康孟珍:以智能手艺赋能伶俐农业
伶俐农业是指操纵信息手艺,对农业消费、运营、治理、办事全财产链停止智能化掌握,实现农业消费的优良、高效、平安和可控。我国高度重视开展伶俐农业,开展伶俐农业是实现现代农业的必由之路。
在一、二、三财产的合成过程中,伶俐农业能够突破信息瓶颈、促进信息活动和分享。伶俐农业的手艺框架大致包罗信息感知、智能决策和决策施行3个方面。信息感知包罗通过农业物联网等获得各类与农业消费运营相关的信息,如做物、土壤等情况以及处置农业消费的人甚至社会的信息;智能决策好像大脑,对各类信息停止阐发处置,供给治理或掌握的计划,例如专家系统;决策施行则根据阐发成果停止,包罗运营战略、种植计划、情况调控或农机(例如无人机、播种机)的操控。信息感知和决策施行往往依托于硬件设备,智能决策则次要是数据和常识的处置和计算。当今大数据、云计算、物联网的时代布景,对智能决策提出了更高的要求。
大数据是伶俐农业的根底,信息感知则是农业数据的泉源。狭义来说,农业数据是指人之外的农做物本身及情况的生物物理信息。然而,农业消费活动离不开人的活动,消费者本身的体味、消费者构成的市场均会对消费产生影响。因而,广义来说,农业数据还包罗处置农业消费的人、社会情况、市场动态等社会信息。
生物物理信息感知包罗空间信息感知和空中信息感知。前者次要包罗远感手艺、卫星定位手艺、天文信息手艺(“3S”手艺):基于远感手艺可获得种植面积、做物长势、洪涝、病虫害情状及土壤和做物营养等空间信息;基于卫星定位手艺可获得配备的精准位置,可用于农业机械的挪动定位;天文信息手艺则给出了一个曲看的治理数据的体例。后者次要是农业物联网所涉及的传感手艺,获得如土壤和空气的温湿度、光照强度、二氧化碳浓度、风速、土壤盐度等数据。除此之外,还有通过可见光/近红外光谱、近红外光谱速测动物养分、土壤肥力、农产物行量的传感器手艺。空中感知还包罗在田间设置摄像机或红外监测仪等,用户可长途看测,用于提拔种植通明度、加强消费者的自信心。低功耗、低成本、性能不变的传感器是持久获得可靠数据的关键,也恰是目前妥帖利用农业物联网的瓶颈。
社会信息感知包罗农产物市场需求、农产物价格、农业政策、种植者体味等方面。当前,在农业市场国际一体化的开展趋向下,农业企业、协会、协做社等经济协做组织对产前种什么效益高、产中何种农资优良优价、产后卖给谁等市场与手艺信息有着更迫切的需求,那些信息对我国现代农业特殊是规模化农业、订单农业以及处所特色农业的开展意义严重。
农产物需求信息是农业市场的灵魂,便当、准确地捕获市场信息,掌握市场意向,及时调整消费及销售标的目的,是感知社会信息的次要目标。基于爬虫手艺的主动摘集是通过收集感知市场价格的重要体例,可用于每周的农产物价格揣测等。而以投进占用产出手艺为核心的粮食产量揣测模子则考虑多种表现社会信息的农业投进。
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数据传输基于通信收集,将分离的具有独犯罪能的设备或子系统毗连起来,并根据规定的收集协议停止数据通信,实现散布式系统硬件和软件资本的共享及系统的综合治理与掌握。在手艺层面,国内良多科研院所和公司均可实现差别的传输体例,现实利用摘用哪种数据传输体例则需根据农田情况、计划需求、成本约束等因素综合确定。
农业大数据涵盖农业消费自己和产前、产后以及农产物加工、销售整个链条中所产生的大量数据。目前获取各类农业数据的成本还比力高,欠缺成熟的产物,并且差别的用户有差别的需求。若何合成生物物理和社会信息,为农户、政府、商家等差别的利益相关方供给响应的信息办事,仍是将来要应对的挑战。
智能决策是伶俐农业的核心,是数据产生价值的过程,笼盖农业消费从产前规划、产中种植治理及情况掌握到产后存储、加工、运输和销售等各个环节。产前规划包罗需求阐发和种植计划选举;产中种植治理包罗情况调控(关于设备农业)、施肥、打药、浇灌等方面的智能决策撑持;产后农产物的库存掌握、运输车辆调配、畅通加工与配送中心的选址等,均需要智能计算办法供给决策撑持。做物消费治理决策撑持手艺的研究,集中在做物生长模仿及各类专家系统方面。
做物治理专家系统是专家系统在农业范畴的详细利用,一般包罗一个由权势巨子农业专家的体味、材料、数据与功效构成的常识库,并能操纵其常识,模仿农业专家处理问题的思维办法停止揣度、推理,以求得处理农业消费问题结论的智能法式系统。
跟着农业进进大数据时代,农业智能决策转进以大数据驱动的体例,而且表现在农业消费的各个环节。农业智能决策撑持系统的算法和闪现体例需随之迭代。跟着数据获取的相对便当和智妙手机的普及利用,过往只能在电脑上离线利用、被诟病为“电子词典”的农业专家系统迎来了新的开展时代。
智能农机和治理软件是信息感知、智能决策后的闪现形式。跟着我国农业从业人员的老龄化和数量削减,农业智能配备的利用是一定趋向。农业智能配备包罗办事于施肥、打药、浇灌、修剪、摘摘、播种、情况调控等各类操做的设备。
国外的智能农机配备较为先辈,利用较广,次要有智能导航、主动驾驶、变量施肥、变量喷药等功用。跟着国度对农业智能配备研发的重视和投进,国内的多个机构开展了相关研究,研究内容包罗主动导航、变量施肥、精准喷药、播种、插秧、喷药、除草和收获等。此外,我国的农业航空功课量逐年增加,功课范畴逐步扩展,除对粮食做物、园艺做物、经济做物施药外,还开展了动物生长授粉等功课。
农田功课配备精准掌握手艺是兴旺国度在大面积机械化前提下开展起来的,而我国的做物消费地区情况前提差别较大,因而手艺和配备的抉择不成陈旧见解地套用。开展适应我国国情的精准农机化必需继续地、因地造宜地逐渐完美。