春耕田里的“黑科技”
光明日?qǐng)?bào)記者 崔興毅 光明日?qǐng)?bào)通訊員 王雪姣
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(wàn)平方米大棚的開關(guān);
更不用再起早貪黑,因?yàn)?,他們足不出戶就可以輕松完成灌溉、施肥等作業(yè)……
沒(méi)有農(nóng)業(yè)機(jī)械化,就沒(méi)有農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)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(dān)”,勾畫一幅生機(jī)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(dòng)能,必將轉(zhuǎn)化為豐收的喜悅!
遠(yuǎn)程施肥,智能耕種,“吃飽喝足”長(zhǎng)勢(shì)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(yàn)——
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(yáng)幕布自動(dòng)開啟,通風(fēng)天窗也隨之自動(dòng)打開并實(shí)現(xiàn)最合適的通風(fēng)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(yíng)管理系統(tǒng)。據(jù)了解,該系統(tǒng)通過(guò)接入農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)測(cè)專業(yè)傳感器及相應(yīng)的網(wǎng)關(guān)設(shè)備、攝像機(jī)等產(chǎn)品,為純禾生態(tài)園配備了智能化生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)管理系統(tǒng),農(nóng)戶通過(guò)手機(jī)端就可以直觀查看當(dāng)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(jī)上實(shí)時(shí)查看,可以根據(jù)情況做相應(yīng)處理?!鄙鷳B(tài)園負(fù)責(zé)人何建華說(shuō)。
可以隨時(shí)租地種植自己的蔬菜,遠(yuǎn)程澆水、施肥,在云端體驗(yàn)“向往的生活”,這樣的場(chǎng)景,在智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺(tái)的助力下已成為現(xiàn)實(shí)。
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(guó)電科衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)營(yíng)服務(wù)有限公司打造的智慧農(nóng)業(yè)服務(wù)平臺(tái),集線上租地種植、農(nóng)業(yè)認(rèn)養(yǎng)、特色農(nóng)產(chǎn)品展銷、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、監(jiān)控實(shí)時(shí)直播、灌溉遠(yuǎn)程控制等多功能為一體。
“我們通過(guò)在大田部署氣象監(jiān)測(cè)站、傳感器、攝像頭等多種設(shè)備,物聯(lián)網(wǎng)智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境指數(shù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè),降低蟲災(zāi)等災(zāi)害損失,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)提供科學(xué)指導(dǎo)?!敝袊?guó)電科衛(wèi)星導(dǎo)航運(yùn)營(yíng)服務(wù)有限公司項(xiàng)目負(fù)責(zé)人李明告訴記者,農(nóng)業(yè)生態(tài)認(rèn)養(yǎng)系統(tǒng)不僅讓消費(fèi)者足不出戶就可以租地種植自己的蔬菜,并支持遠(yuǎn)程澆水、施肥,通過(guò)智慧農(nóng)場(chǎng)監(jiān)控直播,還可實(shí)時(shí)了解自己種植的菜地動(dòng)態(tài)與作物長(zhǎng)勢(shì),讓“健康”24小時(shí)看得見(jiàn)。
在新一代信息技術(shù)的支撐下,“農(nóng)民上網(wǎng)、自動(dòng)種地”的新型農(nóng)耕景象正成為趨勢(shì)。
對(duì)農(nóng)作物種植過(guò)程進(jìn)行按需灌溉,中國(guó)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(diǎn),重點(diǎn)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(shí)時(shí)顯示各項(xiàng)環(huán)境數(shù)據(jù)。
“根據(jù)溫棚環(huán)境監(jiān)控感知設(shè)備實(shí)時(shí)自動(dòng)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(guò)水肥一體化生產(chǎn)管理系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)根據(jù)灌溉、施肥計(jì)劃進(jìn)行自動(dòng)灌溉施肥、定時(shí)定量灌溉施肥等,通過(guò)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(tuán))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(cè)實(shí)時(shí)灌溉施肥情況,可獲取作物生長(zhǎng)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(bào)和墑情預(yù)報(bào)、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(zhǔn)灌溉、精準(zhǔn)施肥等服務(wù)。
通過(guò)這款系統(tǒng),農(nóng)戶不僅能在視頻終端實(shí)時(shí)查看所有大棚監(jiān)測(cè)畫面,還能通過(guò)手機(jī)或電腦實(shí)時(shí)瀏覽作物生長(zhǎng)信息數(shù)據(jù),并向智能施肥機(jī)一鍵下發(fā)作業(yè)指令,完成灌溉、施肥精準(zhǔn)作業(yè)。
掌握“因子”,摸清“底子”,服務(wù)來(lái)自空天地
小麥種植面積多少?作物長(zhǎng)勢(shì)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(jìn)行準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)采集、分析,及時(shí)全面掌握作物整體情況,中國(guó)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(wú)人機(jī)遙感機(jī)動(dòng)靈活及地面?zhèn)鞲羞B續(xù)準(zhǔn)確的不同優(yōu)勢(shì),從空、天、地三個(gè)維度進(jìn)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(diǎn)區(qū)域核查、應(yīng)急機(jī)動(dòng)勘查、在線實(shí)時(shí)調(diào)查相結(jié)合的監(jiān)測(cè)體系,提供種植面積、作物長(zhǎng)勢(shì)、土壤墑情等方面的精準(zhǔn)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(guó)電科監(jiān)測(cè)、分析的重點(diǎn)。”中國(guó)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(shí)相中高分辨率遙感影像,通過(guò)分析作物光譜特性及時(shí)序物候特征,可以對(duì)我國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域開展作物精準(zhǔn)識(shí)別和種植面積準(zhǔn)確統(tǒng)計(jì);再通過(guò)和往年數(shù)據(jù)對(duì)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(zhǎng)勢(shì)就是“里子”。
“為及時(shí)準(zhǔn)確掌握作物長(zhǎng)勢(shì)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(guò)境的特點(diǎn),引入多種指數(shù)模型,對(duì)作物各生長(zhǎng)期苗情進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),跟蹤式分析長(zhǎng)勢(shì)優(yōu)良率;與此同時(shí),通過(guò)對(duì)照往年同期作物長(zhǎng)勢(shì),對(duì)今年作物長(zhǎng)勢(shì)進(jìn)行對(duì)比性評(píng)價(jià)?!崩铢i說(shuō)。
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(zhǎng)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(guò)土壤水分含量遙感定量反演,宏觀掌握土壤墑情;同時(shí),通過(guò)統(tǒng)計(jì)各地區(qū)旱情指數(shù)空間上的平均值與標(biāo)準(zhǔn)差,以及統(tǒng)計(jì)、分析7日累計(jì)降水分布情況和平均值等,進(jìn)一步提升土壤墑情分析的準(zhǔn)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(cè)、農(nóng)業(yè)災(zāi)害監(jiān)測(cè)等三個(gè)應(yīng)用方向、12個(gè)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(cè)智能裝備等領(lǐng)域的技術(shù)優(yōu)勢(shì),中國(guó)電科27所已經(jīng)成功研發(fā)大田“四情”監(jiān)測(cè)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(cè)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(biāo)準(zhǔn)農(nóng)田綜合信息管理平臺(tái)等系列產(chǎn)品?!皩?shí)現(xiàn)了水肥一體化灌溉、農(nóng)氣自動(dòng)化觀測(cè)以及農(nóng)作物發(fā)育期的自動(dòng)監(jiān)測(cè),助力實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)節(jié)本增效、土地賦能增值?!崩铢i說(shuō)。
“順風(fēng)耳”聽(tīng)萬(wàn)變氣象,“千里眼”觀農(nóng)作良田
陽(yáng)光玫瑰、夏黑等特殊葡萄品種,最怕忽然下雨,導(dǎo)致?tīng)€果。中國(guó)電科27所研制的農(nóng)業(yè)氣象自動(dòng)觀測(cè)站,在應(yīng)對(duì)此類問(wèn)題上有一套。
“觀測(cè)站由多種智能傳感器組成,可實(shí)現(xiàn)空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)向、風(fēng)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(shí)時(shí)在線觀測(cè)。”李鵬說(shuō), “通過(guò)數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集、存儲(chǔ)、傳輸,我們建立起大氣與土壤一體化的實(shí)時(shí)觀測(cè)系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與作物發(fā)育期自動(dòng)識(shí)別,有效應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及糧食安全的影響?!?/p>
該平臺(tái)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(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)能力、進(jìn)行作物產(chǎn)量評(píng)估預(yù)報(bào)等,有效應(yīng)對(duì)氣候變化對(duì)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(jī)“上新”,種地有了“千里眼”,搶收搶種的實(shí)力更強(qiáng)勁了!
從“汗滴禾下土”到“無(wú)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(fēng)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(jī)在田野中穿梭作業(yè),為春小麥精準(zhǔn)施肥。
“僅一個(gè)小時(shí),200多畝小麥地就可以完成農(nóng)藥噴灑作業(yè),真省心!”當(dāng)?shù)剞r(nóng)民開心地說(shuō),現(xiàn)在種地就是“省心掌柜”。
“播種有播種機(jī),噴藥用無(wú)人機(jī),澆水有智能灌溉機(jī),收割有收割機(jī),從種到收全程機(jī)械化,智慧農(nóng)機(jī)越來(lái)越聰明,一點(diǎn)兒不含糊!”李明介紹,與普通農(nóng)機(jī)不同,智慧農(nóng)機(jī)可以實(shí)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(zhǔn)確監(jiān)測(cè)。
農(nóng)機(jī)裝“大腦”,這是怎么實(shí)現(xiàn)的?
這一切都依賴中國(guó)電科給農(nóng)機(jī)安裝的智能農(nóng)機(jī)平臺(tái)。李明告訴記者,該平臺(tái)基于北斗與大數(shù)據(jù)分析的全程作業(yè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)及農(nóng)機(jī)作業(yè)智能監(jiān)測(cè)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(guò)在農(nóng)機(jī)上安裝作業(yè)智能監(jiān)測(cè)終端,對(duì)農(nóng)機(jī)數(shù)據(jù)及農(nóng)機(jī)作業(yè)信息進(jìn)行采集,完成土地深松、秸稈還田、精細(xì)播種、施肥噴藥,以及低茬收割等多種類型作業(yè)監(jiān)測(cè)。
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(wú)人機(jī)、電動(dòng)多旋翼無(wú)人植保無(wú)人機(jī)。使用無(wú)人機(jī)作業(yè)優(yōu)點(diǎn)很多,比如作業(yè)高度低、飄移少、可空中懸停、無(wú)需專用起降機(jī)場(chǎng)等,能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)規(guī)劃噴灑航路、無(wú)藥自主返航、斷點(diǎn)續(xù)航、田間林木自動(dòng)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(xiǎn),大大提高了噴灑作業(yè)安全性和效率。”中國(guó)電科27所技術(shù)專家管宇鋒說(shuō)。
為了讓卸糧更加自動(dòng)化,中國(guó)電科研制了180基座無(wú)人駕駛直接驅(qū)動(dòng)電機(jī)和減速電機(jī)組件產(chǎn)品。中國(guó)電科21所技術(shù)專家表示,設(shè)備主要用于收割機(jī)卸糧筒,其回位精準(zhǔn)度高,可實(shí)現(xiàn)升降式360°全方位卸糧,最高卸糧高度可達(dá)5米,不再受高度和場(chǎng)地的限制,幫助收割機(jī)實(shí)現(xiàn)卸糧半自動(dòng)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(lái)。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(wàn)農(nóng)民,一起繪就“稻花香里說(shuō)豐年”的美景。
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