亳州市利辛县阚疃镇智慧农业项目建设方案.docx

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1、安徽省亳州市利辛县阚瞳镇智慧农业项目建设方案目录一、建设背景3二、建设目标6三、建设方案93.1 大田智能灌溉建设方案93.2 农机无人作业建设方案113.3 农情智能感知建设方案143.4 农业科学决策建设方案153.5 农事智能推荐建设方案18四、建设内容204.1 软件平台总体架构204.2 土壤墉情监测系统204.3 农业气象监测系统244.4 苗情灾情监测系统26五、建设周期与投资估算61六、效益分析626.1 社会效益626.2 经济效益63一、建设背景2023年2月，农业农村部1号文件中提出大力发展智慧农业和数字乡村。推进数据整合。加快国家农业遥感应用与研究中心建设，搭建应用农业

2、农村大数据平台。实施数字农业建设项目，建设一批数字农业创新中心、数字农业创新应用基地，协同推进智慧农业关键核心技术攻关。制定加快推进数字乡村及智慧农业发展的指导意见。拓展应用场景。认定一批农业农村信息化示范基地，打造一批智慧农（牧、渔）场。深入推进数字乡村建设试点。2023年10月亳州市政府出台关于中共亳州市委亳州市人民政府关于做好2022年全面推进乡村振兴重点工作的实施意见中提出促进农业生产结构优化调整。以提高亩均产出为导向，围绕“稳产量、提品质、增效益”，聚力建设“华夏酒城”，发展酿酒专用粮食基地，大力发展优质专用小麦、高蛋白大豆、高粱等，推行“按图索麦”和订单化生产，优质专用粮食发展到6

3、30万亩。同时，传统农业人口持续减少，也逐步倒逼“劳动力密集型”的生产方式向“资本、技术密集型”的生产方式转型。现代农业是一个对资金、人才、技术等要求都很高的长周期产业，需要强大的发展实力和不计较短期得失的情怀为后盾。技术方面，随着北斗卫星导航定位、机器人、大数据、区块链、人工智能等现代信息技术的加速发展和在农业领域的推广应用，中国现代农业的发展已具备了更为坚实的科技支撑。而社会资本的进入，对于构建新型农业经营体系，加速农业生产智能化、科技化、机械化进程等，都具有十分积极的作用。项目区平面图本项目共三个田块区域，其中蓝色区域为1号核心地块，约185亩，2号王楼村北部地块约305亩，3号高庄南部

4、地块约431亩，共计约921亩。项目区现场图二、建设目标围绕智慧农业大田种植全场景，以百亩级智慧农场建设运营为核心，打造无人化农场应用示范基地。以自动化、智能化、信息化为手段，实现项目区域内的大田智能灌溉，农机无人作业，农情智能感知,农业科学决策，农事智能推荐。最终达到减肥减药、省时省工、增产增质的智慧大田。(1)大田智能灌溉：通过田间智能监控设备对作物的实时采集，利用作物生育期智能识别算法，确定作物当前所处的生长阶段，形成基于大田作物(水稻、小麦、玉米等)的需水模型。结合农作物生长过程中实时采集的气象信息，以及布设在田间的土壤墙情实时监测设备，综合形成作物在当前生长时期的灌溉模型。并利用布设

5、在田间的智能灌溉设备，实现大田作物的智能灌溉，精准灌溉。达到灌溉的精准化、智能化、无人化,减少灌溉用水、用电，确保作物生长所需水分，提高作物产量，减少人工成本。(2)农机无人作业：播种机无人作业：利用北斗卫星导航系统，实现对播种机作业路径精准规划和定位。确保播种作物的苗齐、苗壮。同时便于后期农事管理的人工和机器作业。植保机无人作业：利用移动端病虫情采集终端，对田间病虫草情进行定期采集、上报。结合田间视频监控设备对病虫情进行远程巡查,形成田间病虫情发生发展情况的初步判断。并定期通过无人机进行病虫草害的低空图像采集和遥感分析，形成病虫草害分布图，系统结合作物当前生育期和对应病虫草害知识图谱，针对病

6、虫草害分布图生成变量施药处方图。并导入给植保无人机。植保无人机根据变量施药处方图，规划好作业路径后，自动执行变量施肥作业。实现精准施药，减少用药量和用药费用。收割机无人作业：通过农业遥感对作物成熟度进行分析，形成作物成熟度分布图。当作物适合收割时，利用北斗卫星导航系统，实现对收割机作业路径精准规划和定位。无人收割机按照规划的既定路线，执行收割作业。(3)农情智能感知：利用物联网、大数据技术，对种植区域农情实现智能感知和可视化呈现。通过布设在田间的墙情、水势等农业传感器，对作物生长的土壤环境进行实时监测，实现农业墙情的智能监测。通过田间气象站的气象数据采集，结合区域天气预报信息，实现作物生长气象

7、情况的智能感知和气象灾害的自动预警。通过布设在田间的虫情测报灯的虫情监测，结合移动病虫情采集、无人机低空图像采集和遥感分析、田间视频监控摄像头远程监控，实现作物病虫情的智能感知。通过田间视频监控摄像头远程监控、无人机低空图像采集和遥感分析实现作物苗情灾情的智能感知。通过对农情的实时感知，实现对作物生长情况的及时了解，做到远程化、高效率的智能感知和快速处置。提高农业管理效率和精准度。(4)农业科学决策：根据日常对种植区域的病虫草害监测，结合大田作物病虫草害预测模型和知识图谱，形成病虫草害精准施药决策，实现精准施药，减少用药量和用药费用。根据农业遥感监测数据分析得出的作物长势图，结合大田作物生育期

8、模型，形成精准施肥决策，实现精准施肥，减少肥料使用量和费用。根据对农业气象数据的实时监测和对种植作物成熟度的遥感分析，形成收货日期决策，推荐最合理的收获日期，确保在适宜的日期收割且尽量不影响产量。（5）农事智能推荐：基于成熟的、科学的大田作物（水稻、小麦）生育期模型，可根据作物的种植日期，种植品种，种植地区，种植方式自动模拟和演算出作物整个生命周期中的关键生育期节点，并在每一个关键节点输出科学、合理的农事活动建议和农艺操作标准。让农业种植不再完全依靠传统农民种植经验，而可以通过科学的、系统的信息化知识及时推送给种植户。有效减少大田种植技术门槛，通过智能的农事推荐，降低农业种植风险，有效提高种植

9、收入。三、建设方案3.1 大田智能灌溉建设方案基于大田智能灌溉的建设目标，规划大田智能灌溉软件平台由以下系统和功能组成:-作物图片作物生育期智能识Sl算法生育期大田作物知识图谱-知识库一；大田作物需水模型大田作物灌溉模型需水模型*土壤墙情1.土壤墙情监测系统信息苗情灾情监测系统：通过田间布设的视频监控设备，对作物生育期进行监测。为作物生育期智能识别提供图片素材。作物生育期智能识别算法：基于大数据和人工智能模型，对作物图片进行生育期智能识别。大田作物知识图谱：基于大数据和海量的大田作物种植知识库,形成大田作物种植管理、病虫害管理、灌溉管理、施肥管理、施药管理等的知识图谱和数据库。大田作物（水稻、

10、小麦、玉米等）的需水模型：基于大数据和大田作物知识图谱，根据作物不同的生育期形成对应的需水模型。农业气象监测系统：通过布设在田间的气象监测设备，结合区域的气象预报数据，对未来一段时间内的气象信息进行预测预报。土壤墙情监测系统：通过布设在田间的土壤墙情监测设备，实时监测土壤的墙情情况，以决定作物的缺水情况。大田作物（水稻、小麦、玉米等）灌溉模型：结合需水模型，未来天气情况，土壤实际含水情况等多种因素，最终输出作物当前的灌溉指令。精准灌溉系统：通过布设在田间的灌溉阀门和灌溉控制设备，执行灌溉模型发出的灌溉指令。大田种植1区灌溉项目平面布置图nAIYAIM1- HKitffM*i*XUW.2-1(*

11、3tHtSgaiBtt(ai-l-Mu.(WIQH(Mma70Mum)s.(cm04HA*arX4tMflfitfAmaV-W三MMVWtVmMXVMHJ-WgM1v三tf1.4Un/土壤埔情数据分析S2O2O1地图比田|fijg1flB三3J、结束时可2021-02X)32218521.83.35.35.120319325.321|2021-02032VW47183.35.355203193254212021-02-032a18412.23.75.75.520219325.5212021-02-03191836223.75.75.920119325.427202Iaro318:18302.6

12、4.16.159204193261272021-02-0317.182434.56.15.9203193256W2021-02-0316181934456163203193256272021X)2X)315:18:133.44.96.56.3204194258272021-02-03141808385.36.56.7202194256X202160313:1802425.76.56.7204194262t土壤埔情历史数据处方*6I，数设西三was序号殿则内方倒就时同舄用状仓1WK大5哂2021-01-01013946后用2供水水溶制!2021-01-01013aM启用993*hT-15干学20

13、2101-01013644启用*40t*pHffl小于好6202101X)1013527启用三W525OnSft小于K60干旱2021*0101012407启用Mt6IOanSXft小于K5swres.afta2021-01-0101:22:49启用99异常报警参数设置处故指耳/处方修I开一向、结中时可益原类型：WKKJWI间：2021-02-03085409CWK-23.4.处方雳见：SKGt水()回集令：士m侗：2021-02-0303952三MH8t:110635.j2处方播钥见：maawr小并()苴图类中：*ftSaeW何：2021-02-03083952三*W00.三处方见：水(三)

14、陶舞类壁：供水水JS侗：2021-02-030627:45三v*t:r*i8301709就凿类P:9WSaB时的：2021-02-03080134就费第n：+wHWW:2021-02-0300134IW.旦105112I异常报警记录422主要功能/支持土壤墙情的实时数据查看，实现在当前土壤不同深度的墙情数据展示；/支持通过折线图展示土壤埔情的历史数据，实现不同时间范围内的土壤墙情的变化趋势；/支持土壤水势的实时数据查看；支持通过折线图展示土壤水势的历史数据；/支持土壤含水率各级别报警参数及报警内容配置，可实现不同区域和不同作物对土壤含水量要求的灵活应用。4.3 农业气象监测系统4.3.1 系统

15、概述农业气象监测系统（以下简称“气象系统”）实现对大田农业综合环境气象信息的自动采集、监控和智能化管理。气象系统为农作物种植区域的环境气象提供实时的数据信息，以及全面的气象预报、灾害预警服务。气象系统可以为农作物种植管理、农艺方案制定、农业作业计划、农作物生长调控、病虫情防治、灌溉管理等农业环节，提供所需要的环境气象信息，实现环境气象服务的智能化解决方案。气象系统充分发挥气象信息在农业生产中的基础性作用，能实现对农作物生长区域从局域小气候到广域大片区的综合环境气象管理。气象系统对与农作物生长密切相关的空气温度、湿度、光照、降雨量、大气压、蒸发量等农业环境气象因子，通过精密传感器实现不间断数据监

16、测，应用物联网技术实现远程化管理，基于智能化平台实现实施管理、智能决策、精准测报。气象系统有助于提高农作物种植精细化和定量化的管理能力，可以为适应气候变化、服务农业生产安全提供科学合理的数据支撑，是支撑智慧农业大系统运作的不可或缺的数据信息组成部分。86环IttR的I刎IMB三Wi3:2021M-071431.54&20886204、送.3497C八40111863/1618CC)OnJT(%);鼻(1.UX)1.U2工1(PPm)AtMr(X)田tMMT(%)DU70611PH交、皿JtyM交PW90充!用依CO2WHOO155005c550151:5502)54OXI54O4j36cM05

17、c3154O6c26cM072154g16c5409:1154100664IIJOIiM1155412515313)4654农业气象监测系统图示CO?.M9ODBxza9三0ur气象历史数据演化图示气象历史数据管理图示432主要功能/支持通过气象监测设备实现田间气象数据的实时监测、查看功能;/支持地方气象局当前气象及未来气象的天气预报展示；/支持通过折线图展示田间气象的历史数据，实现不同时间范围内的农田气象的变化趋势；/支持气象历史数据的查看和对比。将采集的历史与历年历史数据进行对比，实现异常天气的比对和展示，形成科学的气象变化决策依据；,支持地方气象局的气象预警咨展示。4.4 苗情灾情监测系

18、统4.4.1 .系统概述苗情灾情监测系统（以下简称“苗情系统”）实现由自动或远程监测系统对农作物的生长发育状态、病虫情情况、作物灾情及田块灌溉作业情况、无人农机作业情况进行实时视频监控（包括日间图像和夜间的红外图像）和智能控制管理。农情信息在国家粮食安全保障、农业供给侧改革、农业资源开发和保护、农产品市场支撑作用，开展农情监测意义重大。苗情是农情之首，是嫡情、病情、虫情、灾情监测的综合反应，是科学管理的重要依据。苗情系统能够拓展结合遥感、视频监控等系统，可对田间苗情、灾情实现信息自动采集、管理和分析等功能，是实现综合化的农情数字化、智慧化管理。苗情灾情对比查看功能苗情系统使作物生长状况监测达到

19、远程化、可视化、连续化管理,有利于及时便捷掌控作物苗情灾情动态；可为灌溉、病虫情防治和防灾减灾提供真实的基础数据，有利于合理指导作物在不同生长周期下的智能灌溉、精准施肥、科学喷药措施，是智慧农业无人化农场应用场景里的田间管理非常关键的数据信息组成部分。苗情监测图示4.4.2 主要功能,支持视频监控设备的农田位置展示，通过选择指定监控相机实现田间视频监控的远程播放功能；,支持视频监控录像的历史回放：/支持田间作物的苗情比对功能，通过选择当前视频画面或选择历史监控截图，实现不同时期作物的长势情况对比：,支持监控抓拍的图片管理功能；/支持云台、球机设备的抓拍角度配置。4.5农业遥感服务系统4.5.1

20、系统概述农业遥感服务系统（以下简称“遥感系统”）实现了农作物监测、农业环境采集以及农业灾害综合管理体系化应用，可以客观、准确、及时、大范围地提供农作物生态环境和作物生长的各种信息。遥感系统不同于传统田间、地面监测管理，它实现了高空俯视角度的数据采集，是获得田间数据以及科学决策服务的新型一体化解决方案。无人机遥感利用无人机搭载可见光以及各类专用光学传感器，可以在作物上方几十至上百米左右的上空进行分布式观察，进而获得农业区域高分辨率的地面遥感影像图。无人机遥感通过对高分辨率遥感影像图的分析与处理，生成对农田农作物不同生长时期的田间种植分布图、作物出苗率分布图、作物高度分布图、作物生长长势分析、作物

21、物候期分析、作物倒伏分布图、作物环境胁迫分析、作物病害情况分析，作物成熟度分析等分析指标，构建基于图像处理的大田农作物区域分布测量数据库，为无人化农场种植服务形成种植光谱学影像大数据分析体系。II历史B%S理IBSSUd拍”日期发布时间-tlB2020i0-1DEMhp211.15414622.2020-10-142020-10-29)(Z第九JB2O2OO%1KMCCDhtlp21115414622.202009-082020-10-29)(SVk2020(Bl1.andsalETWO1.Ihtlp211.15414622.202008-182020-10-29)(三第七期202ESentm

22、e-2MSItmp/1115414622202007-152020-10-29):99第六期202OglGfMWFVtltlp72111M146.22.202006-172020-10-29而)(W篥五期202OglDEMMp211154.146.22202005-192020-10-29)W第四期2020041HJ-1Drmp211154146222020M62020-10-295)(msQn共1条卫星遥感数据管理卫星遥感数据可视化展示影像建模to,o35OX30,0N25OJOWNISvO9XIOtOwN地物识别及面积统计作物长势分析作物生物量与估产安徽干旱监测图干旱胁迫分析作物成熟度分析

23、Odetectionswithp(0Ibox)=0.5作物病虫害胁迫作物倒伏分析遥感系统利用无人机拍摄遥感影像，开辟了全新的农业管理维度和手段，是对于地面监测数据的有力补充。遥感系统面向农作物监测、农业灾害监测等业务，开展监测、分析、服务为一体的综合应用管理,对提高农业管理水平、合理配置农业资源、提高作物产量具有重要意义。452主要功能,支持无人机遥感图层的图像展示：/支持无人机遥感对作物倒伏的分析结果展示；/支持无人机遥感对作物长势的分析结果展示；,支持无人机遥感对作物成熟度的分析结果展示；/支持无人机遥感对作物病害的分析结果展示；,支持无人机遥感对作物虫害的分析结果展示；/支持无人机遥感对

24、作物草害的分析结果展示。4.6大田精准灌溉系统4.6.1系统概述大田精准灌溉系统实现大田农业水肥的数据采集、运作控制和智能决策管理。智能灌溉系统为农业物种植各阶段提供实时的需水数据信息，可以为农业灌溉管理环节提供所需要的需水模型，实现灌溉管理服务的智能化解决方案；基于体系化的智能控制设施，智能灌溉系统可以根据农业种植的对象、环境，实现无人化、精准化、动态化的灌溉，大幅降低人工劳动强度，显著提升灌溉效率和质量，是节水的最有效手段。智能灌溉设备分布示意图OSS1003智能灌溉控制面板示意图aid.智能灌溉设备控制记录示意图 Xe0T22S31IS30Ol(88WBWwZ810， HX07XK*sa

25、c4 2-o智能灌溉灌溉记录示意图4.6.2主要功能,设备实时状态监控：包括水泵、阀门等设备实时开启关闭状态；/手动灌溉控制：实现水肥设备的远程手动控制；/智能灌溉控制：可以设置设备定时任务，或关联土壤埔情监测结果，根据环境状态自动开启、或关闭水肥设备；/灌溉记录：实现历史灌溉记录数据的存储与展示；/异常报警：实现对异常情况的报警提醒功能。2 .7农业智慧决策系统2.1.1 系统概述农业智慧决策系统基于信息感知的海量数据，实现农业决策的科学化、智能化。农业智慧决策系统利用稻麦作物的需水模型，结合气象数据，可输出稻麦智慧灌溉决策；通过对农作物遥感图像的作物长势分析，可输出精准施肥决策和精准施药决

26、策；通过对农作物遥感图像的成熟度分析，结合气象数据，可输出收获日期决策等决策内容。三Mr追肥决策示意图病虫害决策示意图收获日期决策示意图2.1.2 主要功能/精准追肥决策：根据稻麦作物的农业遥感长势分析图像，精准输出作物的追肥决策和建议；/精准施药决策：根据稻麦作物的农业遥感长势分析图像，可精准输出作物的病虫害施药决策和建议；根据稻麦种植区域内杂草的遥感分析图像，可精准输出杂草的草害施药决策和建议；/收获日期决策：根据稻麦作物农业遥感成熟度分析，结合收获日期前后几天的天气情况，可输出作物最佳的收获日期。4 .8病虫草害监测系统4.1.1 系统概述病虫草害监测系统实现对大田农业病虫害状况的智能预

27、测、自动采集、识别和智能化管理。植保系统主要为农作物种植区域的植保管理提供实时的数据信息，以及全面的病虫情识别及预警服务。植保系统可以为植保管理、病虫情防治环节提供所需要的植保信息，实现智能病虫情监测预报、变量喷药处方图服务的智能化解决方案。病虫害草监测系统有利于提高农作物种植精准化和智能化的管理能力，有利于有效管理病虫情发生情况，有利于提高管理效率和减少农药用量，可以为植保工作提供科学合理的数据服务，可以为绿色种植、环保农产品提供有力保障，是农作物植保工作的“贴身助手”。Q虫情若费弱报灯名存金牛山E虫情益型-测报时三费瓶灯名谆所在要Ie所在区域冷植作物SMCC)求度(%)生育名称生害数员MM

28、NMsn全年山WW虫1H金牛U她WW示砌WCOO无O202Ogoel金牛山-IW-生情或测金牛UAifiIB吟范EJABwO0大育升1202(M981金牛山4B”笈睛/测金牛d*她所示顺就200元0202(MWO8金牛山EMI卸金牛山地W示范园防000无020248*06金牛山JIW.虫情温金牛UM三WJSa00无020204W08I金牛山痴，生脩蕊测金牛山E示砺I00无。2020-0WI，3133H*30MM2931*90/页V固定式虫情测报及智能识别虫情智能识别详情苦幡痛虫情wtws3U3B2上传作物生两期上传位上网向上传人B1乡等级：ZkMttT2BHW33,RTd丁ky5RB，1g+V

29、M1.lTMnfS3M2021-01-12094714S哪e1CZkMOOMR202101.1113:58:555W8*用飞衣2()小麦,ssfmJIS三2021-01-1013:58:173WW成蜘蛛1()ZKe2021-01-1009:31:00四丽*-0()PMB2021-01-0909:43032()220210931346450()夕m共7a移动式病虫情监测与智能识别基本信息用户名称江苏润果单位名称作物名称水稻生长周期蝴期环馒温度27碎SS15it江苏省镇江市丹徒区X305汇总信息藕虫害名称水稻纹枯病平均数星5平均调查等级0查看知识库上传图片病虫情名称：水稻坟枯病调玄政EB:5Wfi

30、*!S:O病虫害智能识别详情病虫害统计分析用3男*3flm*l2RlB-UR7B”天/R套*12J1RA12AlA121IlBZ12H1三12A1BIUS121IlB12R1#块#&狡fVVltCaa%gM3/imU3/mIa%1我u3rcU1比uexuer*AflerGM5UGM6病虫害预测预报施药处方图*员,里单害IMH病虫草害无人机监测(MB病虫草害无人机监测结果分析和比对4.1.2 主要功能/支持虫情测报灯的拍摄图片及识别结果展示，通过统计虫情设备上报的虫情信息实现每日虫害的数据统计展示；/支持移动端拍摄的田间病虫害图片展示；/支持无人机监测病虫害的图像数据及识别结果展示；,支持病虫害图片识别的结果及历史识别数据展示。4.9 无人农机作业系统4.9.1 系统概述无人农机作业系统（以下简称“无人作业系统”）是提升农业生产机械化、信息化、自动化和智能化水平的智能农机装备解决方案。无人作业系统实现大田复杂环境下的农机自动驾驶和作业，是进一步提高农机全天候作业能力和作业质量、降低人力成本、提升农业生产效率和缓解