劉德余 仲寶才 郭茗月 夏磊 張翀 唐梁堯

基金項(xiàng)目：四川省社會科學(xué)重點(diǎn)研究基地——系統(tǒng)科學(xué)與企業(yè)發(fā)展研究中心（Xq23C02）；四川省哲學(xué)社會科學(xué)重點(diǎn)研究基地——川菜發(fā)展研究中心（CC23W31）

第一作者簡介：劉德余（1994-），男，碩士，助教。研究方向?yàn)閿?shù)字農(nóng)業(yè)、大數(shù)據(jù)。

*通信作者：仲寶才（1983-），男，碩士，副教授。研究方向?yàn)橐苿踊ヂ?lián)網(wǎng)、數(shù)字信息化。

摘? 要：大田種植園區(qū)是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的路徑之一，但因其種植規(guī)模大，存在需大量勞動力完成園區(qū)管理、農(nóng)事活動、資源濫用等問題。在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化建設(shè)進(jìn)程中，現(xiàn)代化信息技術(shù)正逐步應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。因此，該文根據(jù)大田種植園區(qū)實(shí)際發(fā)展需求將物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)和遙感等數(shù)字化技術(shù)與大田種植園區(qū)管理需求、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全流程深度融合，以園區(qū)數(shù)字化，數(shù)字賦能服務(wù)于園區(qū)為理念，以數(shù)據(jù)為中心，構(gòu)建大田種植園區(qū)數(shù)字平臺。同時，通過建設(shè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)、園區(qū)數(shù)字大腦系統(tǒng)、園區(qū)一張圖系統(tǒng)、農(nóng)情監(jiān)測系統(tǒng)和智能決策系統(tǒng)五大業(yè)務(wù)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集、傳輸、匯聚、治理、存儲和應(yīng)用；在線遠(yuǎn)程查看園區(qū)情況及農(nóng)作物生長狀況；精準(zhǔn)化、智能化進(jìn)行農(nóng)事活動。通過該平臺的建設(shè)與應(yīng)用，將盤活園區(qū)資源，進(jìn)一步激發(fā)生產(chǎn)活力，助力農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化；大田種植園區(qū)；數(shù)字化技術(shù)；數(shù)字平臺；農(nóng)業(yè)數(shù)字化

中圖分類號：TP399? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A? ? ? ? ? 文章編號：2096-9902（2024）01-0001-05

Abstract： The large-scale agricultural plantation area is one of the paths to achieve rural revitalization. However， due to its size， it requires a significant amount of labor for plantation management and agricultural activities， leading to issues such as resource misuse. In the process of modernizing agriculture， modern information technology is gradually being applied to agricultural production. Therefore， based on the actual development needs of the large-scale agricultural plantation area， this article proposes the deep integration of digital technologies such as the Internet of Things， 5G， big data， and remote sensing with the management requirements and the entire process of agricultural production in the plantation area. The goal is to digitize the plantation area and empower it with data as the core， constructing a digital platform for the large-scale agricultural plantation area. Simultaneously， through the construction of five major business systems， including a data collection system， a digital brain system for the plantation area， a unified mapping system， an agricultural monitoring system， and an intelligent decision-making system， the goal is to realize data collection， transmission， aggregation， governance， storage， and application. The platform enables remote viewing of the plantation area and crop growth conditions， as well as precise and smart agricultural activities. By implementing and utilizing this platform， the resources of the plantation area can be effectively employed， further stimulating production vitality， and supporting the digital transformation and upgrading of agriculture.

Keywords： agricultural modernization; large-scale agricultural plantation areas; digital technology; digital platform; agricultural digitization

我國是一個農(nóng)業(yè)大國，發(fā)展農(nóng)業(yè)是國之根本，是保障糧食安全的關(guān)鍵抓手，是實(shí)現(xiàn)鄉(xiāng)村振興的必經(jīng)之路?！笆奈濉币?guī)劃中明確提出建設(shè)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園區(qū)，大田種植園區(qū)是其一種表現(xiàn)形式，也是建設(shè)農(nóng)業(yè)強(qiáng)國和實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要探索[1]。

大田種植園區(qū)通常具有種植區(qū)域面積廣、地勢平坦且區(qū)域氣候多變等特點(diǎn)，由此，存在園區(qū)管理難、生產(chǎn)監(jiān)管難、病蟲害防治難和資源使用不科學(xué)等各種問題。隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的深入推進(jìn)，農(nóng)業(yè)信息化已成為農(nóng)業(yè)園區(qū)建設(shè)的重要內(nèi)容和創(chuàng)新領(lǐng)域[2]。在《數(shù)字農(nóng)業(yè)農(nóng)村發(fā)展規(guī)劃（2019—2025年）》文件中提出建設(shè)數(shù)字田園，加快發(fā)展數(shù)字農(nóng)情，提升種植業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營智能管理水平。將數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用于大田種植園區(qū)建設(shè)中，實(shí)現(xiàn)科技與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)深度融合，推動粗放式的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向集約化、規(guī)模化、精細(xì)化高效式農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變[3]，以提高生產(chǎn)效率，助力我國農(nóng)業(yè)園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級，加快實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。

因此，本文從大田種植園區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀出發(fā)，深剖園區(qū)數(shù)字化建設(shè)需求，探索數(shù)字化技術(shù)在園區(qū)管理、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，進(jìn)而提出并設(shè)計大田種植園區(qū)數(shù)字化平臺，以數(shù)字化引領(lǐng)農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化，助力鄉(xiāng)村振興[4]。

1? 大田種植園區(qū)發(fā)展現(xiàn)狀

大田種植園區(qū)在建設(shè)發(fā)展過程中，面臨著種植區(qū)域廣、地勢平坦、氣候多變所帶來的各種綜合性問題。

1.1? 種植規(guī)模大管理難

隨著我國農(nóng)業(yè)發(fā)展和土地改革的持續(xù)推進(jìn)，現(xiàn)已施行土地所有權(quán)、使用權(quán)、收益權(quán)三權(quán)分立的土地流轉(zhuǎn)政策，將傳統(tǒng)的小地塊模式整合為集中連片的大田模式[5]，解決土地承包“碎片化”問題，實(shí)現(xiàn)“小田”變“大田”，規(guī)模化種植。但隨之而來的便是如何行之有效地管理園區(qū)，掌握農(nóng)作物生長狀況，減少管理成本的問題。

1.2? 農(nóng)作物生產(chǎn)監(jiān)管難

現(xiàn)階段我國大田種植生產(chǎn)仍以人工巡檢及人工經(jīng)驗(yàn)判斷為主[6]，不能及時察覺農(nóng)作物植株體的生長需求，也不能實(shí)時感知環(huán)境因子的變化。當(dāng)園區(qū)環(huán)境不能滿足農(nóng)作物生長需求時，就會使植株處于“逆境”中，導(dǎo)致植株生長緩慢、長勢衰弱、抗病蟲害能力下降，造成農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量低、質(zhì)量差。在面對大規(guī)模種植時，更無法及時有效地判別出病蟲害，提前預(yù)知?dú)庀鬆顩r，從而對農(nóng)作物產(chǎn)生致命威脅，影響農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)[7]。因此，園區(qū)面臨著農(nóng)作物生長環(huán)境監(jiān)測、病蟲害識別預(yù)警、農(nóng)業(yè)自然災(zāi)害監(jiān)管等各種生產(chǎn)管理問題。

1.3? 水肥農(nóng)藥濫施問題

農(nóng)作物需使用化肥增肥，農(nóng)藥防治病蟲害，以獲得高產(chǎn)高收。但因大田種植園區(qū)面積廣闊，工作者缺乏專業(yè)的農(nóng)業(yè)知識和科學(xué)的技術(shù)指導(dǎo)，就會洋灑式施用化肥，噴灑大量農(nóng)藥，無法做到按需施肥用藥。大田土壤中的水分含量會對植物的生長產(chǎn)生直接影響[8]，通過灌溉可以保障農(nóng)作物生長所需的基本水分。但當(dāng)面對大面積種植時多采用漫灌，無法根據(jù)農(nóng)作物的生長階段、土壤特性及氣候條件實(shí)現(xiàn)精確灌溉。不科學(xué)地施用化肥、農(nóng)藥及灌溉會造成土壤板結(jié)、耕地肥力下降，浪費(fèi)大量水資源[9]。

2? 大田種植園區(qū)數(shù)字化建設(shè)需求

為解決大田種植園區(qū)存在的問題，急需實(shí)現(xiàn)園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級。充分運(yùn)用物聯(lián)網(wǎng)、遙感、大數(shù)據(jù)等現(xiàn)代化信息技術(shù)，結(jié)合先進(jìn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理理念，建設(shè)數(shù)字化大田種植園區(qū)[10]，以滿足園區(qū)數(shù)字化管理、農(nóng)情實(shí)時在線查看、灌溉施肥用藥科學(xué)指導(dǎo)和農(nóng)機(jī)管理智能化的需求。

2.1? 園區(qū)數(shù)字化管理需求

采用現(xiàn)代化信息技術(shù)對園區(qū)及設(shè)施設(shè)備、地塊、人員和農(nóng)資等進(jìn)行數(shù)字化，從農(nóng)作物種植生長、田間管理、農(nóng)產(chǎn)品收獲各環(huán)節(jié)出發(fā)，實(shí)現(xiàn)對園區(qū)從面到點(diǎn)的全流程數(shù)字化管理[11]，實(shí)時、直觀地掌握園區(qū)設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)、資源使用情況、農(nóng)作物生長情況。

2.2? 精準(zhǔn)灌溉施肥用藥需求

灌溉、施肥、用藥是農(nóng)事活動中最為關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，是保障農(nóng)作物正常生長的重要手段[12]。因此，需應(yīng)用各種傳感器、視頻監(jiān)控設(shè)備、遙感等對農(nóng)作物生長環(huán)境、生長過程進(jìn)行精確監(jiān)測和管理。通過實(shí)時分析采集的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物生長態(tài)勢、病蟲害識別預(yù)警，進(jìn)行精確灌溉、施肥、用藥。

2.3? 實(shí)時在線監(jiān)管農(nóng)情需求

農(nóng)作物長勢決定農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量高低及質(zhì)量，因此需要對農(nóng)情進(jìn)行監(jiān)測，以實(shí)現(xiàn)穩(wěn)產(chǎn)增產(chǎn)。對于大規(guī)模種植園區(qū)，采用傳統(tǒng)的農(nóng)情監(jiān)測方式需依賴較大的人力，調(diào)查的準(zhǔn)確率和一致性也難以達(dá)到統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[13]。借助園區(qū)數(shù)字化構(gòu)建一套農(nóng)情監(jiān)測系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對苗情、農(nóng)作物生長狀態(tài)、病蟲害及農(nóng)業(yè)災(zāi)害等農(nóng)情進(jìn)行實(shí)時監(jiān)管。

2.4? 農(nóng)機(jī)智能管理需求

目前，大規(guī)模的大田種植均開始使用農(nóng)機(jī)完成耕、種、管、收全流程農(nóng)事活動[14]，以降低人力成本，提高農(nóng)事效率，且越大型的園區(qū)農(nóng)機(jī)也越多，對農(nóng)機(jī)的管理調(diào)度、作業(yè)安排、監(jiān)管就越復(fù)雜。因此，在園區(qū)數(shù)字化過程中，需將先進(jìn)的信息技術(shù)融入農(nóng)機(jī)管理中，提升農(nóng)機(jī)作業(yè)調(diào)度、管理水平[15]，大大降低工作者的勞動強(qiáng)度[16]。

3? 大田種植園區(qū)數(shù)字化平臺設(shè)計

3.1? 平臺設(shè)計思路

大田種植園區(qū)數(shù)字化平臺從園區(qū)規(guī)模大、氣候多變的實(shí)際情況出發(fā)，遵循“頂層規(guī)劃、統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)、需求牽引、技術(shù)領(lǐng)先”的設(shè)計原則，堅持業(yè)務(wù)、數(shù)據(jù)、技術(shù)三者融合，以園區(qū)高效管理、資源科學(xué)調(diào)配、農(nóng)作物及環(huán)境在線查看和農(nóng)事活動智能決策為目標(biāo)，設(shè)計出具有先進(jìn)性、實(shí)用性的數(shù)字化應(yīng)用平臺。

3.2? 平臺系統(tǒng)架構(gòu)

在傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)型期，本文以大田種植園區(qū)為研究對象，以數(shù)字化為基礎(chǔ)，以數(shù)據(jù)為中心，以業(yè)務(wù)為指導(dǎo)，服務(wù)于“耕種管收”全流程農(nóng)事，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)、云計算和GPS/北斗等現(xiàn)代化信息技術(shù)構(gòu)建大田種植園區(qū)數(shù)字化平臺，架構(gòu)如圖1所示。

本平臺從數(shù)據(jù)感知采集、存儲、匯聚、應(yīng)用和服務(wù)展示全生命周期出發(fā)，自底向頂共計8層。

數(shù)據(jù)感知：大田種植園區(qū)的數(shù)據(jù)采集對象主要為土壤、氣象、農(nóng)作物和農(nóng)機(jī)等，因此，需要各種傳感器、監(jiān)控設(shè)備、遙感等主動去感知并采集數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)傳輸：通過物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備所采集的數(shù)據(jù)，可以使用ZigBee、LoRa、Wi-Fi等無線技術(shù)進(jìn)行傳輸[9]。并利用智能網(wǎng)關(guān)與5G、有線網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)互融，將信息實(shí)時、準(zhǔn)確地傳輸至數(shù)據(jù)中心。

基礎(chǔ)設(shè)施：借助云計算技術(shù)，對平臺運(yùn)行所需硬件和軟件進(jìn)行虛擬化，劃分計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)等資源池[17]，按需提供服務(wù)，保證系統(tǒng)穩(wěn)定、可靠運(yùn)行。

數(shù)據(jù)來源：對園區(qū)事物、業(yè)務(wù)進(jìn)行分析、梳理，確定平臺運(yùn)行所需數(shù)據(jù)，包括園區(qū)基礎(chǔ)信息、土壤、氣象等結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)，視頻、蟲情等非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)匯聚：平臺數(shù)據(jù)主要來自各種傳感器、視頻監(jiān)控設(shè)備、遙感等，數(shù)據(jù)內(nèi)容和格式各不相同，需對數(shù)據(jù)進(jìn)行ETL操作，輸出標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、準(zhǔn)確完整的數(shù)據(jù)資源[18]，然后進(jìn)行統(tǒng)一集中存儲，為上層應(yīng)用提供數(shù)據(jù)支持。

數(shù)據(jù)應(yīng)用：借助大數(shù)據(jù)、機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)，結(jié)合業(yè)務(wù)需求，分析挖掘數(shù)據(jù)潛在價值，實(shí)現(xiàn)數(shù)字賦能。

業(yè)務(wù)系統(tǒng)：以服務(wù)園區(qū)為宗旨，橫向連縱建設(shè)數(shù)據(jù)采集、農(nóng)情監(jiān)測、園區(qū)數(shù)字大腦、園區(qū)一張圖和智能決策五大業(yè)務(wù)系統(tǒng)。

平臺展示：用戶可以通過瀏覽器、移動終端使用本平臺，也可以通過大屏監(jiān)管園區(qū)狀況。

3.3? 平臺業(yè)務(wù)系統(tǒng)

3.3.1? 數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)

數(shù)據(jù)是建設(shè)本平臺的基礎(chǔ)，也是支撐上層服務(wù)運(yùn)行的底座，因此，在大田種植園區(qū)數(shù)字化轉(zhuǎn)型時，應(yīng)根據(jù)園區(qū)種植范圍廣、監(jiān)測點(diǎn)多、布線復(fù)雜等特征[19]，采用高精度土壤傳感器、智能氣象站、高清視頻監(jiān)控等地面物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備建設(shè)先進(jìn)的信息技術(shù)基礎(chǔ)設(shè)施，并以遙感、GPS/北斗為輔，構(gòu)建天空地一體化數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

本系統(tǒng)主要功能包括設(shè)備、地塊、農(nóng)機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)和網(wǎng)絡(luò)管理等[20]，實(shí)現(xiàn)設(shè)施設(shè)備、基礎(chǔ)配置管理和土壤、氣象等環(huán)境及生長數(shù)據(jù)實(shí)時采集。支持物聯(lián)網(wǎng)各種通信協(xié)議，能接入無線、有線網(wǎng)絡(luò)，適應(yīng)各種異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)和協(xié)議，以保證所采集的海量數(shù)據(jù)準(zhǔn)確、及時地傳輸至數(shù)據(jù)中心。

3.3.2? 農(nóng)情監(jiān)測系統(tǒng)

依托部署的視頻監(jiān)控設(shè)備、小型氣象站及遙感構(gòu)建農(nóng)情監(jiān)測系統(tǒng)，具有監(jiān)測報警、實(shí)時數(shù)據(jù)展示、作物生長情況監(jiān)控等功能[19]，實(shí)現(xiàn)大田苗情實(shí)時查看、作物長勢實(shí)時監(jiān)測、病蟲害照片現(xiàn)場抓拍和自然災(zāi)害及作物受災(zāi)情況在線查看，為園區(qū)管理者提供及時準(zhǔn)確的參考信息，以保證農(nóng)作物良好的生長態(tài)勢，以增強(qiáng)農(nóng)業(yè)災(zāi)害抗災(zāi)救災(zāi)工作的預(yù)見性、主動性[21]，助力農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

3.3.3? 園區(qū)數(shù)字大腦系統(tǒng)

園區(qū)經(jīng)營管理涉及人、事、物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動，涵蓋耕地、播種、灌溉、施肥、殺蟲、巡查和收獲等各環(huán)節(jié)，通過數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)將獲得海量的多源異構(gòu)數(shù)據(jù)。因此，平臺以數(shù)據(jù)為中心，建設(shè)園區(qū)數(shù)字大腦系統(tǒng)，提供數(shù)據(jù)匯聚、治理、存儲和分析應(yīng)用能力，以便更好地進(jìn)行數(shù)據(jù)協(xié)同和支持，實(shí)現(xiàn)數(shù)字賦能。

園區(qū)數(shù)字大腦系統(tǒng)采用ETL技術(shù)，基于數(shù)理統(tǒng)計、清洗規(guī)則對數(shù)據(jù)抽取轉(zhuǎn)換、清洗處理、關(guān)聯(lián)統(tǒng)計、挖掘提煉和歸集存儲[22]，將多源異構(gòu)數(shù)據(jù)進(jìn)行融合重構(gòu)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)信息的跨時空互通；以Hadoop平臺為基礎(chǔ)，應(yīng)用HDFS、Hive技術(shù)創(chuàng)建專題數(shù)據(jù)庫，對數(shù)據(jù)進(jìn)行集成管理；借助Spark、Flink搭建計算引擎，并對土壤、氣象、資源和農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，依托機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建病蟲害識別預(yù)警、農(nóng)業(yè)氣象預(yù)測預(yù)警、農(nóng)機(jī)智能調(diào)度等模型。

3.3.4? 園區(qū)一張圖系統(tǒng)

平臺以GIS技術(shù)為基礎(chǔ)，三維建模技術(shù)為輔，建設(shè)園區(qū)一張圖系統(tǒng)，集業(yè)務(wù)應(yīng)用、信息展示于一體，實(shí)現(xiàn)園區(qū)全面、全方位監(jiān)管。

該系統(tǒng)通過創(chuàng)建園區(qū)三維圖，并對園區(qū)數(shù)據(jù)進(jìn)行全要素查詢、多圖層疊加，實(shí)現(xiàn)園區(qū)時空數(shù)據(jù)高效展示，實(shí)現(xiàn)“以圖管園區(qū)”，推動園區(qū)在線數(shù)字化全程動態(tài)管理。根據(jù)園區(qū)管理需求，制定地理空間、物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備、農(nóng)事操作、農(nóng)業(yè)資源和農(nóng)機(jī)作業(yè)等相關(guān)專題圖表實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)快速高效統(tǒng)計及分析，以圖表形式或曲線圖形式，形成統(tǒng)計報表[23]，為園區(qū)管理者決策提供支撐服務(wù)，建立以數(shù)據(jù)驅(qū)動的園區(qū)管理新模式。

3.3.5? 智能決策系統(tǒng)

依托園區(qū)數(shù)字大腦系統(tǒng)，以農(nóng)作物生長最佳數(shù)據(jù)為指標(biāo)，結(jié)合農(nóng)業(yè)專家知識和經(jīng)驗(yàn)，利用大數(shù)據(jù)分析和機(jī)器學(xué)習(xí)算法建設(shè)智能決策系統(tǒng)。通過分析大量數(shù)據(jù)，計算出播種和施肥最佳時間，預(yù)測與防治農(nóng)作物病蟲害，提供農(nóng)藥和肥料使用建議，預(yù)測作物產(chǎn)量，智能調(diào)度農(nóng)機(jī)作業(yè)。

播種和施肥最佳時間：通過分析氣象、土壤等數(shù)據(jù)，提供精確的播種、施肥時間建議。

病蟲害預(yù)測和防治：通過分析農(nóng)作物病蟲害發(fā)生規(guī)律、歷史數(shù)據(jù)和當(dāng)前監(jiān)測的各類氣象因子數(shù)據(jù)，預(yù)測病蟲害發(fā)生區(qū)域、面積、程度和時間等信息[6]，提供有效的防治措施建議。

灌溉精確指導(dǎo)：根據(jù)土壤、氣象數(shù)據(jù)及農(nóng)作物需水量，計算土壤墑情和需水量，確定灌溉時間和灌溉次數(shù)，提高水資源利用率[24]。

肥料和農(nóng)藥精準(zhǔn)使用：通過分析農(nóng)作物生長和土壤土質(zhì)狀況，結(jié)合農(nóng)作物需肥規(guī)律、土壤供肥性能，估算肥料的施用數(shù)量、時期[25]，提供精確的農(nóng)藥和肥料使用建議，以減少農(nóng)資損耗。

農(nóng)作物產(chǎn)量預(yù)測：通過分析農(nóng)作物長勢、氣象、土壤數(shù)據(jù)，預(yù)測農(nóng)作物產(chǎn)量，以幫助園區(qū)管理者制訂收獲計劃。

農(nóng)機(jī)智能調(diào)度與作業(yè)：利用5G、GPS/北斗、大數(shù)據(jù)技術(shù)，通過對農(nóng)作物生命周期階段、生長狀況、農(nóng)機(jī)作業(yè)數(shù)據(jù)分析，實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)無人化智能指揮調(diào)度，滿足作業(yè)需求對接，全面服務(wù)于“耕、種、管、收”全過程[26-27]。

4? 結(jié)論與展望

4.1? 結(jié)論

本文以解決由大田種植區(qū)域面積廣、地勢平坦、氣候多變的特征導(dǎo)致的園區(qū)監(jiān)管難、農(nóng)作物種植生產(chǎn)管理難、人力勞動量大和生產(chǎn)效率低的問題為目標(biāo)，科學(xué)合理地采用物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)、遙感和GPS/北斗等現(xiàn)代信息技術(shù)與園區(qū)管理需求、農(nóng)作物“耕種管收”全流程深度結(jié)合，以數(shù)字服務(wù)為基礎(chǔ)，設(shè)計大田種植園區(qū)數(shù)字化平臺。

通過田間網(wǎng)格化部署物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備采集數(shù)據(jù)，應(yīng)用ZigBee、NB-IoT、5G等網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)數(shù)據(jù)網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息化匯總[28]，使用大數(shù)據(jù)技術(shù)進(jìn)行清洗、整合、融合關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)，借助機(jī)器學(xué)習(xí)算法構(gòu)建農(nóng)業(yè)智能模型，基于可視化技術(shù)創(chuàng)建園區(qū)一張圖，實(shí)現(xiàn)園區(qū)全面、全方位管理。通過本平臺，園區(qū)管理者可以在線遠(yuǎn)程監(jiān)控土壤墑情、氣象、作物長勢和病蟲害等農(nóng)情，可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉、施肥、用藥，另外農(nóng)機(jī)智能調(diào)度能為園區(qū)工作者提供如農(nóng)作物長勢分析、產(chǎn)量預(yù)測、農(nóng)事建議等決策支持，從而降低勞動力成本投入，同時提高園區(qū)工作效率，對傳統(tǒng)大田種植園區(qū)數(shù)字化改造升級起到積極推動作用[19]。

4.2? 展望

在數(shù)字化時代，現(xiàn)代化信息技術(shù)不斷應(yīng)用于農(nóng)業(yè)，并推進(jìn)種植業(yè)向現(xiàn)代化邁進(jìn)[28]。在現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)建設(shè)背景下，建設(shè)大田種植園區(qū)數(shù)字化平臺，將進(jìn)一步加強(qiáng)物聯(lián)網(wǎng)、5G、大數(shù)據(jù)、GIS和遙感等新技術(shù)創(chuàng)新應(yīng)用，更深入挖掘釋放人工智能技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的優(yōu)勢效能，必將提高農(nóng)藥、肥料、水等資源的利用率，提高園區(qū)自動化、智能化、無人化程度；也為大田種植園區(qū)管理者提供多種類、多層次、多維度和多時態(tài)的服務(wù)，提升園區(qū)數(shù)字化管理水平。

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