设施温室物联网动态监管与服务模式探索——以昌平区数字菜田建设为例.pdf

设施农业 nullnullnullnull 设施农业 nullnullnullnull 14 15 产业发展 Industrial Development 农业工程技术 设施农业 全区农业生产园区经营主体数据 实现精准 高效的集中监管 远程指挥和决策支持 带动农业产业振兴 乡村振兴 以推进昌 平区设施农业产业高质量发展 2 昌平区设施温室监管和服务面临的问题 2 1 设施农业物联网覆盖率较低 数据自动化采集点状分布 昌平区获取菜田生产数据的采集方式大都是以园区主动上 报为主 自动化采集数据仍然是点状数据 相关的物联网环境 采集设备是以试验示范为主 没有形成规模化的应用 2 常见 的物联网环境信息采集设备采用固定式安装和部署 面临着施 工布线 无法移动且成本高等问题 昌平区设施物联网覆盖率 较低 缺乏客观 精准的物联网采集数据 无法满足昌平区实 现精准化 数字化支撑的设施农业产业综合监管和决策支持需 求 亟需在园区建设物联网数据采集体系 支撑园区环境 设 施 农事 投入品等数据的采集和上传 满足政府精准化决策 的需要 2 2 农业物联网数据采集标准和接入标准不统一 数据孤岛现象 突出 早期农业信息化建设部署的物联网设备质量参差不齐 物联 网接口标准不统一 数据库独立部署 没有互联互通 造成数据 散乱在各个系统之中 缺少联动分析 从而造成数据处理及导出 难 数据清洗难 已有的系统中的数据分析很难快速和准确地提 供服务 此外 由于缺乏数据指标体系 无法实现指标口径 多 元异构数据等的有机统一 数据孤岛现象突出 难以进行统一管 理和接入 无法达到最高利用效率 3 因此 亟需建立数据采集 标准和数据共享标准 实现设施中农业各类物联网设备的接入和 管理 为系统间数据共享 交换提供了保障 2 3 设施农业数字化管理系统覆盖率低 支撑设施监管力度不足 多数园区的生产管理由技术员进行指导 但仍为传统方式 设施生产信息管理系统应用较少 工作流程混乱甚至没有 标准 化程度低 农事活动以手填 纸笔记录的方式进行记录 生产和 投入品等信息管理处于散乱管理状态 不仅耗费时间 效率低下 设施温室物联网动态监管与服务模式探索 摘要 该文着眼于设施温室数字化监管和服务中存在的设施底数 不清 设施生产数据零散粗略 数据自动化采集难 标准不统一 农业数字化管理系统覆盖率和数据价值挖掘不足等问题 在昌平 区设施园区开展数字菜田监管和服务模式探索 充分发挥农业物 联网 大数据 人工智能等先进软硬件信息技术的赋能效应 提 升设施农业数据采集能力 拓宽数据采集渠道 补齐设施数据采 集短板 提升农业农村现行统计监测条件 提升数据采集的广度 深度 时效性和可靠性 实现政府对农业企业的监管 农业企业 对园区的数字化管理 为北京市设施温室物联网动态监管和服务 提供可参考模式 关键词 设施温室 监管 服务 数字菜田 数据采集 1 引言 面对更趋复杂严峻的国际形势 经济下行压力加大 对农 产品日常供应提出了更高要求 需有效保证北京超大城市 菜 篮子 的本地供应 对农业高质量发展 稳产保供提出了更高 要求 设施农业是都市现代化农业的重要形式 在丰富城市 菜 篮子 供应 推动率先基本实现农业现代化中发挥着重要作用 1 北京市 关于促进设施农业绿色高效发展的指导意见 指出 北京市围绕首都 四个中心 功能定位 明确以发展设施农业 产业为核心的发展思路 要加快设施农业数字化发展 推动设 施农业大数据 云计算 互联网等信息技术的应用普及 建立 设施农业大数据平台 利用大数据进行精准管理 防控和生产 指导 目前 设施农业产业在监管方面仍存在一些问题 存在设施 底数不清 设施生产数据零散粗略 设施监管缺少有效手段 无 法精准掌握北京市设施农业种植情况和产能情况 无法满足政府 实现 谁在种 在哪种 种什么 怎么种 产多少 的产业监管 需求等 基于此 昌平区瞄准设施农业产业监管的问题 按照 数 据驱动 数字监管 精准服务 的整体原则 以昌平区数字菜田 信息化建设展开探索 通过整合昌平区设施农业产业资源 汇集 赵志强 1 王建高 2 赵雪冬 2 刘超超 2 1 北京市昌平区农业农村事务中心 北京 100021 2 北京天创金农科技有限公司 北京 100123 以昌平区数字菜田建设为例 nullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnullnull 设施农业 nullnullnullnull 设施农业 nullnullnullnull 16 17 设施农业 大食物观 Facility agriculture FOOD 也容易出现错误 遗失等问题 导致不能及时掌握产品的品质状 态和安全状况 由于园区的农事生产活动 病虫害巡视等记录的 时效性和准确性都没有保证 政府监管部门很难获取到农业生产 信息 因此对于生产农事和农产品生产过程信息的监管不足 因 此 亟需应用基于农产品生产数据采集的数字化监管平台 将需 求数据进行电子化 涵盖投入品监管 生产信息监管和应用监管 等 提升政府对管辖园区的监管力度和水平 3 昌平区数字菜田监管和服务模式探索 3 1 推广设施空间数据采集物联网设备 为监管和服务提供数据 支撑 针对设施环境多参数的采集需求 将高集成 高精度 低功 耗 低成本的新型物联网监测设备应用到园区生产空间数据采集 中 设备无需布线施工 支持移动部署 满足了不同设施环境 不同部署位置的监管要求 适宜于全市大范围的数字菜田部署应 用 明确农业物联网数据采集标准和接入标准 便于不同型号 不同厂家的智能监测设备接入市级物联网中台 可实时获取数字 菜田生产经营主体设施温室的温度 湿度 光照强度 二氧化碳 浓度 土壤温湿度等环境数据以及生产环境图像数据 准确掌握 作物生长发育周期性环境数据及农业设施空间数据 确保了昌平 区数字菜田建设应用效果和采集数据质量 3 2 应用市级人工智能图像识别模型 进行设施生产动态分析 基于物联网监测设备实时采集的图像数据 应用北京市种植 业综合管理平台涵盖设施大棚生产状态识别和作物品种识别的设 施动态自动监管模块 可智能识别种植 休耕 撂荒 大棚房等 设施状态 掌握昌平区设施生产空间的变化情况和利用状况 摸 清设施生产空间资源底牌 同时 可智能识别设施作物品种 对 设施棚室的种植作物情况及分布进行实时动态监管 以便于掌握 园区的种植过程信息 提高生产标准化 规范化 精细化能力 为北京市设施蔬菜产业智慧监管提供支撑与服务 3 3 构建设施农业综合服务门户 提供定制化的信息服务 依托昌平区数字菜田核心数据资源 打造设施农业综合服务 门户 汇聚服务对象的各类数据 综合分析服务需求 定制化为 生产主体提供了信息查询 农场管理 补贴申报 种植管理 产 销对接等服务类型 实现生产主体的精准化 定制化服务 针对 农技人员只有到现场才能了解园区设施环境数据和种植情况后才 能对园区种植进行指导的繁琐过程 给定设施的物联网数据推送 农技人员可以使用手机综合服务门户在线查看园区温室状态和种 植情况 有效提升了人员的农事指导效率 同时 将物联网数据 同步到农场数字化管理系统 提供数字农场管理服务 实现数字 菜田生产企业的种植管理 人员管理 进出库管理 订单管理 产量预测等数字化 帮助数字菜田生产企业达到标准化种植 数 字化管理 以销定产的目标 从而提升数字菜田生产企业的科学 化排产和标准化种植水平 3 4 搭建区级数字菜田一张图 为政府决策提供依据 依托全区物联网监测网络和设施产业相关的数据资源 建立 区级数字菜田一张图 串联设施蔬菜产业各环节产生的各类数据 进行多角度 多维度和GIS空间数据的统计和展示 多层次展 现昌平区设施农业产业各类农业信息 如昌平区设施物联网分布 状态 生产主体 温室状态 种植作物 上市供应等相关内容 可实时进行数据分析 汇总 满足对各类经营主体的空间定位 决策分析和指挥调度等需求 为昌平区农业农村大数据平台提供 数据支撑 为政府精准决策提供可视化依据 4 昌平区设施温室动态监管和服务成效 4 1 强化了政府对设施农业动态的精准监管能力 通过昌平区数字菜田模式探索 精准掌握相关设施种植情况 和产能情况 便于统计分析区内农业企业的生产经营情况 为其 科学规划和正确决策提供数据支撑 满足政府的产业监管需求 实现精准 高效的集中监管 远程指挥和决策支持 4 物联网监 测数据辅助设施动态巡查 有效防止了 大棚房 问题发生反弹 杜绝耕地非农利用问题 物联网数据融入到菜田补贴审核管理流 程 改变了原来传统粗放式补贴管理方式 保证了补贴资金发放 的严谨性 公正性 高效性 为农业相关决策制定提供有效支撑 4 2 提高了生产者对园区的信息化管理水平 针对不同用户的生产和经营情况 定制化为设施生产提供了 定制化信息查询 补贴申报 种植管理 产销对接等服务 实现 了服务的精准化 便捷化 为各个园区提供远程咨询和管理服务 指导 有效解决基层专业技术人员不足和新技术推广应用难等问 题 为数字菜田生产主体提供种植管理 农事排产 出入库管理 投入品管理 物联网监控等服务 方便管理人员统筹规划各项生 产资源 实现农场数字化管理 提高农场管理效率 通过对园区 生产 经营 管理进行信息化建设 从而为园区的科学生产 规 范化管理 扩大规模提供基础 5 促进园区农业产业化发展 做 到农产品的提质增效 4 3 增强了消费者对农产品质量安全的可信度 园区在使用系统的过程中 汇聚生产主体的基本信息 农产 下转第 34 页 设施农业 nullnullnullnull 设施农业 nullnullnullnull 34 35 设施装备工程 Agricultural Equipment 及病虫害防控情况展开全方位的实时监控 实现肥料施加 药剂 喷洒的精准化 达到增产增收 节能节水之效 对苹果产业可持 续化发展有利 参考文献 1 闫贝贝 刘天军 信息服务 信息素养与农户绿色防控技术采 纳 基于陕西省827个苹果种植户的调研数据 J 干旱区资 源与环境 2022 5 46 52 2 柴洪 何莉 杨林娟 等 物联网管理应用系统在苹果产业链的 应用 以甘肃静宁苹果产业为例 J 农业工程 2021 8 135 140 3 金靖 浅谈苹果种植喷灌装置在果树生长中的效果分析 J 农家 参谋 2021 3 130 131 4 高亚玲 离散数学和物联网技术在农业中的应用 以陕西省旬 邑县为例 J 安徽农业科学 2011 25 15202 15324 5 阙宁磊 顾小小 节水灌溉设备及自动控制系统在果树水肥一体 化中的集成应用 J 上海农业科技 2017 6 101 103 引用信息 罗 宁 智慧果园信息技术在苹果栽培管理中的应用 J 农业工程技 术 2023 43 9 32 34 品介绍 农场实时环境 农产品生产过程 产品检测信息 产品 追溯等信息 产生农产品供应数据 质量安全追溯数据 可以为 线上线下渠道商提供农产品供应数据 为大棚地块 种植 采收 出库等过程提供唯一身份标识编码 将农产品生长环境 生长过 程 园区及负责人概况 产品认证与检测等数据向消费者可视化 展示 为消费者提供农产品质量安全追溯保障 6 增强农产品的 质量安全可信度 5 小结 在设施监管过程中 昌平区创新了一种以数据采集为核心导 向的技术推广模式 发挥了物联网 大数据 图像识别等先进软 硬件信息技术对传统设施农业监管与服务的赋能效应 改变了单 一信息技术的示范应用模式 形成昌平区设施农业数据资源生态 在为政府决策 行业监管 设施生产提供创新服务的同时 也可 为金融保险 检测认证 电商等提供数据服务 孵化更多应用场 景 在服务过程中 昌平区针对设施生产中不同的生产和经营需 要 以主动推送的方式 提供个性化 定制化的信息服务 有效 增强了信息服务水平 实现了服务的 千人千面 同时 为农 业技术服务提供了数据资源和服务平台 提升了农业技术推广人 员的服务效能 有效支撑创建各方协同发展 互联互通 实现共 赢的农业 互联网 农业 新业态 参考文献 1 李中华 李玉荣 丁小明 等 设施农业生产信息化发展重点研究 J 中国农机化学报 2016 3 225 229 2 王向东 陈学斌 张爱敏 物联网在农业中的应用及前景展望 J 农学学报 2016 1 96 98 3 韦燕珍 浅谈农业信息化在现代农业发展中的重要作用 J 南方农 业 2020 21 184 185 4 邹振宇 中国农业信息化发展存在的问题及对策 J 现代农业科技 2019 19 260 262 5 方向明 刘成 以信息化为先导推动农业现代化建设 挑战和应对 策略 J 新疆师范大学学报 哲学社会科学版 2018 4 68 74 6 刘丽伟 美国农业信息化促进农业经济发展方式转变的路径研究与 启示 J 农业经济 2012 7 40 43 作者简介 赵志强 1972 男 北京人 本科 工程师 研究方向 农业信息技术推广与应用 引用信息 赵志强 王建高 赵雪冬 等 设施温室物联网动态监管与服务模式探 索 以昌平区数字菜田建设为例 J 农业工程技术 2023 43 9 15 16 34 上接第 16 页