汪家順
摘 要:隨著現(xiàn)代信息技術與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的深度結合,以智慧農(nóng)業(yè)為形式的農(nóng)業(yè)4.0時代已經(jīng)到來。智慧農(nóng)業(yè)綜合服務平臺可以對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行監(jiān)控并提供多元化服務,集多種服務于一體。在收集、分析農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的基礎上,向系統(tǒng)用戶提供信息發(fā)布、防災防疫、專家咨詢、視頻監(jiān)控等功能,為農(nóng)業(yè)智能化和自動化提供解決方案。高士鎮(zhèn)重點產(chǎn)業(yè)為綠色稻米產(chǎn)業(yè),同時發(fā)展有機石斛和設施蔬菜種植等特色產(chǎn)業(yè)。該文介紹了望江縣高士鎮(zhèn)智慧農(nóng)業(yè)綜合服務平臺建設項目的實施情況,為其他項目的實施提供參考借鑒。
關鍵詞:智慧農(nóng)業(yè)綜合服務平臺;構建;效益
中圖分類號 F323 文獻標識碼 A 文章編號 1007-7731(2021)21-0127-04
為貫徹落實《數(shù)字農(nóng)業(yè)鄉(xiāng)村發(fā)展規(guī)劃(2019—2025)》(農(nóng)規(guī)發(fā)[2019]33號)、《“數(shù)字江淮”建設總體規(guī)劃(2020—2025)》(皖數(shù)江[2020]2號)和《農(nóng)業(yè)農(nóng)村部辦公廳財政部辦公廳關于做好2020年農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)強鎮(zhèn)建設工作的通知》(農(nóng)辦計財〔2020〕5號)[1-3]文件精神,望江縣高土鎮(zhèn)開展了數(shù)字農(nóng)業(yè)建設,提升當?shù)剞r(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)示范點建設水平,推進大數(shù)據(jù)、人工智能、VR全景、數(shù)字孿生、區(qū)塊鏈等新一代信息技術與農(nóng)業(yè)農(nóng)村融合發(fā)展,提升科技農(nóng)業(yè)的發(fā)展水平。本項目立足高士鎮(zhèn)重點產(chǎn)業(yè)綠色稻米產(chǎn)業(yè),圍繞有機石斛和設施蔬菜等特色產(chǎn)業(yè)的優(yōu)勢,集成農(nóng)業(yè)傳感器、大數(shù)據(jù)、人工智能、區(qū)塊鏈、品質快檢等智慧農(nóng)業(yè)核心技術,以加快高士鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)與大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術融合應用為重點,建設集智慧農(nóng)業(yè)綜合服務平臺、基于區(qū)塊鏈溯源AI品質控制系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)指揮中心、智能設施與基地管理于一體的“智慧農(nóng)業(yè)”平臺。通過各類鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)數(shù)字化資源的有效整合,建立了鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)品質生產(chǎn)經(jīng)營管理數(shù)字化新模式,有序地提升了農(nóng)產(chǎn)品種植區(qū)數(shù)字化管理水平,逐步實現(xiàn)了各類農(nóng)業(yè)資源的數(shù)字化、生產(chǎn)智能化、管理精準化、質量安全監(jiān)管網(wǎng)絡化,是一次有益的探索和實踐。
1 項目區(qū)概況
高士鎮(zhèn)是安徽省安慶市望江縣下轄的農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn),是省級中心建制鎮(zhèn)、安徽省擴權中心鎮(zhèn)、省創(chuàng)建文明鄉(xiāng)鎮(zhèn)工作先進鄉(xiāng)鎮(zhèn)、市級文明鄉(xiāng)鎮(zhèn)、省新農(nóng)村建設“百鎮(zhèn)千村”示范鎮(zhèn)。高士鎮(zhèn)作為傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)大鎮(zhèn),是全國綠色水稻標準化生產(chǎn)基地的核心區(qū),綠色稻米產(chǎn)業(yè)作為主導產(chǎn)業(yè),主要有以下幾大優(yōu)勢:稻作文化深厚;境內(nèi)資源環(huán)境優(yōu)越,生態(tài)良好,雨量充沛,日照充足,水資源豐富,是種植水稻的優(yōu)勢區(qū)域;產(chǎn)業(yè)基礎良好。但目前鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式仍較為粗放,大部分地區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)僅依靠農(nóng)民經(jīng)驗與農(nóng)民勞動力,存在費時費力、服務效率低、受眾面窄等問題,嚴重制約了高士農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的升級轉型。
2 高士鎮(zhèn)智慧農(nóng)業(yè)綜合服務平臺的構建
建設智慧農(nóng)業(yè)服務項目1+4+3架構平臺,其中“1”為智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)指揮中心,“4”為建設的4個智慧農(nóng)業(yè)應用系統(tǒng),圍繞大數(shù)據(jù)中心提供的基礎數(shù)據(jù)分別建設智慧農(nóng)業(yè)綜合服務平臺、基于區(qū)塊鏈溯源AI品質控制系統(tǒng)、基于AI技術的農(nóng)業(yè)病蟲害田間識別診斷與專家?guī)煜到y(tǒng)、全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)園管理系統(tǒng)?!?”則代表全產(chǎn)業(yè)示范基地建設,包含1個重點綠色稻米產(chǎn)業(yè)鏈示范基地建設和2個特色產(chǎn)業(yè)示范基地建設,通過在示范基地部署感知設備,為大數(shù)據(jù)中心提供基礎數(shù)據(jù)保障(見圖1)。
智慧農(nóng)業(yè)項目的整體設計是依據(jù)建設內(nèi)容分層建設,包括底層的物聯(lián)網(wǎng)相關軟硬件負責數(shù)據(jù)的采集與執(zhí)行控制,中間層的數(shù)據(jù)中心負責數(shù)據(jù)的匯總,處理和應用,上層為依托數(shù)據(jù)中心運行的4套軟件系統(tǒng)負責針對不同類型用戶提供業(yè)務功能。項目面向的用戶群體包括,示范基地農(nóng)場主、政府監(jiān)管人員、消費者3類(見圖2)。
利用信息化技術和云存儲技術實現(xiàn)對基礎地理信息數(shù)據(jù)資源、植保數(shù)據(jù)資源和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)資源等信息的綜合管理和收集,實現(xiàn)“三個方向的五張圖建設”。3個方向包含鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)布局現(xiàn)狀,生產(chǎn)作業(yè),質量安全和流通,圍繞這3個方向,構建“鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀一張圖,土壤肥力分布一張圖,植保動態(tài)監(jiān)測一張圖”,基地生產(chǎn)管理一張圖,質量安全與流通一張圖”,不僅能從空間上全面、準確及時地掌握規(guī)?;r(nóng)業(yè)資源的基本情況和地理環(huán)境,直觀了解農(nóng)業(yè)資源分布現(xiàn)狀、生產(chǎn)規(guī)劃和變化趨勢,實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)資源進行動態(tài)管理和深入分析,準確反映各類農(nóng)業(yè)資源詳細數(shù)據(jù)以及監(jiān)管數(shù)據(jù),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源數(shù)據(jù)、生產(chǎn)數(shù)據(jù)與生態(tài)環(huán)境信息的可視化分析和智能化動態(tài)管理,還能為農(nóng)業(yè)高效、安全、可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃與管理提供一個較為可靠、完整、直觀、動態(tài)的決策管理系統(tǒng)。
2.1 云存儲構建 云平臺數(shù)據(jù)中心旨在為高士鎮(zhèn)科技強鎮(zhèn)智慧農(nóng)業(yè)板塊內(nèi)容全過程建立一套完整的信息化系統(tǒng),通過該信息化系統(tǒng)使鄉(xiāng)鎮(zhèn)智慧農(nóng)業(yè)標準版建設過程更加科學化、智能化、精細化,使管理人員通過PC端或移動端訪問云平臺數(shù)據(jù)中心,很輕松獲取實時數(shù)據(jù)對智慧農(nóng)業(yè)全流程指揮調度過程進行智能化管理決策。
2.2 鄉(xiāng)鎮(zhèn)產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀圖 通過遙感數(shù)據(jù)采集信息,建立農(nóng)業(yè)信息庫。整理土地利用、地形地貌、遙感影像等農(nóng)業(yè)地圖庫,人口、農(nóng)作物播種面積和產(chǎn)量、農(nóng)業(yè)產(chǎn)值、農(nóng)村基本情況等農(nóng)業(yè)基本數(shù)據(jù)庫,農(nóng)作物長勢、水旱災害、病蟲災害等動態(tài)監(jiān)測數(shù)據(jù)等(見圖3)。
2.3 土壤肥力分布圖 依托GIS系統(tǒng)構建鎮(zhèn)域土壤肥力熱力圖分布,是實時獲得各種作物最佳施肥量、施肥比例、施肥時期、施肥方法的根本途徑,也是篩選、驗證土壤養(yǎng)分測試方法、建立施肥指標體系的基本環(huán)節(jié)(見圖4)。
2.4 植保動態(tài)監(jiān)測圖 通過人工智能圖像識別技術應用于農(nóng)業(yè)種植環(huán)節(jié)的植保領域,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供基于AI技術的農(nóng)業(yè)病蟲害田間識別、即時診斷和專家咨詢服務,并基于此構建移動終端APP及線上線下聯(lián)動平臺,打造作物全生長周期的病蟲害管理體系;平臺將逐步整合農(nóng)業(yè)專家、農(nóng)資、農(nóng)技服務等行業(yè)資源,構建產(chǎn)業(yè)前后端聯(lián)動的資源平臺和技術服務聯(lián)盟(見圖5)。同時,將田間采集信息匯總成大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng),以可視化方式呈現(xiàn)給各級政府及農(nóng)業(yè)主管部門,實現(xiàn)全域病蟲害發(fā)生情況實時監(jiān)控、風險預警及數(shù)據(jù)分析功能,指導農(nóng)戶提前預防,精準施藥,并以大數(shù)據(jù)為基礎,攜手國家級植保專家團隊定制植保全域、全程解決方案。
2.5 基地生產(chǎn)管理圖 利用再生產(chǎn)基地部署數(shù)據(jù)采集裝備、監(jiān)控設備、水肥一體化設施,區(qū)塊鏈溯源客戶端,智能蟲情測報裝置等,通過數(shù)據(jù)中心構建基地生產(chǎn)管理一張圖,一張圖可基于GIS顯示各基地點位信息,通過點擊可查看各企業(yè)相關情況介紹,包含但不限于:企業(yè)名稱,簡介,生產(chǎn)方式,產(chǎn)業(yè)規(guī)模,營銷模式等信息,再各企業(yè)一張圖上也可顯示各企業(yè)安裝設備的實施狀態(tài)信息,以及設備運行數(shù)據(jù)信息,為建立起“事前預警、事中監(jiān)控、事后評估”的事件工作管理體系,為領導科學決策和指揮調度提供科學的依據(jù)(見圖6)。
2.6 質量安全與流通圖 在省級農(nóng)產(chǎn)品質量安全溯源體系的基礎上,高士鎮(zhèn)質量安全與流通體系的建設目標主要是構建高士鎮(zhèn)核心農(nóng)產(chǎn)品質量安全區(qū)塊鏈追溯管理信息平臺[4](包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體農(nóng)產(chǎn)品供應鏈信息化管理、農(nóng)產(chǎn)品溯源系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品分銷系統(tǒng)、農(nóng)產(chǎn)品防偽預警系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)),第一期選擇示范基地業(yè)進駐平臺,并實現(xiàn)和省級溯源平臺,以及和國家追溯平臺的數(shù)據(jù)有效對接,從而實現(xiàn)對生產(chǎn)企業(yè)在生產(chǎn)過程,流通過程的全程監(jiān)管(見圖7、圖8)。
2.7 大數(shù)據(jù)展示中心建設 大數(shù)據(jù)中心建設主要包含機房建設和展示系統(tǒng)建設組成,其中機房擬部署于中心大樓正對大門右側房間,建設內(nèi)容包含:三聯(lián)控制臺,機房靜電地板,專線網(wǎng)絡,55寸監(jiān)視屏幕,臺式電腦,機柜等構成。展示系統(tǒng)包含室內(nèi)小間距LED展示大屏和文化墻以及農(nóng)產(chǎn)品展示柜,大屏尺寸5m×2.5m,配套音響設備,安裝與中心大樓正對大門白墻處。農(nóng)產(chǎn)品展示柜和文化墻分別安裝與中心大樓進門左右兩側,文化墻上通過部署展板展示高士鎮(zhèn)科技強鎮(zhèn)科技成果,展示柜分別展示高士鎮(zhèn)特色農(nóng)產(chǎn)品以及相關科技強鎮(zhèn)成果(見圖9)。
3 智慧農(nóng)業(yè)服務平臺應用系統(tǒng)
智慧農(nóng)業(yè)云平臺應用系統(tǒng)是基于鄉(xiāng)鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)分布數(shù)據(jù)和基地管理數(shù)據(jù)的智慧農(nóng)業(yè)基礎設施和基地生產(chǎn)運營場景建立的信息化平臺,是實現(xiàn)高效運營和遠程指揮生產(chǎn)過程的核心支撐應用,通過自動化監(jiān)控、管理和輔助基地生產(chǎn)環(huán)境和控制生產(chǎn)設備,為實現(xiàn)高效農(nóng)業(yè)和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程提供綜合服務。
智慧農(nóng)業(yè)服務平臺應用系統(tǒng)包括以下4大應用系統(tǒng):1個智慧農(nóng)業(yè)綜合服務平臺,1個基于區(qū)塊鏈溯源AI品質控制系統(tǒng),1個基于AI技術的農(nóng)業(yè)病蟲害田建識別診斷和專家?guī)煜到y(tǒng),1個全產(chǎn)業(yè)鏈產(chǎn)業(yè)園管理系統(tǒng)(見圖10)。智慧農(nóng)業(yè)服務平臺應用系統(tǒng)也包括基本的系統(tǒng)配置、權限管理功能,綜合管理基地生產(chǎn)各個環(huán)節(jié)的監(jiān)控、數(shù)據(jù)采集和業(yè)務,對生產(chǎn)運營活動進行科學、高效的控制。
應用系統(tǒng)是所有應用功能的入口,由指揮云平臺軟件和其他基礎系統(tǒng)后臺應用軟件關鍵構成。基礎系統(tǒng)包括單點登錄系統(tǒng)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)網(wǎng)關、數(shù)據(jù)庫、消息中間件、緩存服務器等。
4 效益分析
4.1 經(jīng)濟效益 項目實施后,能夠極大程度上減少人工及管理成本、肥料成本、除草成本、生產(chǎn)資料成本,并且能夠一定程度上農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量和質量,進而提升產(chǎn)值。
4.2 社會效益
4.2.1 推動農(nóng)業(yè)結構調整、實現(xiàn)綠色轉型升級 把加快轉變都市農(nóng)業(yè)發(fā)展方式、推進現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉型升級作為稻鴨、稻蝦生產(chǎn)基地建設的主抓手,著力培育新動能、打造新業(yè)態(tài)、扶持新主體、拓寬新渠道、創(chuàng)新新機制,推進要素集聚、產(chǎn)業(yè)融合和綠色發(fā)展,大力發(fā)展產(chǎn)業(yè)化經(jīng)營和高端精品農(nóng)業(yè),實現(xiàn)稻蝦生產(chǎn)基地產(chǎn)業(yè)提檔升級,促進高士鎮(zhèn)乃至望江縣現(xiàn)代農(nóng)業(yè)綠色轉型升級。
4.2.2 創(chuàng)新利益聯(lián)結機制,帶動農(nóng)民持續(xù)增收 圍繞主導高士鎮(zhèn)稻鴨、稻蝦,從產(chǎn)業(yè)深度融合出發(fā),“延長產(chǎn)業(yè)鏈、完善產(chǎn)品鏈、補齊信息鏈、建立創(chuàng)新鏈、提升價值鏈、共享利益鏈”,通過支持政策與帶動農(nóng)民分享利益掛鉤,完善企農(nóng)利益聯(lián)結機制,形成利益共同體、命運共同體和責任共同體,多渠道促進農(nóng)民增收,對于維護農(nóng)村社會安定、帶動農(nóng)民穩(wěn)定持續(xù)增收具有重要意義。
4.2.3 促進農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新,提升規(guī)模經(jīng)營能力 稻鴨、稻蝦數(shù)字化生產(chǎn)基地創(chuàng)建推動了水稻農(nóng)產(chǎn)品種種植、促進農(nóng)業(yè)科技的應用與推廣,培養(yǎng)新型農(nóng)民,提升農(nóng)民素質。加強農(nóng)業(yè)科技自主創(chuàng)新、集成創(chuàng)新與推廣用,提高農(nóng)業(yè)科技應用水平,大力發(fā)展優(yōu)質、高效、生態(tài)、營養(yǎng)健康農(nóng)業(yè),達到農(nóng)業(yè)增效的目標。通過發(fā)揮龍頭、農(nóng)民專業(yè)合作組織、農(nóng)業(yè)合作聯(lián)合社等新型經(jīng)營主體的作用,發(fā)展多種形式的適度規(guī)模經(jīng)營,增強農(nóng)業(yè)社會化服務,提高規(guī)模經(jīng)營水平。
4.3 生態(tài)效益
4.3.1 緩解農(nóng)業(yè)資源約束 將顯著提高土地產(chǎn)出率、資源利用率和勞動生產(chǎn)率,能夠在確保農(nóng)產(chǎn)品安全的同時,節(jié)約出耕地、水和勞動力等農(nóng)業(yè)資源,緩解農(nóng)業(yè)發(fā)展與耕地緊張、水資源短缺、勞動力不足的矛盾,大大提高農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展能力。
4.3.2 修復農(nóng)田生態(tài)環(huán)境 將顯著減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中化肥農(nóng)藥用量、農(nóng)膜地膜殘留的影響,有效減輕農(nóng)業(yè)面源污染。同時,通過提升完善農(nóng)田基礎設施,建設農(nóng)田防護林網(wǎng),可以改善小氣候,防治土地沙化,減少農(nóng)田水土流失,保護耕地質量。
4.3.3 美化農(nóng)村田園景觀 能夠實現(xiàn)土地平整連片、水稻和農(nóng)作物整齊美觀、田間基礎設施配套齊備、勞動生產(chǎn)環(huán)境改善,能夠推動產(chǎn)業(yè)協(xié)調發(fā)展、生產(chǎn)生態(tài)融合互動、農(nóng)業(yè)發(fā)展高效高端,讓農(nóng)業(yè)成為城市發(fā)展的生態(tài)根基、城市居民休閑的陽光田園,大大提高農(nóng)業(yè)的生態(tài)功能。
5 結語
望江縣高士鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務平臺是結合當?shù)剞r(nóng)業(yè)管理信息化發(fā)展實際,以物聯(lián)網(wǎng)、GIS等技術為支撐,利用現(xiàn)代信息技術手段推動現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展,為各企業(yè)、農(nóng)戶、業(yè)務部門、農(nóng)業(yè)專家、政府領導開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供支撐,提供多種農(nóng)業(yè)管理服務業(yè)務智能應用,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理服務智能化的農(nóng)業(yè)服務平臺,是促進農(nóng)業(yè)高效有序發(fā)展的一次有益的探索和實踐。
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(責編:張宏民)