設施溫室物聯網動態(tài)監(jiān)管與服務模式探索——以昌平區(qū)數字菜田建設為例.pdf

設施農業(yè) nullnullnullnull 設施農業(yè) nullnullnullnull 14 15 產業(yè)發(fā)展 Industrial Development 農業(yè)工程技術 設施農業(yè) 全區(qū)農業(yè)生產園區(qū)經營主體數據 實現精準 高效的集中監(jiān)管 遠程指揮和決策支持 帶動農業(yè)產業(yè)振興 鄉(xiāng)村振興 以推進昌 平區(qū)設施農業(yè)產業(yè)高質量發(fā)展 2 昌平區(qū)設施溫室監(jiān)管和服務面臨的問題 2 1 設施農業(yè)物聯網覆蓋率較低 數據自動化采集點狀分布 昌平區(qū)獲取菜田生產數據的采集方式大都是以園區(qū)主動上 報為主 自動化采集數據仍然是點狀數據 相關的物聯網環(huán)境 采集設備是以試驗示范為主 沒有形成規(guī)?；膽?2 常見 的物聯網環(huán)境信息采集設備采用固定式安裝和部署 面臨著施 工布線 無法移動且成本高等問題 昌平區(qū)設施物聯網覆蓋率 較低 缺乏客觀 精準的物聯網采集數據 無法滿足昌平區(qū)實 現精準化 數字化支撐的設施農業(yè)產業(yè)綜合監(jiān)管和決策支持需 求 亟需在園區(qū)建設物聯網數據采集體系 支撐園區(qū)環(huán)境 設 施 農事 投入品等數據的采集和上傳 滿足政府精準化決策 的需要 2 2 農業(yè)物聯網數據采集標準和接入標準不統(tǒng)一 數據孤島現象 突出 早期農業(yè)信息化建設部署的物聯網設備質量參差不齊 物聯 網接口標準不統(tǒng)一 數據庫獨立部署 沒有互聯互通 造成數據 散亂在各個系統(tǒng)之中 缺少聯動分析 從而造成數據處理及導出 難 數據清洗難 已有的系統(tǒng)中的數據分析很難快速和準確地提 供服務 此外 由于缺乏數據指標體系 無法實現指標口徑 多 元異構數據等的有機統(tǒng)一 數據孤島現象突出 難以進行統(tǒng)一管 理和接入 無法達到最高利用效率 3 因此 亟需建立數據采集 標準和數據共享標準 實現設施中農業(yè)各類物聯網設備的接入和 管理 為系統(tǒng)間數據共享 交換提供了保障 2 3 設施農業(yè)數字化管理系統(tǒng)覆蓋率低 支撐設施監(jiān)管力度不足 多數園區(qū)的生產管理由技術員進行指導 但仍為傳統(tǒng)方式 設施生產信息管理系統(tǒng)應用較少 工作流程混亂甚至沒有 標準 化程度低 農事活動以手填 紙筆記錄的方式進行記錄 生產和 投入品等信息管理處于散亂管理狀態(tài) 不僅耗費時間 效率低下 設施溫室物聯網動態(tài)監(jiān)管與服務模式探索 摘要 該文著眼于設施溫室數字化監(jiān)管和服務中存在的設施底數 不清 設施生產數據零散粗略 數據自動化采集難 標準不統(tǒng)一 農業(yè)數字化管理系統(tǒng)覆蓋率和數據價值挖掘不足等問題 在昌平 區(qū)設施園區(qū)開展數字菜田監(jiān)管和服務模式探索 充分發(fā)揮農業(yè)物 聯網 大數據 人工智能等先進軟硬件信息技術的賦能效應 提 升設施農業(yè)數據采集能力 拓寬數據采集渠道 補齊設施數據采 集短板 提升農業(yè)農村現行統(tǒng)計監(jiān)測條件 提升數據采集的廣度 深度 時效性和可靠性 實現政府對農業(yè)企業(yè)的監(jiān)管 農業(yè)企業(yè) 對園區(qū)的數字化管理 為北京市設施溫室物聯網動態(tài)監(jiān)管和服務 提供可參考模式 關鍵詞 設施溫室 監(jiān)管 服務 數字菜田 數據采集 1 引言 面對更趨復雜嚴峻的國際形勢 經濟下行壓力加大 對農 產品日常供應提出了更高要求 需有效保證北京超大城市 菜 籃子 的本地供應 對農業(yè)高質量發(fā)展 穩(wěn)產保供提出了更高 要求 設施農業(yè)是都市現代化農業(yè)的重要形式 在豐富城市 菜 籃子 供應 推動率先基本實現農業(yè)現代化中發(fā)揮著重要作用 1 北京市 關于促進設施農業(yè)綠色高效發(fā)展的指導意見 指出 北京市圍繞首都 四個中心 功能定位 明確以發(fā)展設施農業(yè) 產業(yè)為核心的發(fā)展思路 要加快設施農業(yè)數字化發(fā)展 推動設 施農業(yè)大數據 云計算 互聯網等信息技術的應用普及 建立 設施農業(yè)大數據平臺 利用大數據進行精準管理 防控和生產 指導 目前 設施農業(yè)產業(yè)在監(jiān)管方面仍存在一些問題 存在設施 底數不清 設施生產數據零散粗略 設施監(jiān)管缺少有效手段 無 法精準掌握北京市設施農業(yè)種植情況和產能情況 無法滿足政府 實現 誰在種 在哪種 種什么 怎么種 產多少 的產業(yè)監(jiān)管 需求等 基于此 昌平區(qū)瞄準設施農業(yè)產業(yè)監(jiān)管的問題 按照 數 據驅動 數字監(jiān)管 精準服務 的整體原則 以昌平區(qū)數字菜田 信息化建設展開探索 通過整合昌平區(qū)設施農業(yè)產業(yè)資源 匯集 趙志強 1 王建高 2 趙雪冬 2 劉超超 2 1 北京市昌平區(qū)農業(yè)農村事務中心 北京 100021 2 北京天創(chuàng)金農科技有限公司 北京 100123 以昌平區(qū)數字菜田建設為例 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 設施農業(yè) nullnullnullnull 設施農業(yè) nullnullnullnull 16 17 設施農業(yè) 大食物觀 Facility agriculture FOOD 也容易出現錯誤 遺失等問題 導致不能及時掌握產品的品質狀 態(tài)和安全狀況 由于園區(qū)的農事生產活動 病蟲害巡視等記錄的 時效性和準確性都沒有保證 政府監(jiān)管部門很難獲取到農業(yè)生產 信息 因此對于生產農事和農產品生產過程信息的監(jiān)管不足 因 此 亟需應用基于農產品生產數據采集的數字化監(jiān)管平臺 將需 求數據進行電子化 涵蓋投入品監(jiān)管 生產信息監(jiān)管和應用監(jiān)管 等 提升政府對管轄園區(qū)的監(jiān)管力度和水平 3 昌平區(qū)數字菜田監(jiān)管和服務模式探索 3 1 推廣設施空間數據采集物聯網設備 為監(jiān)管和服務提供數據 支撐 針對設施環(huán)境多參數的采集需求 將高集成 高精度 低功 耗 低成本的新型物聯網監(jiān)測設備應用到園區(qū)生產空間數據采集 中 設備無需布線施工 支持移動部署 滿足了不同設施環(huán)境 不同部署位置的監(jiān)管要求 適宜于全市大范圍的數字菜田部署應 用 明確農業(yè)物聯網數據采集標準和接入標準 便于不同型號 不同廠家的智能監(jiān)測設備接入市級物聯網中臺 可實時獲取數字 菜田生產經營主體設施溫室的溫度 濕度 光照強度 二氧化碳 濃度 土壤溫濕度等環(huán)境數據以及生產環(huán)境圖像數據 準確掌握 作物生長發(fā)育周期性環(huán)境數據及農業(yè)設施空間數據 確保了昌平 區(qū)數字菜田建設應用效果和采集數據質量 3 2 應用市級人工智能圖像識別模型 進行設施生產動態(tài)分析 基于物聯網監(jiān)測設備實時采集的圖像數據 應用北京市種植 業(yè)綜合管理平臺涵蓋設施大棚生產狀態(tài)識別和作物品種識別的設 施動態(tài)自動監(jiān)管模塊 可智能識別種植 休耕 撂荒 大棚房等 設施狀態(tài) 掌握昌平區(qū)設施生產空間的變化情況和利用狀況 摸 清設施生產空間資源底牌 同時 可智能識別設施作物品種 對 設施棚室的種植作物情況及分布進行實時動態(tài)監(jiān)管 以便于掌握 園區(qū)的種植過程信息 提高生產標準化 規(guī)范化 精細化能力 為北京市設施蔬菜產業(yè)智慧監(jiān)管提供支撐與服務 3 3 構建設施農業(yè)綜合服務門戶 提供定制化的信息服務 依托昌平區(qū)數字菜田核心數據資源 打造設施農業(yè)綜合服務 門戶 匯聚服務對象的各類數據 綜合分析服務需求 定制化為 生產主體提供了信息查詢 農場管理 補貼申報 種植管理 產 銷對接等服務類型 實現生產主體的精準化 定制化服務 針對 農技人員只有到現場才能了解園區(qū)設施環(huán)境數據和種植情況后才 能對園區(qū)種植進行指導的繁瑣過程 給定設施的物聯網數據推送 農技人員可以使用手機綜合服務門戶在線查看園區(qū)溫室狀態(tài)和種 植情況 有效提升了人員的農事指導效率 同時 將物聯網數據 同步到農場數字化管理系統(tǒng) 提供數字農場管理服務 實現數字 菜田生產企業(yè)的種植管理 人員管理 進出庫管理 訂單管理 產量預測等數字化 幫助數字菜田生產企業(yè)達到標準化種植 數 字化管理 以銷定產的目標 從而提升數字菜田生產企業(yè)的科學 化排產和標準化種植水平 3 4 搭建區(qū)級數字菜田一張圖 為政府決策提供依據 依托全區(qū)物聯網監(jiān)測網絡和設施產業(yè)相關的數據資源 建立 區(qū)級數字菜田一張圖 串聯設施蔬菜產業(yè)各環(huán)節(jié)產生的各類數據 進行多角度 多維度和GIS空間數據的統(tǒng)計和展示 多層次展 現昌平區(qū)設施農業(yè)產業(yè)各類農業(yè)信息 如昌平區(qū)設施物聯網分布 狀態(tài) 生產主體 溫室狀態(tài) 種植作物 上市供應等相關內容 可實時進行數據分析 匯總 滿足對各類經營主體的空間定位 決策分析和指揮調度等需求 為昌平區(qū)農業(yè)農村大數據平臺提供 數據支撐 為政府精準決策提供可視化依據 4 昌平區(qū)設施溫室動態(tài)監(jiān)管和服務成效 4 1 強化了政府對設施農業(yè)動態(tài)的精準監(jiān)管能力 通過昌平區(qū)數字菜田模式探索 精準掌握相關設施種植情況 和產能情況 便于統(tǒng)計分析區(qū)內農業(yè)企業(yè)的生產經營情況 為其 科學規(guī)劃和正確決策提供數據支撐 滿足政府的產業(yè)監(jiān)管需求 實現精準 高效的集中監(jiān)管 遠程指揮和決策支持 4 物聯網監(jiān) 測數據輔助設施動態(tài)巡查 有效防止了 大棚房 問題發(fā)生反彈 杜絕耕地非農利用問題 物聯網數據融入到菜田補貼審核管理流 程 改變了原來傳統(tǒng)粗放式補貼管理方式 保證了補貼資金發(fā)放 的嚴謹性 公正性 高效性 為農業(yè)相關決策制定提供有效支撐 4 2 提高了生產者對園區(qū)的信息化管理水平 針對不同用戶的生產和經營情況 定制化為設施生產提供了 定制化信息查詢 補貼申報 種植管理 產銷對接等服務 實現 了服務的精準化 便捷化 為各個園區(qū)提供遠程咨詢和管理服務 指導 有效解決基層專業(yè)技術人員不足和新技術推廣應用難等問 題 為數字菜田生產主體提供種植管理 農事排產 出入庫管理 投入品管理 物聯網監(jiān)控等服務 方便管理人員統(tǒng)籌規(guī)劃各項生 產資源 實現農場數字化管理 提高農場管理效率 通過對園區(qū) 生產 經營 管理進行信息化建設 從而為園區(qū)的科學生產 規(guī) 范化管理 擴大規(guī)模提供基礎 5 促進園區(qū)農業(yè)產業(yè)化發(fā)展 做 到農產品的提質增效 4 3 增強了消費者對農產品質量安全的可信度 園區(qū)在使用系統(tǒng)的過程中 匯聚生產主體的基本信息 農產 下轉第 34 頁 設施農業(yè) nullnullnullnull 設施農業(yè) nullnullnullnull 34 35 設施裝備工程 Agricultural Equipment 及病蟲害防控情況展開全方位的實時監(jiān)控 實現肥料施加 藥劑 噴灑的精準化 達到增產增收 節(jié)能節(jié)水之效 對蘋果產業(yè)可持 續(xù)化發(fā)展有利 參考文獻 1 閆貝貝 劉天軍 信息服務 信息素養(yǎng)與農戶綠色防控技術采 納 基于陜西省827個蘋果種植戶的調研數據 J 干旱區(qū)資 源與環(huán)境 2022 5 46 52 2 柴洪 何莉 楊林娟 等 物聯網管理應用系統(tǒng)在蘋果產業(yè)鏈的 應用 以甘肅靜寧蘋果產業(yè)為例 J 農業(yè)工程 2021 8 135 140 3 金靖 淺談蘋果種植噴灌裝置在果樹生長中的效果分析 J 農家 參謀 2021 3 130 131 4 高亞玲 離散數學和物聯網技術在農業(yè)中的應用 以陜西省旬 邑縣為例 J 安徽農業(yè)科學 2011 25 15202 15324 5 闕寧磊 顧小小 節(jié)水灌溉設備及自動控制系統(tǒng)在果樹水肥一體 化中的集成應用 J 上海農業(yè)科技 2017 6 101 103 引用信息 羅 寧 智慧果園信息技術在蘋果栽培管理中的應用 J 農業(yè)工程技 術 2023 43 9 32 34 品介紹 農場實時環(huán)境 農產品生產過程 產品檢測信息 產品 追溯等信息 產生農產品供應數據 質量安全追溯數據 可以為 線上線下渠道商提供農產品供應數據 為大棚地塊 種植 采收 出庫等過程提供唯一身份標識編碼 將農產品生長環(huán)境 生長過 程 園區(qū)及負責人概況 產品認證與檢測等數據向消費者可視化 展示 為消費者提供農產品質量安全追溯保障 6 增強農產品的 質量安全可信度 5 小結 在設施監(jiān)管過程中 昌平區(qū)創(chuàng)新了一種以數據采集為核心導 向的技術推廣模式 發(fā)揮了物聯網 大數據 圖像識別等先進軟 硬件信息技術對傳統(tǒng)設施農業(yè)監(jiān)管與服務的賦能效應 改變了單 一信息技術的示范應用模式 形成昌平區(qū)設施農業(yè)數據資源生態(tài) 在為政府決策 行業(yè)監(jiān)管 設施生產提供創(chuàng)新服務的同時 也可 為金融保險 檢測認證 電商等提供數據服務 孵化更多應用場 景 在服務過程中 昌平區(qū)針對設施生產中不同的生產和經營需 要 以主動推送的方式 提供個性化 定制化的信息服務 有效 增強了信息服務水平 實現了服務的 千人千面 同時 為農 業(yè)技術服務提供了數據資源和服務平臺 提升了農業(yè)技術推廣人 員的服務效能 有效支撐創(chuàng)建各方協同發(fā)展 互聯互通 實現共 贏的農業(yè) 互聯網 農業(yè) 新業(yè)態(tài) 參考文獻 1 李中華 李玉榮 丁小明 等 設施農業(yè)生產信息化發(fā)展重點研究 J 中國農機化學報 2016 3 225 229 2 王向東 陳學斌 張愛敏 物聯網在農業(yè)中的應用及前景展望 J 農學學報 2016 1 96 98 3 韋燕珍 淺談農業(yè)信息化在現代農業(yè)發(fā)展中的重要作用 J 南方農 業(yè) 2020 21 184 185 4 鄒振宇 中國農業(yè)信息化發(fā)展存在的問題及對策 J 現代農業(yè)科技 2019 19 260 262 5 方向明 劉成 以信息化為先導推動農業(yè)現代化建設 挑戰(zhàn)和應對 策略 J 新疆師范大學學報 哲學社會科學版 2018 4 68 74 6 劉麗偉 美國農業(yè)信息化促進農業(yè)經濟發(fā)展方式轉變的路徑研究與 啟示 J 農業(yè)經濟 2012 7 40 43 作者簡介 趙志強 1972 男 北京人 本科 工程師 研究方向 農業(yè)信息技術推廣與應用 引用信息 趙志強 王建高 趙雪冬 等 設施溫室物聯網動態(tài)監(jiān)管與服務模式探 索 以昌平區(qū)數字菜田建設為例 J 農業(yè)工程技術 2023 43 9 15 16 34 上接第 16 頁