依據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定的《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃（2019-2025）》的建設(shè)目標，建設(shè)一批智慧農(nóng)場、智慧果園的項目，實現(xiàn)大田作物、設(shè)施園藝ZD領(lǐng)域單品種全程或關(guān)鍵環(huán)節(jié)的信息技術(shù)集成應(yīng)用，建立數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)支撐規(guī)范、集成應(yīng)用模式，促進數(shù)字農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得重要進展。在大田種植領(lǐng)域，ZD構(gòu)建天空地一體化觀測體系，實現(xiàn)生長環(huán)境和作物本體的實時數(shù)據(jù)采集，建設(shè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程智能化管理系統(tǒng)，促進節(jié)水灌溉，科學(xué)施肥，科學(xué)施藥管理，建立氣象災(zāi)害預(yù)警和病蟲害FZ系統(tǒng)。

1.     數(shù)字農(nóng)業(yè)的背景

        依據(jù)農(nóng)業(yè)農(nóng)村部制定的《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃（2019-2025）》的建設(shè)目標，建設(shè)一批智慧農(nóng)場、智慧果園的項目，實現(xiàn)大田作物、設(shè)施園藝ZD領(lǐng)域單品種全程或關(guān)鍵環(huán)節(jié)的信息技術(shù)集成應(yīng)用，建立數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)支撐規(guī)范、集成應(yīng)用模式，促進數(shù)字農(nóng)業(yè)生產(chǎn)取得重要進展。在大田種植領(lǐng)域，ZD構(gòu)建天空地一體化觀測體系，實現(xiàn)生長環(huán)境和作物本體的實時數(shù)據(jù)采集，建設(shè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程智能化管理系統(tǒng)，促進節(jié)水灌溉，科學(xué)施肥，科學(xué)施藥管理，建立氣象災(zāi)害預(yù)警和病蟲害FZ系統(tǒng)。

2.     建設(shè)目標

智慧農(nóng)場解決方案基于現(xiàn)代傳感器技術(shù)、5G/4G、Lora等遠程數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)和大數(shù)據(jù)、云計算以及互聯(lián)網(wǎng)信息技術(shù)，通過對大田土壤、作物生長和氣象數(shù)據(jù)的收集、數(shù)據(jù)的分析、模型建立和運行，形成科學(xué)管理流程，提高農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和品質(zhì)，減小農(nóng)藥帶來的土壤和水源的污染。具體實現(xiàn)包含但不限于如下目標。

        2.1 節(jié)水灌溉

通過監(jiān)測土壤含水量數(shù)據(jù)、作物蒸發(fā)蒸騰數(shù)據(jù)、田間氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，控制田間水分平衡，把握灌溉量和灌溉時間窗口，達到節(jié)水灌溉的目的。

        2.2 科學(xué)施肥

通過土壤理化性質(zhì)、土壤肥力的數(shù)據(jù)收集，通過監(jiān)測作物物候和作物生理生態(tài)指標數(shù)據(jù)，在作物播種、發(fā)育、生長過程中對土壤進行科學(xué)基肥和追肥的施用。

        2.3科學(xué)施藥

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

        2.4 農(nóng)業(yè)氣象災(zāi)害預(yù)警和預(yù)防

通過實施田間氣象環(huán)境數(shù)據(jù)，和作物生理指標數(shù)據(jù)的監(jiān)測，及時對可能出現(xiàn)的氣象自然災(zāi)害進行預(yù)報，如霜凍預(yù)報，采取配套措施避免或減小氣象災(zāi)害對產(chǎn)量的影響。

        2.5 作物病蟲害預(yù)警和FZ

通過田間氣象數(shù)據(jù)，尤其是積溫數(shù)據(jù)的監(jiān)測、應(yīng)用氣象條件、作物（宿主）和病原三角關(guān)系模型，跟蹤預(yù)測作物病蟲害的發(fā)生和發(fā)展，配合科學(xué)施藥機制，對病蟲害進行有效FZ

        2.6 產(chǎn)量預(yù)估

通過歷史氣象數(shù)據(jù)、土壤墑情數(shù)據(jù)、作物物候觀測數(shù)據(jù)和病蟲害觀測數(shù)據(jù)的比較、分析，應(yīng)用產(chǎn)量估計模型，對當年作物產(chǎn)量進行估計，指導(dǎo)采收后的市場行為。

3.     智慧農(nóng)場構(gòu)架

4.     多維度的傳感器數(shù)據(jù)獲取

•   田間氣象數(shù)據(jù) ：

             空氣溫度、空氣濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、降雨量、總輻射（光照），蒸發(fā)

•   土壤墑情和營養(yǎng)數(shù)據(jù)：

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

            土壤鹽分，土壤PH, 土壤中的氧氣

            土壤養(yǎng)分測定：N ,P, K 及微量元素

•   作物生長數(shù)據(jù)：

            物候觀測，圖像和視頻系統(tǒng)

            NDVI 冠層監(jiān)測，生理脅迫監(jiān)測

            植物莖流監(jiān)測 （蒸騰）

            植物莖稈大小、果實大小監(jiān)測

           植物根系圖像觀測

•   遙感數(shù)據(jù)：

           無人機搭載多光譜圖像數(shù)據(jù)

           無人機搭載高光譜圖像數(shù)據(jù)

•   病蟲害數(shù)據(jù)：

            孢子捕捉監(jiān)測系統(tǒng)

            蟲情監(jiān)測系統(tǒng) 

5.     智慧農(nóng)場大數(shù)據(jù)平臺

• GIS 可視化數(shù)據(jù)基礎(chǔ)

• 傳感器數(shù)據(jù)的接入
  

          氣象數(shù)據(jù)接入
  

          土壤墑情數(shù)據(jù)接入

          作物生長數(shù)據(jù)接入

          遙感數(shù)據(jù)接入

• 數(shù)據(jù)的分析、挖掘

• 水肥和農(nóng)藥管理的模型

          節(jié)水灌溉模型 

          肥料管理模型

          農(nóng)藥管理模型

• 數(shù)據(jù)的分享分發(fā)

標簽：數(shù)字農(nóng)業(yè)智慧農(nóng)場智慧果園