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“天空地一體化水稻農情監測”系統貴州落地:可視決策參考圖!

電子科技大學研發的“天空地一體化水稻農情監測”系統。 電子科大供圖

??貴州省岑鞏縣雜交水稻制種已有40余年,常年種植面積4萬余畝,每年可向市場提供優質水稻良種800萬公斤。與往年不同的是,今年是貴州省岑鞏縣第一次真正落地應用由電子科技大學研發的“天空地一體化水稻農情監測”系統。

??近日,通過該校資源與環境學院科研團隊在岑鞏縣國家級雜交水稻種子生產基地配備的大數據“智慧管家”,農業生產基地的景象經衛星遙感、視頻監控等方式被傳送到了千里之外的成都。而且,“天空地一體化水稻農情監測”系統不僅可以從遙感圖上看到不同農作物的種植分區,當地的氣象、水稻種植等詳細數據也能夠實時傳送,形成了可視化的水稻種植“決策參考圖”。

??把農業大數據接入“智慧管家”

??2018年上半年,電子科技大學資源與環境學院何彬彬團隊獲批立項了國家重點研發計劃課題,圍繞華南、西南8省市水稻藥肥精準施用開展大數據集成示范及應用研究。為將研究成果落地,2019年,電子科技大學與該校定點扶貧縣——岑鞏縣簽署校地協議,在當地國家級雜交水稻種子生產基地啟動“天空地一體化水稻農情監測”系統建設。

??“項目從最初立項到‘實戰’近3年時間,突破了因跨學科交叉研究而導致的涉及專業知識面廣、缺乏可供參考的成熟方案等技術瓶頸。”何彬彬說。

??為收集一手監測數據,何彬彬團隊30多人次先后赴岑鞏縣開展實地調研、現場作業和野外實驗,研發了核心算法,搭建起硬件平臺。通過在田間地頭安裝物聯網設備,把氣象監測、苗情監測、病蟲監測等相關數據全部接入到大數據系統中。為了提高水稻農情監測的精度,團隊還獲取了衛星遙感數據,用無人機對稻田進行了大面積“掃描”。

??“把衛星遙感、無人機遙感、地面多源遙感和稻田物聯網數據相結合,就形成了從衛星到地面、從宏觀到微觀的全方位、實時化的水稻農情監測系統。”何彬彬說,經過集成測試,該項目一期于2019年10月順利通過鑒定驗收。


電子科大科研人員在水稻田進行科考。 電子科大供圖

??細查水稻的全周期“生長曲線”

??這套農業生產“最強大腦”有哪些用武之地?記者了解到,該系統擁有華南、西南8省市近20年來的水稻農情數據庫,研發團隊通過算法分析這些數據,可以得知“健康水稻”的全周期“生長曲線”。以此為樣本和標尺,系統在接收稻田內即時產生的監測數據之后,就會自動計算、比對,及時為農技人員或農民提供預警。

??研發團隊成員李世華教授表示,結合衛星遙感和無人機遙感,就可以進行大面積的監測,哪里“營養過剩”或“營養不良”一目了然。他舉例說,以往農作物營養“過剩”或“不良”到什么程度,很難量化描述。現在用高光譜成像儀、植株營養素分析儀等儀器監測并經過平臺的智能計算,可以看到水稻營養的準確數值,為精準施肥提供依據。

??研究團隊成員周紀教授表示,通過大數據農情監測系統,可以使施肥做到不多不少剛剛好,既確保水稻產量,又保護綠水青山,實現農業綠色發展、可持續發展。

??病蟲害難逃遙感數據“圍追堵截”

??“晚上稻田里亮起燈來,昆蟲會被燈光吸引,撲向光源被殺死;蟲情測報燈會自動拍照識別蟲害類別、計算蟲害的‘密度’,判斷蟲害隱患和發展趨勢;攝像頭可以定時給稻田拍照識別是否有害蟲危害。”研究團隊成員張宏國說,在該系統背后一些新型的監測分析設備正用于科學、量化的蟲害防治。

??“沒有一片稻田是絕對安全的‘孤島’,病蟲害防治更需要大片區協同。”張宏國說,在新系統中團隊可以通過遙感數據,更大范圍地判斷病蟲害的受災面積,并能預測病蟲害的擴散趨勢,加強病蟲害防治的協同聯動。同時,系統還可對區域水稻的抗藥性和農藥殘留進行診斷,為精準施藥提供科學依據。

??診斷“病情”之后,系統還會貼心地推薦相應的“醫生”——專業化的農資農技公司,并提供相應的聯系方式,方便農民聯系技術人員用無人機精準施藥,既節省成本,又提高效率。目前,研究團隊已經針對不同用戶的特點,開發了網頁版、APP版、微信公眾號等不同類型的終端產品,用戶用手機就可以十分便捷地使用這套系統。

??“如果用戶都能熟練使用,在田間隨時用手機拍照上傳系統,每位用戶就相當于一個‘地面移動監測站’。”何彬彬說,大數據系統有一個特點,就是用戶越多地使用它,就能積累更多的樣本數據,能讓系統變得更聰明、決策更科學、判斷更準確,未來希望這套系統在華南、西南8省市乃至全國范圍內廣泛應用。

??來源 科技日報

編輯 李劼

編審 王璐瑤

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