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春耕田里的“黑科技”

时间:2022-04-21 16:25:07

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 自动气象观测站 资料图片

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与天气“赛跑”,农民们不用再措手不及、手忙脚乱,如今几秒钟就可以完成十余万平方米大棚的开关;

更不用再起早贪黑,因为,他们足不出户就可以轻松完成灌溉、施肥等作业……

没有农业机械化,就没有农业现代化。物联网、自动化、人工智能等现代科技,正在为农业发展提供新的“生产力”——让农民挑上“金扁担”,勾画一幅生机勃勃的现代智能科技农耕图,待到金秋,这些在田间地头激荡的科技动能,必将转化为丰收的喜悦!

远程施肥,智能耕种,“吃饱喝足”长势喜人

如今,在云端,农民可以享受“全屋智能”式的农耕体验——

浙江诸暨市纯禾生态园的葡萄玻璃温室内,随着温度湿度变化,遮阳幕布自动开启,通风天窗也随之自动打开并实现最合适的通风角度……

这是杭州海康威视数字技术股份有限公司打造的智能化生产经营管理系统。据了解,该系统通过接入农业环境监测专业传感器及相应的网关设备、摄像机等产品,为纯禾生态园配备了智能化生产经营管理系统,农户通过手机端就可以直观查看当前环境信息、设备信息、可视化信息等。

“从前要每日人工观察和记录各类仪表的数据,现在光照度、土壤温湿度、空气温湿度等环境信息都可以在手机上实时查看,可以根据情况做相应处理。”生态园负责人何建华说。

可以随时租地种植自己的蔬菜,远程浇水、施肥,在云端体验“向往的生活”,这样的场景,在智慧农业服务平台的助力下已成为现实。

综合利用物联网、视频监控、智能控制等技术手段,中国电科卫星导航运营服务有限公司打造的智慧农业服务平台,集线上租地种植、农业认养、特色农产品展销、农业物联网、监控实时直播、灌溉远程控制等多功能为一体。

“我们通过在大田部署气象监测站、传感器、摄像头等多种设备,物联网智能监测系统可实现对农业生产环境指数的实时监测,降低虫灾等灾害损失,为农业生产经营提供科学指导。”中国电科卫星导航运营服务有限公司项目负责人李明告诉记者,农业生态认养系统不仅让消费者足不出户就可以租地种植自己的蔬菜,并支持远程浇水、施肥,通过智慧农场监控直播,还可实时了解自己种植的菜地动态与作物长势,让“健康”24小时看得见。

在新一代信息技术的支撑下,“农民上网、自动种地”的新型农耕景象正成为趋势。

对农作物种植过程进行按需灌溉,中国电科数字科技有限公司利用新一代智能物联技术,围绕现代农业领域物联网应用,以上海市嘉定区华亭镇为试点,重点打造了现代农业水肥一体化生产基地。在生产基地温棚里,数字大屏上可以实时显示各项环境数据。

“根据温棚环境监控感知设备实时自动采集到的作物生产区环境参数和作物生育信息参数,通过水肥一体化生产管理系统可以实现根据灌溉、施肥计划进行自动灌溉施肥、定时定量灌溉施肥等,通过定量调控,真正满足果蔬作物在关键生育期‘吃饱喝足’的需要。”据中电科数字科技(集团)有限公司专家姜鑫介绍,该系统集成视频监控设备和灌溉控制设备,监测实时灌溉施肥情况,可获取作物生长环境、发育状况、病虫害、水肥状况等信息,并结合气象预报和墒情预报、灌溉量估算、配方施肥等模型,为基地生产者和管理者提供精准灌溉、精准施肥等服务。

通过这款系统,农户不仅能在视频终端实时查看所有大棚监测画面,还能通过手机或电脑实时浏览作物生长信息数据,并向智能施肥机一键下发作业指令,完成灌溉、施肥精准作业。

掌握“因子”,摸清“底子”,服务来自空天地

小麦种植面积多少?作物长势怎样?土壤墒情如何?怎么更加“省心”“省力”耕作,提高作业效率……

为进行准确的数据采集、分析,及时全面掌握作物整体情况,中国电科27所推出“空天地一体化农田大数据系统”,依托郑州地面信息港,利用卫星遥感宏观高效、无人机遥感机动灵活及地面传感连续准确的不同优势,从空、天、地三个维度进行立体化农业数据采集,构建了定期宏观普查、重点区域核查、应急机动勘查、在线实时调查相结合的监测体系,提供种植面积、作物长势、土壤墒情等方面的精准数据和深入分析。

摸清“底子”,更有底气。

“种植面积大小是中国电科监测、分析的重点。”中国电科27所的技术专家李鹏表示,“空天地一体化农田大数据系统”基于多时相中高分辨率遥感影像,通过分析作物光谱特性及时序物候特征,可以对我国农业生产区域开展作物精准识别和种植面积准确统计;再通过和往年数据对比,就可以得出种植面积的变化。

如果种植面积是“底子”,那么作物长势就是“里子”。

“为及时准确掌握作物长势情况,‘空天地一体化农田大数据系统’利用卫星周期性过境的特点,引入多种指数模型,对作物各生长期苗情进行动态监测,跟踪式分析长势优良率;与此同时,通过对照往年同期作物长势,对今年作物长势进行对比性评价。”李鹏说。

掌握“因子”,才能因地制宜。农田水利条件是影响农作物生长发育的重要“因子”。

据介绍,“空天地一体化农田大数据系统”通过土壤水分含量遥感定量反演,宏观掌握土壤墒情;同时,通过统计各地区旱情指数空间上的平均值与标准差,以及统计、分析7日累计降水分布情况和平均值等,进一步提升土壤墒情分析的准确度,为各地做好田间灌溉工作提供决策支撑。

据介绍,目前,该系统面向小麦、玉米、大豆、花生、棉花、水稻等作物,形成了包括农业资源调查、农情监测、农业灾害监测等三个应用方向、12个类别的农业空间信息应用专题产品体系。

结合在遥感应用、物联网、信息技术以及气象探测智能装备等领域的技术优势,中国电科27所已经成功研发大田“四情”监测预警系统、水肥一体化智能灌溉系统、温室环境智能监测与控制系统、农业遥感应用服务系统以及高标准农田综合信息管理平台等系列产品。“实现了水肥一体化灌溉、农气自动化观测以及农作物发育期的自动监测,助力实现农业生产节本增效、土地赋能增值。”李鹏说。

“顺风耳”听万变气象,“千里眼”观农作良田

阳光玫瑰、夏黑等特殊葡萄品种,最怕忽然下雨,导致烂果。中国电科27所研制的农业气象自动观测站,在应对此类问题上有一套。

“观测站由多种智能传感器组成,可实现空气温度、空气湿度、风向、风速、雨量、总辐射、净辐射、土壤水分、土壤温度及作物发育期等要素的实时在线观测。”李鹏说, “通过数据的自动采集、存储、传输,我们建立起大气与土壤一体化的实时观测系统,实现农业气象灾害实时监测与作物发育期自动识别,有效应对气候变化对农业生产及粮食安全的影响。”

该平台还能协助政府相关职能部门发布农业气象灾害预警信息、增强防灾减灾能力、进行作物产量评估预报等,有效应对气候变化对农业生产及粮食安全的影响。目前已在河南、新疆、西藏、宁夏、青海等地区气象与农业领域全面应用。

智慧农机“上新”,种地有了“千里眼”,抢收抢种的实力更强劲了!

从“汗滴禾下土”到“无接触式农业生产”,“北斗卫星导航”“大数据”为农业“装”上了“顺风耳”“千里眼”。

地处石家庄市郊的一处广阔田野上,一辆辆智慧农机在田野中穿梭作业,为春小麦精准施肥。

“仅一个小时,200多亩小麦地就可以完成农药喷洒作业,真省心!”当地农民开心地说,现在种地就是“省心掌柜”。

“播种有播种机,喷药用无人机,浇水有智能灌溉机,收割有收割机,从种到收全程机械化,智慧农机越来越聪明,一点儿不含糊!”李明介绍,与普通农机不同,智慧农机可以实现农耕作业状态、作业深度、作业面积和作业质量准确监测。

农机装“大脑”,这是怎么实现的?

这一切都依赖中国电科给农机安装的智能农机平台。李明告诉记者,该平台基于北斗与大数据分析的全程作业监测平台及农机作业智能监测终端,综合北斗卫星导航定位技术、物联网技术、多传感器数据融合技术及GIS等多种技术手段,通过在农机上安装作业智能监测终端,对农机数据及农机作业信息进行采集,完成土地深松、秸秆还田、精细播种、施肥喷药,以及低茬收割等多种类型作业监测。

现代农耕不仅有智慧“大脑”,在农药喷洒方面也安装了科技助力的“翅膀”。

“比如喷洒农药,我们研发了农业植保无人机、电动多旋翼无人植保无人机。使用无人机作业优点很多,比如作业高度低、飘移少、可空中悬停、无需专用起降机场等,能够实现自动规划喷洒航路、无药自主返航、断点续航、田间林木自动避障等自主飞行功能,有效避免喷洒作业人员暴露于农药的危险,大大提高了喷洒作业安全性和效率。”中国电科27所技术专家管宇锋说。

为了让卸粮更加自动化,中国电科研制了180基座无人驾驶直接驱动电机和减速电机组件产品。中国电科21所技术专家表示,设备主要用于收割机卸粮筒,其回位精准度高,可实现升降式360°全方位卸粮,最高卸粮高度可达5米,不再受高度和场地的限制,帮助收割机实现卸粮半自动化作业,大大提高了农户的耕作效率。

技术推得开、服务跟得上、 “田保姆”管得好……一幅幅“科技春耕图”在广袤田野铺展开来。从“靠天吃饭”到“知天而耕”,在信息技术、人工智能技术与农艺技术的勾勒下,这些科技“大块头”正配合亿万农民,一起绘就“稻花香里说丰年”的美景。

(记者 崔兴毅 通讯员 王雪姣)

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