(nóng)田大數(shù)據(jù)系統(tǒng)”基于多時相中高分辨率遙感影像，通過分析作物光譜特性及時序物候特征，可以對我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域開展作物精準識別和種植面積準確統(tǒng)計；再通過和往年數(shù)據(jù)對比，就可以得出種植面積的變化。
如果種植面積是“底子”，那么作物長勢就是“里子”。
“為及時準確掌握作物長勢情況，‘空天地一體化農(nóng)田大數(shù)據(jù)系統(tǒng)’利用衛(wèi)星周期性過境的特點，引入多種指數(shù)模型，對作物各生長期苗情進行動態(tài)監(jiān)測，跟蹤式分析長勢優(yōu)良率；與此同時，通過對照往年同期作物長勢，對今年作物長勢進行對比性評價。”李鵬說。
掌握“因子”，才能因地制宜。農(nóng)田水利條件是影響農(nóng)作物生長發(fā)育的重要“因子”。
據(jù)介紹，“空天地一體化農(nóng)田大數(shù)據(jù)系統(tǒng)”通過土壤水分含量遙感定量反演，宏觀掌握土壤墑情；同時，通過統(tǒng)計各地區(qū)旱情指數(shù)空間上的平均值與標準差，以及統(tǒng)計、分析7日累計降水分布情況和平均值等，進一步提升土壤墑情分析的準確度，為各地做好田間灌溉工作提供決策支撐。
據(jù)介紹，目前，該系統(tǒng)面向小麥、玉米、大豆、花生、棉花、水稻等作物，形成了包括農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、農(nóng)情監(jiān)測、農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測等三個應(yīng)用方向、12個類別的農(nóng)業(yè)空間信息應(yīng)用專題產(chǎn)品體系。
結(jié)合在遙感應(yīng)用、物聯(lián)網(wǎng)、信息技術(shù)以及氣象探測智能裝備等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢，中國電科27所已經(jīng)成功研發(fā)大田“四情”監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)、水肥一體化智能灌溉系統(tǒng)、溫室環(huán)境智能監(jiān)測與控制系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)以及高標準農(nóng)田綜合信息管理平臺等系列產(chǎn)品。“實現(xiàn)了水肥一體化灌溉、農(nóng)氣自動化觀測以及農(nóng)作物發(fā)育期的自動監(jiān)測，助力實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)本增效、土地賦能增值。”李鵬說。
“順風耳”聽萬變氣象，“千里眼”觀農(nóng)作良田
陽光玫瑰、夏黑等特殊葡萄品種，最怕忽然下雨，導(dǎo)致爛果。中國電科27所研制的農(nóng)業(yè)氣象自動觀測站，在應(yīng)對此類問題上有一套。
“觀測站由多種智能傳感器組成，可實現(xiàn)空氣溫度、空氣濕度、風向、風速、雨量、總輻射、凈輻射、土壤水分、土壤溫度及作物發(fā)育期等要素的實時在線觀測。”李鵬說， “通過數(shù)據(jù)的自動采集、存儲、傳輸，我們建立起大氣與土壤一體化的實時觀測系統(tǒng)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害實時監(jiān)測與作物發(fā)育期自動識別，有效應(yīng)對氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及糧食安全的影響。”
該平臺還能協(xié)助政府相關(guān)職能部門發(fā)布農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警信息、增強防災(zāi)減災(zāi)能力、進行作物產(chǎn)量評估預(yù)報等，有效應(yīng)對氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及糧食安全的影響。目前已在河南、新疆、西藏、寧夏、青海等地區(qū)氣象與農(nóng)業(yè)領(lǐng)域全面應(yīng)用。
智慧農(nóng)機“上新”，種地有了“千里眼”，搶收搶種的實力更強勁了！
從“汗滴禾下土”到“無接觸式農(nóng)業(yè)生產(chǎn)”，“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航”“大數(shù)據(jù)”為農(nóng)業(yè)“裝”上了“順風耳”“千里眼”。
地處石家莊市郊的一處廣闊田野上，一輛輛智慧農(nóng)機在田野中穿梭作業(yè)，為春小麥精準施肥。
“僅一個小時，200多畝小麥地就可以完成農(nóng)藥噴灑作業(yè)，真省心！”當?shù)剞r(nóng)民開心地說，現(xiàn)在種地就是“省心掌柜”。
“播種有播種機，噴藥用無人機，澆水有智能灌溉機，收割有收割機，從種到收全程機械化，智慧農(nóng)機越來越聰明，一點兒不含糊！”李明介紹，與普通農(nóng)機不同，智慧農(nóng)機可以實現(xiàn)農(nóng)耕作業(yè)狀態(tài)、作業(yè)深度、作業(yè)面積和作業(yè)質(zhì)量準確監(jiān)測。
農(nóng)機裝“大腦”，這是怎么實現(xiàn)的？
這一切都依賴中國電科給農(nóng)機安裝的智能農(nóng)機平臺。李明告訴記者，該平臺基于北斗與大數(shù)據(jù)分析的全程作業(yè)監(jiān)測平臺及農(nóng)機作業(yè)智能監(jiān)測終端，綜合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、多傳感器數(shù)據(jù)融合技術(shù)及GIS等多種技術(shù)手段，通過在農(nóng)機上安裝作業(yè)智能監(jiān)測終端，對農(nóng)機數(shù)據(jù)及農(nóng)機作業(yè)信息進行采集，完成土地深松、秸稈還田、精細播種、施肥噴藥，以及低茬收割等多種類型作業(yè)監(jiān)測。
現(xiàn)代農(nóng)耕不僅有智慧“大腦”，在農(nóng)藥噴灑方面也安裝了科技助力的“翅膀”。
“比如噴灑農(nóng)藥，我們研發(fā)了農(nóng)業(yè)植保無人機、電動多旋翼無人植保無人機。使用無人機作業(yè)優(yōu)點很多，比如作業(yè)高度低、飄移少、可空中懸停、無需專用起降機場等，能夠?qū)崿F(xiàn)自動規(guī)劃噴灑航路、無藥自主返航、斷點續(xù)航、田間林木自動避障等自主飛行功能，有效避免噴灑作業(yè)人員暴露于農(nóng)藥的危險，大大提高了噴灑作業(yè)安全性和效率。”中國電科27所技術(shù)專家管宇鋒說。
為了讓卸糧更加自動化，中國電科研制了180基座無人駕駛直接驅(qū)動電機和減速電機組件產(chǎn)品。中國電科21所技術(shù)專家表示，設(shè)備主要用于收割機卸糧筒，其回位精準度高，可實現(xiàn)升降式360°全方位卸糧，最高卸糧高度可達5米，不再受高度和場地的限制，幫助收割機實現(xiàn)卸糧半自動化作業(yè)，大大提高了農(nóng)戶的耕作效率。
技術(shù)推得開、服務(wù)跟得上、 “田保姆”管得好……一幅幅“科技春耕圖”在廣袤田野鋪展開來。從“靠天吃飯”到“知天而耕”，在信息技術(shù)、人工智能技術(shù)與農(nóng)藝技術(shù)的勾勒下，這些科技“大塊頭”正配合億萬農(nóng)民，一起繪就“稻花香里說豐年”的美景。
（本報記者 崔興毅 本報通訊員 王雪姣）
