数据赋能农业智慧大脑

6月11日,在山东省淄博市临淄区朱台镇禾丰种业生态无人农场的麦田里,多台无人驾驶的拖拉机、小麦收获机、播种施肥一体机、植保无人机、秸秆粉碎灭茬混土还田机等农机装备上演了一场
“大练兵”,集中展示了最新的农机无人驾驶技术成果,不仅让与会者大饱眼福、倍感振奋,也让大家看到了农业的未来。图片 1无人农机秀出十八般武艺,打造可复制的生态无人农场样板
无人农机秀出十八般武艺
这个由山东理工大学与淄博禾丰种业公司合作共建的生态无人农场,经历了两年多的筹备,于今年3月正式开工建设,集合了山东理工大学农机、交通、机械、计算机、电气、资环学院相关重点学科技术骨干组成50多人的跨学科大团队。短短3个月,在小麦、玉米种植关键生产作业环节的无人化作业上取得了可喜进展。
当日上午,这些技术成果进行了集中演示,无人农机竞相上场秀出十八般武艺。
率先起飞的三架遥感无人机是生态无人农场的
“眼睛”,可获取作物的全方位信息。大疆精灵4rtk具有厘米级定位精度,可以为地面作业农机和植保无人机提供精准作业地图;搭载长光禹辰自主研发MS600多光谱相机的无人机可获取小麦多光谱数据,为小麦品种识别、产量估算和病情监测提供基础数据;山东理工大学自主研发的可见光遥感无人机可同时实现视频、飞机状态参数的实时回传,获取农场作物现状视频和影像数据。
轻装上阵的由淄博市农机研究所研发的小型植保机器人轻巧灵活,能在田间自由穿梭。另一款地面智能喷雾植保机器人能完全实现无人驾驶,自动规划路线,地头自动转弯掉头,可同时喷洒农药和叶面肥。
山东理工大学自主研发的无人驾驶高地隙植保机,能根据当前位置自动寻找作业路径,直线导航误差小于5厘米。极飞P30植保无人机可以一键起飞、一键返航、一控多机、全自主飞行。这些智能化的无人植保机械均可以实现人药分离。
引人注目的东方红1104-C无人驾驶拖拉机和玉米条带耕精密播种机,虽是“重量级选手”但行走自如,可以实现直线行驶作业、地头自动调头及自动避障,同时还可以实现挂接农机具的自动升降,整个作业过程均是无人化操控。
此外,由山东理工大学与北京合众思壮科技股份公司共同开发的智能化小麦收获机,不仅实现了田间直线作业的无人操控,还能有效减少漏收,降低收获损失。
无人驾驶农机能够极大地提高农业生产效率,提高作业精准度,将给农业生态带来翻天覆地的变化。
生态无人农场团队负责人、法国欧洲科学院兰玉彬院士表示,这次演示的无人驾驶技术属于国内领先,涉及耕种管收全过程,采用天、空、地一体化技术进行全方位信息采集和处理,已经实现了云端农田的边界设置、耕作路线规划等,实现农机直行、转向、倒车等控制,完成了农田里全无人驾驶的第一步。
云平台为无人农场提供智慧大脑
这么多的农机能在无人驾驶的情况下自由奔走田间,背后离不开物联网、5G网络、大数据、云平台等技术的支撑。
位于农场中央的指挥控制中心和云平台监控系统,可以说是无人农场的“大脑”,可对农场进行整体调控,监控农场内作物生长环境、土壤状态以及所有机具的作业状态,并进行智能实时调控。
山东理工大学计算机学院教授王志强介绍,物联网云平台系统的智能农机监控信息化平台系统,可以实现无人农机的农机监控、作业监控、路径规划、历史轨迹、指挥调度、统计分析和设备预警等功能。
无人农机采用北斗GPS系统+姿态传感器实时获取自身的高精度定位信息,并采用4G\5G网络发送至云平台。结合GIS系统,操作人员可以在办公室里对农机进行精准操控,真正实现农机的无人应用,这会让一个人管理上千亩田地成为可能。
“屏幕上绿色的路线是无人农机作业的轨迹,蓝色的路线是人工驾驶农机作业的轨迹,我们可以清楚地看到,无人农机作业比人工操作更加精确。”王志强说。
云平台还有一个重要组成部分是农情平台。笔者看到,在农场的不同角落,分布着一个个蓝色的小箱子,它们是土壤墒情检测器,可以测量不同深度土壤的湿度、温度、pH值等信息,另外还有无人值守、超低功耗的智能检测气象站,可以实时监测农田空气温度、湿度、降雨量、风速等信息。
卫星遥感监测、无人机遥感监测和地面监测采集的农情信息上传到云平台后,进行存储汇总分析,结合后台的农资管理数据、产量数据、植物生长数据等,将形成无人农场的农业生产大数据。这样就可以科学指导农业生产,判断何时该播种,何时该施肥,并更加精准地进行灌溉、施肥和用药,提高农产品的产量和质量,建立数据驱动的“数字化农场”。图片 2无人农机秀出十八般武艺,打造可复制的生态无人农场样板
打造可复制的生态无人农场样板
据了解,无人农场国内并非独此一家,2018年江苏兴化市就启动我国首个无人农场建设,并开展了首轮农业全过程无人作业试验。而禾丰生态无人农场更可贵的是,跟绿色生态循环农业有机结合起来。
经过指点,笔者发现,在麦田的两边种植有金叶接骨木、矢车菊、蛇床草等植物,这些植物可以涵养天敌,给害虫天敌一个栖息地,从而减少害虫对农作物的危害。同时农场里还采用杀虫灯、赤眼蜂防治玉米螟等绿色防控手段来减少农药施用,采用水肥一体化喷施系统实现减肥节水,采用生态沃土技术来保护土壤,尽可能地保护农场生态平衡。
麦田的旁边,大片的紫色苜蓿正值花开,煞是好看。禾丰种业董事长朱俊科介绍说,通过玉米和苜蓿间作种植,苜蓿可以固氮给玉米提供养分,同时也可以和玉米一起作青贮饲料,这样既减少了饲料成本,解决了秸秆处理难题,又提高了肉的品质和口感。
在农场的养牛车间,通过生物菌发酵技术处理牛粪,既减少了污染和异味,又能实现粪便还田,以肥养地。牛的尿液富含氮,经过生物菌技术处理后可以生成球藻,共生养藕,再经过养鱼净化过的水,既可以浇地,又可以当做牲畜的饮用水,一个立体种养、闭合式生态循环农业的雏形已经清晰可见。
“生态无人农场融合了生物防控、绿色植保、无人机、农业机器人、人工智能、物联网、大数据、云计算等众多高新技术,是重大高新技术集成应用、研发与模式创新的结合体。生态无人农场是农业产业变革的第一步,这个领域的竞争才刚刚开始。”山东理工大学教授张彦斐告诉笔者,目前团队正在设计一种自走式除草机器人,进一步探索无人农机技术。
“我们要做的,是打造一个精准化种植、智能决策、可视化管理和智能化操控的样板,构建可复制、易推广的绿色生态、高效环保的循环生态无人农场新模式,同时计划将生态无人农场面积由
500亩扩大到1000亩。”兰玉彬院士表示,今后将重点以提升农机无人操作为主要方向,对于不规则地块,着重研究如何优化作业路径、如何高效可靠地实现自主转弯、如何实现农机农具的自适应工作,进一步优化性能,构建多机械、多机种协同作业的工作模式,最大化地解放双手,为解决“谁来种地”问题提供强有力的科技支撑。

iAgri China
中国智慧农业应用与创新发展高峰论坛已经成功举办了四届,分别在北京、武汉、上海等地举办,吸引了来自农业主管部门,相关协会,高校、科研院所,农业园区、农垦、农场,农业合作社,植物工厂,农业产业化龙头企业,金融投资机构,农业上下游知名企业及新闻媒体等行业代表的积极参与。iAgri
China智慧农业论坛致力于关注与推动国内外智慧农业应用与创新发展,旨在搭建一个探讨智慧农业创新发展,分享智慧农业成功经验,推动智慧农业应用与创新合作的交流平台。

 

中国农业大学汪懋华院士、国家农业信息化工程中心主任赵春江院士、上海农业工程学会理事长徐立鸿教授、上海市农委信息中心张向飞主任以及中国农业科学院、中国农业大学、武汉大学、浙江大学、上海交通大学、同济大学、华中农业大学、山东农业大学、国家农业信息化工程中心、上海市农业科学院、江苏省农业科学院、上海市农业工程学会、农民日报-中国农业新闻网等单位的众多权威专家莅临分享了智慧农业领域的成功经验和最新研究进展。论坛得到了中化农业、华为、新华三、农信通、佳格天地、左岸芯慧、欧姆龙、爱盛生物、东方润泽、阿里巴巴、爱种网、朗坤物联网、上海农业、中信信息、托普云农、西部电子、派得伟业、上海绿度等行业知名企业的鼎力支持。

图片 3

2018年的中央一号文件明确提出:大力发展数字农业,实施智慧农业林业水利工程,推进物联网试验示范和遥感技术应用,这为以数字农业、智慧农业为代表的农业现代化发展提供了新动能。本着服务农业农村现代化宗旨,为进一步推进智慧农业应用创新与合作交流,iAgri
China 2019
第五届中国智慧农业应用与创新发展高峰论坛将于2019年3月20-21日在上海举办,论坛以智慧农业引领农业现代化为主题,通过论坛报告、产品展示和基地参观等形式,就智慧农业发展现状及未来展望、创新热点及痛点、最新技术解决方案等进行深入分析和交流;推动农业大数据、农业物联网与云计算、区块链、移动互联、农业遥感、农产品供应链管理与质量安全溯源、土壤检测与修复、智能灌溉与水肥一体化、人工智能、3S技术、智能农业装备、农业机器人与自主作业系统等为核心的智慧农业在农业生产经营服务领域中的应用与创新,菜篮子,以及智慧农场、智慧渔场、智慧茶园、智慧果园、智能温室、智能化植物工厂等集成示范成果,共同推动智慧农业的应用与创新可持续发展!

 史云供图

智慧农业、数字农业新技术新产品新装备展示会

“种子是农业的芯片,农田则是农业的母版。”在中国科学院院士周成虎看来,中国农业的智慧大脑正在形成。在已可通过遥感和地面观测确认地球上有3.04万亿棵树的今天,发展新技术,实现对每一块农田的精准测量和动态监测,构建地块级农田大数据,促进智慧农业科技创新发展,已经触手可及。

涉农主管部门领导,行业协会领导和专家,高校、科研院所,农技推广中心、农业园区、农垦、农场、种植基地,农业合作社,植物工厂,农业龙头企业,涉农金融投资专家,农业领域上下游企业负责人。

近日,在“2019年智慧农业科技创新研讨会暨示范观摩会”上,与会专家实地观摩考察,并围绕“科技兴农、数据赋能”的主题深入探讨了我国智慧农业发展的现状和前景。

智慧农场、智慧渔场、智慧茶园、智慧果园、智慧园区、智能温室、智能化植物工厂

 

论坛主题:智慧农业引领农业农村现代化

“天空地海网”动态立体时代

智慧农业发展现状与展望

周成虎指出,当前,世界进入了智能化与绿色化、网络化、全球化相互交织的时期。把握时代的脉搏,抓住历史性机遇,发展现代农业信息技术,是智慧农业科技创新发展的重要内容,具有战略性重大意义。

数字农业的机遇与挑战

“农业信息的获取进入‘天空地海网’动态立体时代。”周成虎说,亿级互联的地面传感网,获取了海量的农情数据;高低轨、光学与微波组合的综合对地系统,组成全球覆盖的农情观测天网。在一切都可以数据化的世界,在一切数据都可以业务化的时代,农业信息化、农业大数据成为现代农业科技的核心组成部分。

智慧农业助力现代农业技术服务

农业遥感传统上服务于农作物生长状态监测、农作物种植面积监测与估算、农作物单产监测、灾害监测及损失评估、农作物产量估算、粮食供需平衡与安全预警等。随着物联网、云计算、大数据、深度学习等技术的不断进步,国际上已经开始将农业遥感技术应用于生态农业、订单农业、绿色农业的快速发展;我国也将农业遥感的服务范围扩展到承包地确权登记、耕地质量监测与保育,以及农业补贴支撑等方面。

人工智能在现代农业中的应用

“高空间分辨率影像为农田地块的精确测量提供了可能。”周成虎说,借助于现代航天航空技术,可以精确划定地块边界、精确监测播种面积,了解每一地块的内部细节。

互联网+现代农业创新

这样的精准农业航空技术,被华南农业大学教授兰玉彬视作实现智慧农业的重要组成部分,是智慧农业的直接体现。

农业信息监测预警技术与相关应用

兰玉彬认为,“智慧农业”与现代生物技术、农艺技术等高新技术的融合,对我国赶超发达国家,建设世界水平农业具有重要意义。“生态无人农场”应运而生。

乡村振兴战略下的都市现代农业发展

“生态无人农场”整合农艺和农机装备、绿色植保技术、无人机、人工智能、大数据、
3S
、物联网等技术;采用天空地一体化技术获取农情信息,实现农业信息的精准感知;使用地空一体化智能农机装备等协同作业,提高农业生产率;实现绿色生态农业生产的精准化种植、智能决策、可视化管理和智能化操控。

Part 1 农业物联网与智慧农业

“生态无人农场”通过一系列技术实现循环农业模式,包括基于精准施药的农药减量技术、基于水肥一体化精准管理的减肥节水技术、生态沃土技术、生物防治技术、秸秆综合再利用技术、畜禽粪便有机化处理与施用技术、农场闭环优化管理技术。

物联网在现代农业中的应用

“生态无人农场”融合生物防控、绿色植保、无人机、农业机器人、人工智能、物联网、大数据、云计算等众多高新技术。“以后的农民不再是体力劳动者,而是新农民。一个人管理整个农场的目标将会成为现实。生态无人农场是农业产业变革的第一步。该领域的全球化竞争刚刚开始。”兰玉彬说。

农业物联网关键技术研究与创新

 

水产物联网技术现状与趋势

助力农业“知天而作”

物联网在农业全产业链的应用

在成都市新都区泰兴镇四川省农业科学院新都现代农业科技创新示范园内,数百名专家聚在一块刚刚收割小麦后平整的土地上,目不转睛地看着屏幕上的现场直播。

果园物联网的现状与发展趋势

农情无人机起飞,电脑屏幕上实时显示它的飞行轨迹。当无人机的飞行轨迹逐渐覆盖整个目标地块后,科研人员开始根据无人机传回的数据解析地块信息,了解果园面积、地形,果树数量、位置、树冠大小、长势,以及杂草分布等生产信息。

农业云计算与大数据创新政府服务新模式

从天上看到的信息还不够精确,每棵果树有多少果实,果实成熟度、大小、有没有病虫害等更加精细的信息该如何获取呢?这时候,“果园侦察兵”智能巡田机器人出动了,它能代替人类走进果园感受作物的细微变化。

Part 2 农业大数据与智慧农业

通过智能设备收集的数据很快传递到“智慧农业大脑”——农业大数据挖掘与服务平台中。这个“大脑”包括天空地一体化农情信息处理一体机、智慧农业大数据挖掘与可视化系统、云边端一体化田间服务一体机,具有数据管理与可视化云边端协同计算的深度人工智能算力。它经过智能分析判断,向果园智能作业装备发出正确的操作指令。

利用大数据引领现代农业发展

例如,水肥一体化灌溉系统接收到处方图,对水肥精准控制,按需智能化灌溉,省钱省时省力。

农业大数据在现代农业中的应用

一台红色的无人喷药机器人根据处方图走起来了,在有病虫害发生的地方,它停下喷药,既可以提升农药利用效率,又能避免作业人员农药中毒情况发生。

农业大数据与农业精准化

无人除草机器人马力强大,就算是一棵小灌木挡在它面前,它也能毫不犹豫地碾压过去,迅速将其粉碎。在它身后,什么杂草也没留下。

大数据与区块链技术

相关文章