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县域数字农业解决方案和发展路径新探索

日期: 来源:中农鑫阳收集编辑:做现代农业,找☛


县域是数字农业农村的发展的主阵地,随着数字乡村战略的深入实施,数字技术将为乡村振兴提供日益强大的新动能。

从数字农业看,传统农业全方位、全角度、全链条的数字化改造将进一步加强互联网大数据、人工智能与农业融合,将加快由消费向生产加工延伸,智慧农业建设将开启新的局面;从数字农村看,网络基础设施将得到明显加强,城乡互联网普及率的差距将明显缩小。

对数字农业的理解


01

何为数字农业



概念(百度):数字农业是指将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来,实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测,以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境进行定期信息获取,生成动态空间信息系统,对农业生产中的现象、过程进行模拟,达到合理利用农业资源,降低生产成本,改善生态环境,提高农作物产品和质量的目的。
数字农业相当于一个跨学科的新业态
(1)农业生产过程的标准化(从定性到定量)。传统农业靠天吃饭,受气候、土壤、疾病等外界因素影响较大,不可控,不标准。
(2)农业生产过程的数字化(业务数字化),以数字对生产过程进行精确的表达,建立精确的农业生产数字化模型,采集生产过程数据。传统农业靠感觉、靠经验。数字农业一切过程用数字说话,不含糊。
(3)数据业务化,建立生产过程数据和结果关联模型,通过对过程的精准控制,实现产品质量的标准化。
(4)场景自动化。在不同的养殖场景,要做什么事情,通过信息系统把这些事情采集、编程,通过设备、系统自动化处理,减少人为干预。人管机器,机器养殖。
(5)服务智能化。市场需求与企业供给形成互动,逐渐实现从以产定销转变以销定产。通过数字农业的发展,把产供销的信息有机的结合起来,最大限度的减轻价格或者周期的波动。

02

数字农业的特点



03

智慧农业数字化体系



传统农业通过摸索出来的经验去这个发展,数字化农业增加了很多生产过程的控制。比如养殖行业,养殖业务线细胞需要控制哪些过程,需要控制采食量、蛋白质的摄入量、温度等。
传感器:通过养殖业务线细胞,把生产过程控制的数据提取出来。
决策脑:通过对传感器的数据进行分析,形成决策。
监督脑:根据预先设置的规则,对采集的数据进行分析。把分析结果(好与不好)通过给决策脑。
规划脑:规划采集相关数据,部署相关设备。对基础设施的规划,实现对整个业务流程循环不断的迭代和升级,逐步提升数字农业的发展水平。

04

数字农业的发展路径



(1)要有顶层设计、建立数字农业发展标准
(2)建设应用示范
(3)进行示范推广
(4)示范迭代升级
(5)推广升级
郭杰认为:总的来说,就是试点推广,再试点再推广。应用成熟一个推广一个,逐步迭代。不可能一蹴而就,是一个循环发展的过程。

05

数字农业将带来的转变



(1) 靠天->靠科技
(2) 靠人->靠系统
(3) 无序生产->按需生产
(4) 不可控->可控
郭杰认为:数字农业的发展是未来现代农业发展的一个终极目标,也是整个大农业发展的下一个增长剂。

县域数字农业设计方案


▶ 建设思路
(1)顶层设计,统一思想认识
(2)按需建设、分步实施(在顶层设计的指导下建设、实施,不是盲目建设、实施)
(3)先基础建设,再应用建设
(4)加强数据采集标准和共享机制建设
(5)软硬件配套建设,避免重硬轻软
(6)应用系统建设要坚持需求和问题导向,明确系统建设目标和受众群体,以解决最终用户的实际痛点问题为导向
▶ 县域数字农业建设“四步走”
(1) 物联/设备建设->基础设施
(2) 建立大数据中心->数据采集、接入、交换、整合、共享
(3) 应用系统建设->业务应用
(4) 大数据应用分析->业务导向分析
▶ 建设路径:必须从底层往高层,一层一层往上建。如果只有上层,没有下层,就会变成一个空架子。
▶ 应用体系建设:按需选择、按需建设。

01

建立县域数字农业综合服务应用体系



首先要建立标准,无论标准完善与否。
也就是我们在做系统的时候,先有需求。如果没有需求,知道一点做一点,就面临着不断的重构,所以首先要建标准。
从信息化的角度来说,要建立你的信息资源的一个分类标准,包括采集什么样的数据、业务数据有哪些、资源数据有哪些、都有哪些类别。
从业务的角度来说,就涉及到资源管理系统、数据采集系统,包括农业的信息门户等等这些表现形式。
数字农业综合服务平台建设标准:
(1)信息资源分类要求
(2)信息标识编码要求
(3)元数据要求
(4)目录管理与服务要求
(5)数据交换与整合要求
(6)应用单位接入要求
(7)接口与服务要求

02

构建县域农业生产全覆盖的一体化管理系统



站在公共服务的一个角度,从农业来讲,特别是从养殖业来讲,最终是要落地的,落地就是落地的生产,生产就要解决产前产中产后。
从政府来讲,就是如何提供公共资源,如何为生产服务,如何对生产整体的宏观环境进行一些宏观调控,但具体的生产过程是企业管控。各自需要的信息也不一样。企业更加需要一些过程信息的监管,政府可能更加重视一些结果信息的管控和反馈。

03

构建县域农业大数据的能力平台



这个能力平台就是要有数据交换的能力、对接的能力,要建立一个开放的平台。

04

建立县域农业大数据交换中心



数字农业的平台是基于政府投资去推动的,所以要建立县域的农业大数据的一个交换中心,就是要建立数据共享的一个机制。

05

构建县域数字农业综合服务平台



这里面分几部分,用户层就是针对养护合作社、养殖企业、养殖场、政府部门、农业管理部门、检测部门、消费者。他们都有各自不同的需求,虽然需求不一样,但是大家很多数据其实都是一样的。不同的用户对数据的看法不一样,但是最基础的数据是一样的。
比如说环境的温度,政府部门是从宏观的角度关注养殖场对环境的控制情况,了解整个行业的水平。但是从一线来说,更关注温度预警,以及温度发生预警要如何处理。
所以可能大家关注的情况也不一样,那就是我们要构建一个平台,要把这些不同的需求进行一些梳理,从建设后台的基础到数据资源到应用层到门户,最终是最上层是用户,那就说越底层越统一越标准化,越上面就越个性化,到最后用户层可能就是千人千面,每个用户都不一样。

06

建设县域农业大数据应用中心



县域农业大数据综合指挥平台是一张遍布乡村的农业神经网络系统,他能感知每一个接入农业的基础信息,能感知每一批次农产品的生长脉搏,能感知每一位消费者的期盼,能传递每一个养户(农业人)所需要的信息和养分、能让信息在政府、农业人、消费者透明传输,有机融合。

数字农业建设的主要内容


01

农业综合资源管理



比如养殖场的分布,通过把这些资源层层的进行组织,我们可以层层下钻,可以看到哪个省有哪些场,哪个市有哪些场,哪个县有哪些场。这些场都在哪些地方。要把它层层做组织,如果不做组织这些点就是很散乱的,没有一个统一的认识,这就是对资源要进行一个综合管理分类。
农业资源的地理信息系统,包括地块是哪些地,都分布在哪些地方,坐标是什么位置,属于哪个县,哪些地适合种植,哪些地适合种植养殖,哪些是山地,哪些是丘陵。这些情况都要把它做一个综合的处理,满足大家不同的需求,根据不同的角度把资源赋予不同的内容,然后形成农业资源。

02

农业综合服务应用



(1)农产品加工储运监管系统
“农产品加工储运销售平台”是让农业生产监管“订单从产前、产后处理到消费者餐桌”的农产品生产、运输环境(温度、湿度、二氧化碳)和贮藏,确保农产品全过程可追溯,过程可监管。
讲起来很简单,实际上涉及的环节是很复杂的,各个环节又分属不同的主体单位,数据采集共享是非常难的,需要有能力的单位去统筹才能做好。
(2)农业智慧专家
智慧专家,相当于解决这些问题、解决这些标准化,怎么做、一定要有专家。没有专家,光知道我想做到,但是我做不到,我没有这些知识、技术,所以一定要靠专家介入进来,对整个生产过程进行比较低成本的技术支持和服务。比如兽医的远程诊断。
(3)农产品销售网络
农业通过信息化、数字化,还可以解决农产品销售的一些问题,如果说可以把我们供给的信息进行共享,把产销对接起来。
(4)农产品销售网络
数字农业不仅仅是农业,传统农业就只管生产,不管销,这就造成一种错觉:做农业是个有情怀的行业,不赚钱。但是你真正把它对接好了,农业也是可以赚钱的,也是一个很好的行业。

03

精准化生产应用——提升生产效能



04

农产品质量溯源——贯穿全过程



05

农业生产应用



(1)畜禽养殖智能物联设施系统
(2)养殖区域智能监控系统
监控系统的安装一定要有明确的目标,装哪里,看什么,安装位置决定了看到的内容,不能盲目随便乱装,否则监控就成了摆设,起不到作用还浪费钱,另外还要重视对监控图像的分析,对异常情况进行自动预警。
(3)自动化投料及喂水系统
根据各类畜牧养殖周期和养殖大数据,通过物联网、手机等工具,实现远程异地监控。在人员不在养殖现场的情况下,能实时掌握投料情况、养殖产品的进食情况。利用远程控制系统,进行定时定量精准投喂控制,实现自动化定时精准投料养殖,减少饲料损耗。
(4)高效养殖小区数字孪生自动化巡视
建立数字孪生管理系统将现实世界通过等比例缩小,构造一个 3D 仿真的信息化模型,数字孪生技术与物联网养殖模式的结合,通过孪生环境定时巡游整个养殖场区场景,发现异常信息可定位栏舍。
(5)自动粪污收集系统
(6)种植智能大棚

06

大数据分析应用



(1)专题分析
(2)农业生产
(3)预警决策
(4)供需服务

新兴县域试点建设案例分享


01

平台总体建设



(1)项目建设目的
试点构建县域数字农业综合服务平台,充分发挥数据基础资源和创新引擎作用;试点建设生猪产业数字化项目,示范建设生猪智慧养殖模式。
(2)主要建设内容和规模
建立覆盖全县的数字农业综合服务平台;开展生猪数字农业生产建设;探索形成生猪养殖智慧农业生产技术规范和智慧农业集成应用模式。
(3)项目效益预测
帮助猪场实现生产管理远程化、自动化以及智能化;持续推进绿色养殖,基本实现生猪养殖废弃物资源化综合利用;项目建成后5年内基本实现全县规模化猪场智慧养殖模式全覆盖。
(4)项目建设地点和内容
(5)平台设计方案

02

功能介绍(干货!!!)



(1)平台功能架构
县域数字农业综合服务平台(取得一定成果,已经在试运行阶段)由数字农业对外服务门户、物联网智慧养殖服务平台、物联网传感大数据采集系统、县域综合资源管理平台、农业大数据应用平台组成。
(2)对外服务门户
(3)养殖综合管理服务系统
针对肉猪生产的提供的一个公共服务平台,形成以政府为主导建设,服务县域养护的公共平台。
首页展示
猪场维护
生产管理
猪健康管理
物料管理
养殖物联网
猪场报表
养殖设置
(4)智养殖小程序
跟网页端信息同步,小程序端主要是采集数据比较方便。
注册登录
首页
待办
预警
生产
我的
(5)物联网传感大数据采集系统
设备台帐
监控预警
运维管理
统计分析
数据接入管理
采集数据标准管理
(6)县域综合资源管理平台
是提供政府使用的,政府更关注宏观数据。政府关注到底多少养殖场,养殖场规模是多少,大于500头的有多少,小于500头的有多少,整个养殖水平是怎么样,资产都分布在哪里,整个县的这个供需形势是怎么样的。
信息管理平台
大屏展示管理
三维展示管理
VR展示管理
(7)县域农业大数据应用平台
数据管理平台
数据分析平台

总结与展望


01

总结



数字农业建设,从政府层面、从社会层面来讲都是一项宏大长期的系统工程,涉及到整个产业的升级,需要高层顶层设计,各部门凝聚共识,分工合作,分阶段推进才能成功的!
如果没有这种顶层设计,我们就会陷入重复建设的陷阱,浪费时间和资源,顶层设计的高度决定着后续建设的水平。

02

未来的展望



(1)未来物联网必将和人工智能深入结合,通过对不同农业生产场景生产流程的优化与治理,逐步形成新的智能化、数字化生产新模式,而物联网和人工智能就是神经和大脑,而数据就是血液,各种自动化设备就像手脚,管理思想就是灵魂。
(2)未来物联网的发展方向主要是朝标准化和智能化的方向发展,不仅具备基本的数据采集和感知功能,还具备自主学习和自主分析的功能,能够根据设定的目标自主调整控制方案和逻辑。
(3)从技术上看,未来物联网安全和新型传感器的研发将会是研究的热点
(4)5G技术的发展必将为数字农业发展带来新的动能和机遇
数字技术与农业、农业产业相结合这是未来农业的发展大趋势,但是,对于农业或农业产业而言,需要借助数字技术从生产、管理、渠道全方面、全产业链、全链路的创新与裂变,实现农业真正质的飞跃.

文章来源:互联网

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