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盛凱機械淺談智能農業的發展基礎

2018-03-27 點擊量:

中國是一個農業大國,但存在著生產效率低,生產成本高等問題。傳統農業與物聯網、人工智能等新興技術的結合,有望能成為解決該問題的有效方法,因此,智能農業應運而生。農業是數字化水平最低的行業之一,由傳統農業向精準農業、智能農業轉變,農業數字化是基礎。提高農作物產量,主要需要獲取四個方面數據:土地土壤數據、病蟲害數據、氣候氣象數據和農作物數據。

土地土壤對農作物的成長具有重要的作用,土壤的酸堿度、溫濕度、有機物含量以及水分等都會對農作物的產量起到直接或間接的影響,土壤肥力較好的土地,能夠使農作物的產量增加,相反,土壤肥力較差的土地,會使農作物減產或死亡。

病蟲害是我國農業的主要災害之一,病蟲害的發生會使農作物本身的抵抗力下降,造成農作物減產,對農業生產造成重大的損失。

農業自古以來是“靠天吃飯”的行業,中國每年由于水災、旱災、風雹、冷凍等自然災害所造成的受災面積超過2千萬公頃,直接造成農民經濟損失數億元,因此,氣候氣象數據是促進農業增產的必要條件之一。

提高農作物產量,不僅與上述三方面數據有關系,第四方面農作物自身數據也必不可少。由于不同農作物進行光合作用和呼吸作用的能力不同,光合作用越強、呼吸作用越弱的植物,植物體內積累的有機物越多,產量也會越高,研究農作物自身成長數據不可或缺。

農業數字化是智能農業發展的基礎,目前獲取農業數據主要來自三個方面:傳感器監測、無人機航拍以及衛星觀測,涉及的技術主要有3S技術、計算機視覺以及圖像識別技術,其中3S技術為遙感技術(RS)、地理信息系統(GIS)、全球定位系統(GPS),是傳感器、衛星定位與導航以及計算機通訊技術的結合體。

傳感器——農業物聯網的基礎

物聯網,即物物相連,對于非數字化產業,多使用傳感器作為連接器件。傳感器在農業中的應用很廣泛,主要有溫濕度傳感器、土壤水分傳感器、光照度傳感器、氣體傳感器以及水產養殖業用到的鹽度傳感器、濁度傳感器和水位傳感器等。傳感器通過檢測被測物體,將其物理信號轉換成電信號,對電信號進行放大、調制等處理后,傳入農業管理系統中,指導農業生長,提高農作物產量。

無人機——未來農業發展的希望

無人機作為新興農業機械,目前是最熱門的高科技產業之一。中國農業無人機發展較晚,現多用于兩個方面:無人機植保作業以及農田數據獲取。由于無人機體積小,便于操作等優點多用于小面積農田觀測,以及監測農作物生長情況和獲取病蟲害數據。無人機獲取數據,主要分為兩種情況,第一,通過機載傳感器獲取多光譜遙感信息,運用配套的遙感數據處理技術,將獲得的信息最后通過藍牙、WiFi、無線射頻等無線傳輸技術將田間信息傳輸至數據節點或者終端。另外一種情況,通過無人機所攜帶的攝像頭進行清晰的圖像呈現,運用圖像識別等技術獲取農田,作物以及病蟲害的基本信息。目前,多以第二種為主。無人機的核心技術之一是飛行控制技術,要保證拍攝的圖片清晰、穩定、不失真,同時還要考慮氣流等外部環境的影響。隨著技術的進步,無人機在農業方面的應用一定會有更加廣闊的前景。中國目前在農業無人機領域發展較好的企業主要以大疆創新和極飛科技兩家企業為代表,其中大疆創新已占領全球市場份額將近70%,遙遙領先于其他各個企業。

衛星——實時數據獲取的渠道

衛星應用于農業觀測,主要是通過3S技術對農田進行精準定位,來獲取氣候氣象數據以及土地測繪、農作物生長等數據。通過衛星導航技術,根據監測農田的差異化進行精準播種、精準施肥以及精準灌溉等。除此之外,衛星監測數據也可以應用于未來的農機自動駕駛領域。目前,中國應用在農業方面的空間衛星主要有風云氣象衛星、北斗衛星和高分衛星,三者搭配地面監測站使用,使得獲得的數據具有實時以及高分辨率等特性。
隨著物聯網、人工智能等技術的進步,專注于數據收集的企業會越來越多。相信隨著中國土地流轉政策的實施,大規模商用化應用在不久的將來一定會到來。

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