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1、面向未来的新疆兵团精准农业先进技术 发展重点与方向,石河子大学新疆兵团绿洲生态农业重点实验室,吕 新,2017年8月30日,提 纲,一、农业现代化需要精准农业先进技术二、兵团精准农业先进技术重点方向,一、农业现代化需要精准农业先进技术,（一）精准农业先进技术推动农业现代化进程,农业现代化的发展，要求具有高科技含量的现代农业技术和设备武装农业。而农业信息化、精准农业先进技术是保证农业科学技术快速应用到农业各个领域的重要途径。 信息技术作为现代科学技术的核心技术，信息化作为新的生产力，对推进国民经济的高速发展和现代化建设具有举足轻重的地位和巨大推动作用。 精准农业先进技术已成为农业现代化的重要内容
2、和标志。没有农业信息化，就没有农业现代化。,一、农业现代化需要精准农业先进技术,现代农业的这些内涵和特点，无一不对信息化的建设提出了更高的要求。,1、农业经营市场化需要信息内容引导 2、农业产品标准化需要信息手段规范 3、农业生产规模化需要信息技术实现 4、农业经济产业化需要信息网络维系 5、现代农民知识化需要信息应用提升,（二）现代农业迫切需要农业信息化,农业信息化是农业现代化的高级阶段，是农业经济高度发达、农业科学技术高度进步的必然产物。其内涵可以从四个方面来加以描述和概括：1、是农业劳动者的高度智能化；2、是农业基础设施装备信息化；3、是农业技术操作自动自控化；4、是农业经营管理信息网络
3、化。,一、农业现代化需要精准农业先进技术,（三）信息化成为农业现代化的重要标志,一、农业现代化需要精准农业先进技术,（四）中国农业与农村信息化日趋完善,二、兵团精准农业先进技术重点方向,农业信息技术需要数字化农业模型为基础。需要进一步建立和完善主要农作物生长系统的过程模拟模型，实现生物生长的动态模拟和预测。另一方面，需要建立农业产业系统的管理知识模型。实现农业生产管理设计和决策的智能化、科学化和数字化。,（一）构建精确的农业模型、决策平台与发展数字农业,1.加强农业信息基础设施、数据库及农业信息资源咨询服务平台建设,建立包括基于数据库的农业生产信息管理系统、基于3S技术的农业空间信息系统、基于
4、模型的农作管理决策支持系统、基于人工智能的农作管理专家系统、基于关键技术集成的数字农作技术平台，均是兵团农业信息化未来发展的重要内容。,二、兵团精准农业先进技术重点方向,集成农田信息档案管理、农田施肥精准管理、农田灌溉精准管理、农田虫情信息管理、农机信息化管理。,精准灌溉,土壤养分,虫情管理,农机管理,植株养分,二、兵团精准农业先进技术重点方向,2.开发兵团特色的农业生产咨询决策服务系统，提高生产管理精准管理水平,精准农业生产信息化管理集成平台,（1）条田信息的管理与查询 （2）N、P、K以及有机肥、微肥的推荐使用 （3）确定灌水定额、灌水周期、灌水延续时间 （4）确定合理的水肥搭配用量和使用
5、时间。,（二）滴灌农田水肥一体化精准管理技术,实现系统功能,二、兵团精准农业先进技术重点方向,针对滴灌棉田追肥管理中缺乏植株养分实时监测，无法精确计算施肥量的问题，采用高光谱技术获取棉花植株养分动态信息，建立了以叶片氮素为诊断指标的追肥模型，确定了各生育期的施肥量；建立了安卓手机施肥决策系统，与PC版系统相比具有易操作、实用、灵活等特点。系统实现了田间实时快速决策及网络传输，提高了决策效率。,1、构建作物养分快速监测技术,二、兵团精准农业先进技术重点方向,2. 研发滴灌棉田土壤墒情监测与信息自动传输技术,采用土壤水分传感器TDR进行微区布点，结合卫星遥感影像大尺度旱情评估（温度植被干旱指数法）
6、，建立棉田微域布点监测与卫星影像大尺度反演相结合的土壤墒情监测方法；开发集成了基于总线、G网和频移键控（FSK）技术的数据采集器（DATALOG）和信息传输模块，实现了棉田墒情数据的实时采集、传输与处理。,二、兵团精准农业先进技术重点方向,（三）利用空间信息技术，提高农情信息的监测水平,1.基于GIS的土壤养分图与 推荐施肥分区图编制技术应用,2.主要农作物旱情监测与分析系统,建立旱情遥感监测模型，实现棉花旱情遥感监测功能。,二、兵团精准农业先进技术重点方向,（三）利用空间信息技术，提高农情信息的监测水平,3.主要农作物长势监测与分析系统,3.利用可用于团场尺度的卫星数据进行作物长势监测与分析
7、，大幅度提升作物长势精准监测的水平，为及时制定与实施作物精准栽培管理措施提供信息。,石河子莫索湾垦区棉花长势分析结果,二、兵团精准农业先进技术重点方向,（三）利用空间信息技术，提高农情信息的监测水平,4.应用无人机农情信息监测与分析系统,4.无人机机载影像采集设备可以对地面进行高精度、大比例航拍，提高农情信息的监测精度和范围，建立农事作业规范。,二、兵团精准农业先进技术重点方向,北斗导航系统应用于棉花测产：棉花产量信息的实时获取技术是分析棉田产量差异性和生成棉花空间分布产量图的基础，也是对棉田实行精细管理和变量作业的依据。,测产传感器及系统,行走速度控制,智能控制系统,北斗导航系统应用于采棉机
8、实时监控：通过物联网组网，实时了解各采棉机的位置、作业状态、及时准确的调度，对提高采棉机的管理水平和利用率具有重大意义。,北斗导航系统,（三）利用空间信息技术，提高农情信息的监测水平,5. 发挥北斗在兵团农业生产中的作用,二、兵团精准农业先进技术重点方向,（四）互联网+现代农业,互联网+现代农业主要是将互联网技术运用到传统农业生产中，利用互联网的优势提升农业生产水平和农产品质量控制能力，并进一步畅通农业的市场信息渠道、流通渠道、是农业的产、供、销体系紧密结合，从而使农业的生产效率、品质、效益等得到明显改善。,二、兵团精准农业先进技术重点方向,“互联网+农业”从农业企业的信息化开始，经农业产业的
9、互联网化布局，最终走向“互联网+智慧”。,二、兵团精准农业先进技术重点方向,“互联网+农业”全景,“互联网+”现代农业应用,当前，我国“互联网+”农业蓬勃发展，以阿里和京东为代表的大型平台商积极下沉推进，以邮政、供销为代表的传统城乡流通网络积极上线发展，以生鲜电商为代表的新兴领域专业电商积极探索商业模式，上行下行双向流通，多元主体良好互动的发展格局正在形成。2015年，阿里平台完成农产品销售695.5亿元，整个平台来自农村地区的消费达到230亿元。截至2016年10月，阿里平台的数据显示，全国共有1311个淘宝村，比2014年多了近1100个。2016年农村农产品电商销售额约为900亿元，大概
10、占到农村电商总交易额的16.14%。,二、兵团精准农业先进技术重点方向,“互联网+”现代农业应用,消费品下乡方面，2015年第一季度，淘宝网（含天猫）发往农村的订单金额已占全网的9.64%。农产品进城方面， 2015年全国涉农电商共3.1万家，其中农产品交易电商4000家，农产品网上零售额年增长率超过50%。除了消费品下乡，大型综合农资电商平台依托移动互联、大数据等技术，创新农资供应、配方施肥等社会化服务提供模式，加速布局抢占农村市场，“互联网+”正全面渗透农业生产的全过程。,二、兵团精准农业先进技术重点方向,“互联网+农业”趋势与未来,生态圈融合趋势 智慧农业趋势,二、兵团精准农业先进技术重
11、点方向,生态圈融合趋势,农业新产业链,二、兵团精准农业先进技术重点方向,智慧农业趋势,“互联网+”集成“智慧农业”体系和农村信息服务体系，助力“智慧农业”和农村信息服务大提升互联网将通过精准农业、农业物联网、互联网云服务、大数据分析等来实现农业生产技术问题、农业规模化难以推进问题、农产品质量安全问题、以及产品价值实现问题的改造，大幅推动“智慧农业” 的进程,二、兵团精准农业先进技术重点方向,（五）利用物联网技术，创新农业信息技术应用水平,【物联网技术的农业领域应用】,二、兵团精准农业先进技术重点方向,二、兵团精准农业先进技术重点方向,2.物联网农田水肥管理Fertigation Applica
12、tion,Fertilizing decision system was build based on nutrition estimation model and topdressing model , combining with Android smartphones, in order to make fertilization more rapid and flexible.,3.物联网农田水肥管理-移动互联,二、兵团精准农业先进技术重点方向,4.物联网农田水肥管理-智能控制,二、兵团精准农业先进技术重点方向,二、兵团精准农业先进技术重点方向,5.物联网农田水肥管理-智能管理,二、兵
13、团精准农业先进技术重点方向,6.物联网精准养殖与管理,（六）发展农业机械智能装备，提高农业生产规模化管理水平,【现代化棉花精准播种技术】,棉花精量播种技术是现代精准农业技术的一项重要内容，是常规农业生产向现代农业生产发展的必然趋势，是棉花种植技术史上的一大进步。,二、兵团精准农业先进技术重点方向,（六）发展农业机械智能装备，提高农业生产规模化管理水平,规模化采棉技术,机械打顶技术,二、兵团精准农业先进技术重点方向,通过农业智能装备设计和技术创新，在复杂多变的农业作业环境下，其具有更好的易用性、可靠性、有效性以及人与机、机与物之间交互性，其工作运行表现为更高、更快、更好。,二、兵团精准农业先进技
14、术重点方向,（六）发展农业机械智能装备，提高农业生产规模化管理水平,（七）利用大数据、云计算技术，开发兵团特色的农业大数据平台,【农业云计算的应用前景】,1、基于云的农业农村海量信息资源库 2、基于云计算的农业网络信息专业搜索引擎 3、农业生产过程的云管理与云决策 4、农业视频监测数据的在线云存储 5、农业视频监测数据的在线云存储 6、农产品质量安全追溯管理,二、兵团精准农业先进技术重点方向,农业进入大数据时代,二、兵团精准农业先进技术重点方向,“大数据”,主要是来描述和定义信息爆炸时代产生的海量数据，并命名与之相关的技术发展与创新。互联网行业是大数据应用的领跑者，目前，大数据正在加速向农业领
15、域拓展。,基础架构,关键分析,主要应用,开源的项目,二、兵团精准农业先进技术重点方向,农业的新变化- 随着传感器、智能移动设备、互联网等的发展，数据呈现爆炸式增长。,数据无处不在 数据无时不有 数据无物不生 数据无人不感,地域性 季节性 多样性 周期性,农 业,农业大数据（Big data）是指在现代农业生产、经营、管理等各种活动中形成的，具有潜在价值的、海量的、活的数据。 是现代农业建设、发展、管理的“基准线”。,二、兵团精准农业先进技术重点方向,目前，中国每年产生并被存储的数据总量超过800EB（1018字节），相当于全人类讲过的话160倍。,KB （103字节） MB (兆，106字节)
16、 GB (吉，109KB ） TB (太，1012字节) PB (拍，1015字节) EB (艾，1018字节) ZB (泽，1021字节),农业每年产生的数据量约为8000PB （1015字节）,农业数据每年将以50%-80%的速度增长,农业生产数据2500PB,农业管理数据1200PB,农业自然资源数据3500PB,农业市场数据800PB,（数据来源：ZDNET数据中心2013：硬件重构与软件定义年度技术报告）,农业进入大数据时代,二、兵团精准农业先进技术重点方向,全球气候观测系统（Global Climate Observing System）,2012年每天新增超过250GB，政府间气候变化专门委员会（IPCC）第四次评估报告中采用了超过了29,000个观测资料序列，第五次报告中使用的数据量达到了2.3PB。,（1）气象数据,1.农业大数据的类型,1984年，由NIH创办的基因数据库（GenBank）； 截止2011年4月，在传统数据存储区，共有1.35亿条序列记录，包含1265亿个碱基对；在WGS（Whole Genome Shotgun）分区内包含1914亿个碱基对，6272万个基因组序列。 全部数据若是装订成册，将载满700多辆卡车。,
