重庆市南川区生态农业园区建设探讨

介绍重庆市南川区生态农业园区建设情况和基本经验,分析其中存在的问题,提出提升农业园区整体形象、加快特色优势产业发展、加强农业经营体制改革、打造农业园区统一品牌、推进园区农业信息体系建设、深化农业园区体制机制创新等建议。     

WebGIS在农业环境物联网监测系统中的设计与实现

近年来物联网技术在农业环境监测领域得到了广泛的应用。物联网能够及时获取监测点上时间连续的数据,但在进行较大尺度的区域监测时,因空间变异性影响,基于节点的物联网监测技术面临着监测点分布设计、数据空间连续表达等诸多难题。针对农业环境监测对象的特点,提出了由点到面的区域模拟与评估方法,设计了一套将物联网基于"点"的监测数据与WebGIS基于"面"的空间数据融合分析的解决方案。在已建立的物联网监控中心系统平台基础上,优化集成WebGIS图形化空间分析技术,建立了物联网监测数据与WebGIS空间数据点面融合的农业环境监测系统。系统实现了数据位置地图显示、由点到面的区域模拟与评估、区域监测专题图管理3个功能。以河南省小麦灾情监测为案例对系统进行了应用分析,结果表明系统能有效地实现农业环境由点到面的区域动态监测,提高了作物长势与灾害的综合诊断能力,并能够为农业生产管理提供更为便捷的应用服务。     

物联网技术在智慧农业中的应用与展望

农业是我国的立国之本,在我国占据核心的地位。当前,智慧农业已成为我国农业现代化发展的主要趋势。其中,基于物联网技术的智慧农业可以实现智能化农业生产管理,不仅能提高我国农业生产效率,而且能使水肥等各项资源得到优化配置。基于此,结合物联网技术在智慧农业中的架构与应用进行简要论述,展望未来发展方向,以期促进我国农业现代化发展。     

基于能值分析的农业园区循环经济发展评价研究

为促进农业循环园区降低资源消耗和减少污染,实现农业现代化的新要求,该文构建了农业园区循环经济系统能值评价指标体系,以西北某农业科技园区为例进行评价。结果表明:该园区经济发展程度整体较好,但二三产业发展较为薄弱;园区能值投资率为8.06,能值产出率为1.12,能值再利用率为29.27%,整体资源再利用程度偏低;园区环境负荷率为8.11,废弃物能值比为11.57%,废弃物利用率为69.61%,废弃物资源化利用程度有限;可持续发展指数为1.61,改进的可持续发展指数为3.42,生态效率指数为0.88,产业结构较为单一且不均衡。建议园区改善资源利用,优化产业结构,增加系统强度和生产效率。该研究对国内其他农业园区循环经济的发展评价也有借鉴意义。     

基于NoSQL数据库的农田物联网云存储系统设计与实现

为了解决农田物联网大量图像、视频和传感器等结构化和非结构化数据实时处理与写入问题,该文基于分布式存储与NoSQL(NotOnlySQL)技术,结合农田物联网数据特征,利用HDFS(HadoopDistributedFileSystem)和HBase(Hadoop Database)存储非结构化和结构化数据,基于Redis缓存服务,设计了三层物联网数据云存储框架,实现了海量农田物联网数据存储中的业务处理、事务处理、图片打包与索引、负载均衡等关键技术。面对复杂业务下的事务数据一致性,该文采用基于HLock的乐观锁机制,实现了HBase对强事务性的支持,经过与传统MySQL集群事务对比测试,当数据量级在500万时,数据读取效率提升达35.75%。为了提高农田物联网中大量的小图片和小文件处理效率,基于图片打包合并策略,利用SequenceFile技术实现物联图片的快速索引读写技术,与原生HDFS存储效率相比,读写效率提升30%以上。该研究可以为海量农业物联网数据的存储和管理提供技术参考和理论支撑。     

信息技术提升农业机械化水平

为适应中国现代农业建设的需要,保持中国农业机械化水平持续增长,实现中国农业可持续发展,该文提出,应将先进的信息技术融入中国农业机械的设计、制造、作业和管理等环节,使农业机械装备实现信息化和智能化,从而整体提升农业机械化水平。文中介绍了参数化设计、基于知识工程的农机产品设计、基于产品数据管理的并行协同设计等农机产品设计的关键技术;柔性制造、计算机集成制造、虚拟与网络制造等农机产品制造的关键技术;农情信息采集、农业机械导航、田间管理等农业机械作业的关键技术;农业机械管理、农业机械调度等关键技术。分析了这些关键技术信息化的不足,总结了世界各国的发展趋势,指出了用信息技术提升中国农业机械化水平应解决的核心问题。为加强农机装备的信息技术创新,该文建议,应突破一批智能农业装备数字化设计技术、自动导航协调控制技术及农业装备现场总线技术等关键技术;研发一批大田和设施农业生产作业系统、果园作业智能装备和畜禽水产精准生产装备等重大技术产品;构建一批水肥药田间精准作业系统、畜禽水产自动饲喂系统和自动化加工生产线等农业机械精准作业系统,从而进一步用信息技术提升农业机械化水平。     

吉林省农业农村信息化发展十年来取得良好成效

正农业信息化技术应用是现代农业的重要标志。2006年5月22日,吉林省在全国率先开通了全国农业系统统一公益服务号码"12316",并定名为"12316"新农村热线"。十年来,利用3G、大数据、物联网等信息技术改造传统农业生产经营管理的新模式便不断涌现,信息化渗透进农村政治、经济、文化及社会生活等各个领域,深入而深刻地影响着吉林农业。在大幅提高农业生产效率的同时,信息化正使传统农业向数字化、智能化、精准化农业过渡,逐步驶入现代农业快车道。     

农业空间决策支持系统的设计与实现

为提高首都农业决策分析速度和准确度,依据北京农业现状及行业管理特点,利用全球定位系统（GPS）和遥感（RS）技术数据获取工具,以网络为信息传输与共享通道,采用农业业务流、时空分析、中间件等技术方法,建立起农业数据采集、处理、传输、存储、分析、应用的高效信息技术服务体系,重点突破了多源异构数据融合、空间数据在线增量更新和农业业务辅助决策方法与技术难题,建立了基于地理信息系统（GIS）的首都农业决策支持系统。该研究选取设施农业和动物疫病为技术应用对象,实现了设施农业建设规划和结构调整辅助决策以及在线编辑管理功能,同时实现了动物疫病应急防控辅助决策。促进了首都农业由传统型、粗放型、经验型向精细化、协同化、科学化的综合管理决策模式转变,为农业管理部门开展快速、科学决策提供了充分依据。     

北方设施农业气象灾害监测预警智能服务系统设计与实现

该文针对设施农业种养殖企业用户的设施农业气象灾害直通式服务需求,运用云计算、物联网、移动互联网等信息化技术,基于JavaEE技术框架、SOA(service oriented architecture)云服务技术,通过多重因素关联规则学习方法,构建基于互联网气象数据、设施农业小气候环境数据及作物生育期等多重因素的设施农业气象灾害预警和生产管理专家知识规则,依托气象部门一体化智能网格气象预报预警平台和未来3~7 d的精细化气象要素预报,开发基于互联网数据挖掘和专家知识决策技术的设施农业气象灾害监测预警及智能决策推送服务系统,对寒潮、大风、低温寡照、暴雪等北方主要设施农业气象灾害进行早期预警提醒,系统于2017年秋冬季在天津津南区部分农业园区推广应用,基于移动互联网通过智能手机APP对5次强冷空气过程提前3~5 d自动研判并实时推送设施农业生产管理决策和防灾减灾提醒建议,便于生产管理者及时关注天气变化和提前采取生产管理措施,避免重大灾害损失,探索应用互联网、云技术、大数据挖掘等信息手段开展气象灾害早期预警,为研究满足设施农业互动式、个性化、智能化和专业化气象信息服务和推动农业现代化和现代农业发展提供借鉴。     

基于WoS文献计量学和知识图谱的农业机器人进展与趋势

随着物联网、大数据、人工智能等技术的进步,全球农业机器人研究迅速发展.为了解全球农业机器人的发展现状,该研究基于Web of Science(WoS)核心数据,利用知识图谱可视化软件,绘制农业机器人研究领域知识图谱.研究表明:农业机器人研究大致可以分为4个发展阶段,当前农业机器人研究进入加速发展期,逐步向多功能、智能化...     

中小型规模智慧农业物联网终端节点设计

为了能够向中小规模农业生产经营者提供深度定制的农业物联网技术,该研究研发了一种可用于农业设备信息化的智慧农业物联网终端节点。通过该终端节点将农业设备柔性接入物联网体系,并依托管理服务层App实现应用层App功能开发。系统硬件利用可编程片上系统的IP核重用技术实现对各种农业设备的接入,实现各农业场景中根据设备具体情况进行定制化应用。系统传输层采用LoRa广域网与蓝牙技术,支撑集中式与分布式农业管理服务体系。管理服务层App对底层节点设备操作与Android功能操作进行封装,实现应用层与底层功能结构的解耦,避免了应用层App开发时结构复杂、对底层功能结构变化适应性差、开发周期长等问题。实践应用结果表明,该农业物联网终端节点可有效实现对农业设备的接入,具有1500VDC的电磁隔离能力;节点的LoRa无线数据通道在无严重降雨的天气中数据包传输成功率接近100%,蓝牙可支持周围3m范围内的移动设备现场接入;管理服务层App可有效支撑应用层功能快速开发;在直连上位机模式下,应用层App到节点设备间的功能延时分别小于400与1 700 ms,系统运行稳定,功能支撑可靠。该方法可为国内中小规模农业经营者的物联网信息化建设提供支持与参考。     

基于物联网的温室大棚环境监控系统设计方法

目前农业物联网通信协议尚不统一。为了更好地封装和传输农业信息,提出一种适用于农业物联网的通信协议AGCP(agricultural greenhouses communication protocol)。利用AGCP协议结合物联网架构完成了基于物联网架构的农业大棚监控系统的设计,重点完成了感知层中协调器和节点终端的信息采集以及设备控制的软硬件设计,并详细设计了光照控制模块、温度控制模块和灌溉控制模块,最后进行了系统测试和分析。试验表明,该系统能有效监测温室大棚的空气温度、湿度、二氧化碳以及土壤湿度等农业环境信息,并能进行相应设备的自动控制,验证了AGCP协议在农业物联网的有效性以及构建系统的可行性。     

一种基于GPS和GIS农业装备田间位置的监控系统

对田间车辆的实时监控和导航，是实施精细农业变量作业技术的基础。该文结合中国国情和旱作农业的实际，将GPS、GIS技术相结合，采用MapInfo公司生产的MapX4.5控件内嵌可视化编程语言Visual Basic 6.0，研制开发了一种基于GPS和GIS的田间农业装备实时监控和信息管理系统。系统完成了地图常用功能和各种GIS工具模块的设计,包括串口通讯、地图编辑、网络通讯3个子系统，共17个模块，本系统采用控件技术设计了串口和网络的数据传输和传输数据的保存；以旱作农业机械为例，建立了动态田间农业机械装备数     

基于文献计量学的2001-2020全球农用无人机研究进展

在数字农业时代下,无人机或将成为推动农业数字化的一大关键。为了宏观掌握农用无人机的发展动态,了解农用无人机在国内外的研究前沿和应用热点,该研究基于Web of Science核心论文集、Derwent Innovations Index德温特创新索引数据库等5个数据源,采用数理统计及文献计量法对2001-2020年累计20年间农用无人机领域内发布的期刊论文及发明专利进行分析。分析结果显示,农用无人机从2014年起研究进展驶入高速,2016-2018年达到高热期,2020年农用无人机论文产出达1 232篇,专利达1 970件;中国、美国是农用无人机现阶段的主要研究国家,两者累计论文发表量超过总统计数量的45%,中国占21.43%,美国占24.60%,特别地,专利数量中国约占总数的83.41%,西班牙最早奠定了农用无人机的研究理论基础,其中,中美机构间、欧洲各国机构间研究合作联系较为密切;农用无人机论文的学科领域主要涉及遥感和环境科学,分别占论文总量的30.22%和24.79%,专利的技术领域主要涉及释放物质用飞行器、特殊用途飞行器及液体喷施设备,分别占专利总量的30.03%、23.66%和21.01%,具体研究内容分为农用无人机的平台搭建及农业应用两方面,农业应用包含农业信息采集及农业物料释放两类场景;目前的研究前沿为农业大数据挖掘及农业数字模型搭建,实际应用重心向低空遥感喷施、能源续航倾斜。综上,农用无人机仍处于活跃的发展状态,应用场景日趋丰富,纵向发展稍有阻滞,未来可能会在畜牧业和渔业上挖掘到崭新的研究应用方向。     

具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案

针对现有区块链物联网体系主要采用链上存储摘要链下保留原始数据的存储方式中链上无法直接获得真实数据的问题,提出了一种具有高价值密度的农业物联网数据区块链压缩存储方案。首先,边缘服务器将收集的同一批数据聚合到同一批事务中;其次,设计离群值可处理的自适应有损压缩方法,在满足用户保真度要求的前提下降低数据冗余;最后,压缩数据上链,实现区块链上物联网数据的高价值密度存储。与现有方案相比,该方案能提高链上存储真实物联网数据的效率。试验结果表明,在使用自适应压缩方法压缩数据时,针对不同的数据集会自适应选取k值,在满足用户重建精度的前提下,获得良好压缩效果,减少链上存储空间,提高了数据价值密度;相对于风速之类频率较高的数据,温湿度、二氧化碳等变化频率较低的数据可以获得较高的压缩比;当假设正常数据压缩比为10:1时,该方案可节省约85%的链上存储空间,相应的价值密度提高了约85%。该研究可为农产品溯源过程中的物联网数据高效存储提供解决方案,为实现分布式农业物联网数据压缩存储提供技术支持。     

基于Web GIS农业土地资源信息系统设计

在网络环境下,应用Visual Studio．NET2003开发平台和MapXtreme 2004集成开发环境,结合沈阳市东陵区农业土地资源详细数据资料以及土地管理部门的需求,设计了基于WebGIS的农业土地资源管理信息系统。该系统可实现对区域性土地资源信息的科学高效管理,方便快捷地获取土地资源的时空分布特征信息,为相关部门在土地资源管理方面提供科学依据,对实现数字化农业以及农业可持续发展具有重要的现实意义。     

远程农业监测信息系统设计与实现

针对农业信息远程监测服务需求和物联网农业应用背景,设计开发了农业信息远程监测和服务系统。系统将无线数据采集、远程数据传输和网络服务相结合,实现了远程、多目标、多参数的农业信息实时采集、显示、存储、查询和统计等功能。系统通用性和扩展性较强,在数字农业、农作物防灾减灾等领域具有良好的应用前景。     

基于WebGIS的气象探测环境实景监控系统

随着气象综合观测体系的发展,原有的气象探测保障体系已不能满足气象探测建设的需求,建设稳定可靠的气象探测环境实景监控系统成为气象探测保障工作重点。该系统以网络视频监控平台技术为基础,将气象数据管理与WebGIS技术相结合,形成省、市、县三级统一的气象观测环境实景监控管理平台。系统借助气象内网,采用B/S结构设计,包括台站地理信息中心、基础信息维护、视频监控管理中心、系统管理四个模块,实现了台站信息管理、实时视频采集、存储、视频数据与气象数据叠加显示等功能,现场测试结果表明系统操作方便、稳定性好。     

基于ArcGIS Engine的区域农业资源管理信息系统设计

农业资源是农业生产的物质基础,农业资源的信息化管理及应用是区域农业可持续发展的重要保障。本研究利用ESRI公司的二次开发工具ArcGISEngine,在VisualBasic环境下运用空间数据引擎结合数据库技术,进行了区域农业资源信息系统的设计开发。该系统能够方便的组织管理农业资源信息,友好的人机交互界面方便用户查询,输出分析与制图信息,其功能模块可对农业资源信息数据进行专业化的分析和挖掘,实现耕地地力评价、测土配方施肥、农田监测、农田水利管理等专业应用,为区域农业资源的信息化、农业生产实践的科学决策提供信息和技术支撑。