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利用卫星去种地
文/ 邢爱婷
中国农业的现代化发展,需要通过规模化经营得以实现.“看天吃饭”的小农经济思维已经不能适应现阶段农业的发展,有什么方式可以高效、便捷地帮助农户进行大规模的农业种植？卫星遥感技术或许是一个不错的选择.
中国农业要发展,必须走向现代化、进行规模经营.不断增长的中国人口与有限的土地资源矛盾日益凸显,如何规模化地进行农业生产以顺应时展,是现代农业亟待解决的问题之一.
北京佳格天地科技有限公司（以下简称“佳格”）从农业生产的上游出发,整合植物保护无人机公司、农业保险公司等资源,基于大数据为农户提供完整的农业种植方案,并通过卫星和气象大数据收集、处理、分析和可视化系统,帮助农户更好地进行大规模农业生产.
耘境农业系统是佳格推出的S a a S （ S o f t w a r e a s aService,软件即服务）平台,集合了全方位的农业大数据获取、存储、分析以及可视化模块,为用户带来稳定、高效、精准的农业大数据服务.通过该平台,用户能够通过个人电脑、智能平板或智能手机,随时随地快速了解和预估天气变化、农作物生长情况,从而及时进行农事安排、农机调配、农药喷洒等活动,大幅度提升了生产效率,降低了生产成本,帮助用户实现增产增效.
在耘境系统运作过程中,结合了卫星遥感、人工智能、气象模型等多项技术,使传统的农业耕种变得精准而且现代起来.
技术 引领种植新时代
遥感技术助力精准服务.大面积、规模化的农业种植需要有农业大数据的支持,因此,满足用户精细化的使用需求,需要确保用户得到精确有价值的数据.目前国内的卫星遥感技术已经开始应用于农作物产量估计、种植流程管理等多个环节,为农业战略决策的制定提供了技术和数据支撑服务,但是还没有商业化的广泛使用.
目前,农业领域的卫星遥感数据不仅需要国内卫星遥感数据支持,还需要美国、日本等国家卫星遥感数据用作农业监测.佳格通过使用和融合这些多源数据,对于同一地点使用多颗卫星进行频繁的观测,提供更加全面的大数据,确保用户得到的数据全面、实时、有效.
发现排查种植环节问题.图1为佳格通过分析光谱反射和植物光合作用速率得出的牧草长势展示效果图.在耘境的实际使用过程中,卫星遥感起到了发现、排查问题的作用.耘境在一次观测中发现,一个约800亩的牧草圈生长情况异常,根据草圈内圈色彩较浅的现象,可以判断长势明显弱于外圈,进而分析出导致内外圈牧草长势不一的原因是靠近草圈圆心附件的灌溉设备发生了故障.
人工智能助力供给侧改革.随着深度学习技术的成熟,人工智能技术正逐步从尖端慢慢变得普及.在农业发展中,谁可以更早、更好地使用人工智能进行复杂的农业操作、降低作业成本、提高经济利益,谁就可以更早地进行大规模科学化农业生产,在农业工业化的浪潮中占据有利位置.
人工智能技术的运用,可以实现智能分辨地表作物,如小麦、玉米、马铃薯等,还可以进行目标提取,如智能提取大棚的数量、识别大棚的开关状态等等.
如山东省某市是北京蔬菜市场的主要供给来源,全境的蔬菜大棚数量庞大且四处分散.如果通过人工统计整个地区的蔬菜大棚数量,工作量不可预计.佳格通过卫星遥感与深度学习的人工智能相结合,便捷地统计出该市全境的蔬菜大棚总数量.掌握了蔬菜大棚数量,结合对蔬菜市场情况的分析,便可以及时调整蔬菜种植结构,能够有效避免供需不平衡现象出现.
精准的气象服务.由于当前农事作业已经在向规模化发展,对于大面积种植的农户来说,气象预报的准确性对于农事作业有着重要的预警作用,农户只有将气象数据精确到各自种植区域．才能更好地指导农事作业,减少不必要的损失.由于农业种植区一般地域较大、处在远离城市的偏僻位置,现有的城市天气预报并不能精确到农户各自的作业区域.佳格拥有自己的气象模型,加上精细化运算,可以为不同的客户提供精细化的气象服务,数据能够精细到地块级别,并提供预测周期长达20天的精准气象数据.
作物生长尽在掌控
在过去小农时代,经验丰富的农民凭借人力和种植经验,可以比较全面地掌握作物健康情况、生长状态以及土壤肥力等情况.但是在农业规模化发展的形势下,农户不可能按照以往的方式去逐一排查土壤的状态以及作物生长情况.
在国内大部分区域,由于土地政策等原因,多数农户土地地块相对分散,由于每块土地的土壤、光照、温度不一样,空间上环境的变化会使农作物生长环境具有很大差异,种植者不能很好地了解土壤状况、适宜种植的作物品类,就不能及时掌握种植区域的作物状况.即使是有一定规模的土地,往往也需要根据不同区域的具体情况区别种植方案.
在这样的情况下,技术的整合运用,可以在规模种植的情况下,实现为作物生长全周期提供完善的种植解决方案,从而有效提高种植效益.
确定种植品类.在作物种植前,利用卫星遥感、气象数据、地面监测站和客户提供的数据,可以对种植区域土壤湿度、温度以及肥力等做出全面监测和历史回溯,结合气候周期变化规律、历史种植品类的产量乃至效益,能够给出相对更适宜该地区种植的农作物品类.
进行农事指导.若农户已经确定所要种植的农作物品类并开始种植,佳格会跟踪监测农作物的出苗率、营养状况以及气象信息,提供农作物种植管理过程的指导,包括可能发生的病虫害种类、发展趋势和应对措施.
客户完成种植后,佳格通过卫星遥感、气象数据以及无人机等继续监测农作物出苗信息,观测农作物当前的播种密度、熟期、出苗日期、施肥记录以及生长状态,实现作物长势检测、生产周期估算、产能估算等多重作物生长管理.
根据土壤和历史气候数据,并结合作物生长模型评估其健康状况,在作物成长期间提供全方位的农业数据.通常情况下,人类肉眼无法观测到潜伏期的病虫害,因此单纯凭借经验去判断作物的健康状况,极易给大规模农业生产带来不可估量的损失.但是在遥感技术的帮助下,农户可以在遥感的红外波段下看到作物的细微变化,做到防先于治.再配合气象数据、卫星遥感数据以及无人机数据的综合使用,对于病虫害发病期的预测可以做到3小时更新一次数据,时间周期可以达到15～20天,精确到地块级别.
提供采收建议.在农作物成熟之后,佳格会提供各个地块作物的成熟度,再结合气象数据可以提醒农户当前作物的最佳收割时期.并在实时监测作物长势的基础上,结合作物模型和积温等气象数据,预估每个地块的产量.由于卫星覆盖面积较大,能极大地降低大田的监测成本,促进农业生产良性循环.
助力土壤管理.作物收割之后,佳格会继续监测目标区域,包括土地的翻整、养护等,以获取全面的种植区域农业信息,为目标区域的下一次农作物种植提供更加详细的农业数据.
通过这样对每亩地的精准化管理,客户种植产量可以获得最高15%的提升,同时降低生产成本和气候变化带来的风险.精准农业事关每一寸田地,已成为当今世界农业发展的新潮流.作为由信息技术支持的,根据空间变异定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统,其全面应用并非一蹴而就.将卫星遥感技术应用于农业,改变人们对中国农业的固有印象,是佳格等新技术农业公司不懈努力的成果.将卫星遥感技术在农业领域更大范围地推广,助力中国农业实现现代化发展,更是农业信息化努力的方向.
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