為傳統(tǒng)植保注入大數(shù)據(jù)的力量

韓 嘯

“當(dāng)農(nóng)民在田間發(fā)現(xiàn)病蟲害時(shí)，只需用手機(jī)拍一張照片提交服務(wù)器，手機(jī)就能通過檢索、處理，反饋給他這是什么病蟲害。在提供標(biāo)準(zhǔn)圖片、危害癥狀等比對(duì)確認(rèn)的前提下，手機(jī)軟件就會(huì)為種植戶提供該病蟲害的發(fā)生分布、危害輕重、發(fā)生趨勢、要不要防治、如何防治，以及防治物資購買渠道、專業(yè)化防治服務(wù)組織的聯(lián)系方式等相關(guān)信息……”近日，由全國農(nóng)技中心和中國科學(xué)院（合肥）智能機(jī)械研究所、安徽中科智能感知大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院在北京舉辦的大數(shù)據(jù)建設(shè)戰(zhàn)略合作簽約儀式上，全國農(nóng)技中心主任劉天金描繪了這樣的植保圖景。

據(jù)悉，今后三方將在重大項(xiàng)目聯(lián)合申報(bào)、核心產(chǎn)品研發(fā)、通用平臺(tái)構(gòu)建、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定和技術(shù)集成示范等方面加強(qiáng)合作，充分挖掘各自潛力，推動(dòng)大數(shù)據(jù)技術(shù)在植保領(lǐng)域的研發(fā)與應(yīng)用，將大數(shù)據(jù)、人工智能轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的科技生產(chǎn)力。

以數(shù)字化推動(dòng)植保工作升級(jí)

當(dāng)前，信息化的技術(shù)和裝備正逐漸成為社會(huì)發(fā)展變革的重要推動(dòng)力。以人工智能、大數(shù)據(jù)為代表的技術(shù)層面的探索，已經(jīng)被確定為國家重大發(fā)展戰(zhàn)略。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域加強(qiáng)植保大數(shù)據(jù)建設(shè)，既是對(duì)國家重大戰(zhàn)略的落實(shí)，也是提高病蟲害監(jiān)控能力的有力舉措。

近年來，受氣候變化、耕作制度演變等因素影響，我國農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測防控面臨諸多挑戰(zhàn)。首先是病蟲害重發(fā)多發(fā)頻發(fā)，小麥赤霉病、水稻稻瘟病、“兩遷”害蟲、黏蟲等流行性、遷飛性病蟲害重發(fā)頻率提高，病蟲害監(jiān)測壓力增大；其次是基層植保機(jī)構(gòu)人手減少、青黃不接、力量薄弱，測報(bào)工作面臨“誰來干”的問題；第三是監(jiān)測手段還停留在比較傳統(tǒng)的階段，“眼觀手查、盤拍棍趕”的狀況沒有從根本上改變。

據(jù)劉天金介紹，在綜合利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)和裝備的前提下，傳統(tǒng)的植保工作將逐漸演變成為一種數(shù)據(jù)集中和共享的方式——在此基礎(chǔ)之上，技術(shù)融合、業(yè)務(wù)融合、數(shù)據(jù)融合都將逐步實(shí)現(xiàn)。

基于此，目前已經(jīng)在運(yùn)行中的中國農(nóng)作物有害生物監(jiān)控信息系統(tǒng)、全國農(nóng)作物重大病蟲害數(shù)字化監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)等監(jiān)管體系之間的信息壁壘可以徹底消除，統(tǒng)籌構(gòu)建成植保數(shù)據(jù)中心、信息采集系統(tǒng)、分析處理系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)和信息服務(wù)系統(tǒng)，最終形成一個(gè)覆蓋全國、統(tǒng)一接入、統(tǒng)籌利用的植保大數(shù)據(jù)共享平臺(tái)。

強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合讓人工智能深入田間地頭

據(jù)了解，今后三方將充分發(fā)揮各自優(yōu)勢，挖掘自身資源，在國家重大戰(zhàn)略和現(xiàn)實(shí)需求的指引下，推動(dòng)植保大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)。尤其是要引入人工智能技術(shù)，共同打造一個(gè)惠及政府政策制定、農(nóng)作物生產(chǎn)、病蟲害監(jiān)測預(yù)警等多個(gè)層面的智慧植保平臺(tái)，讓植物保護(hù)工作呈現(xiàn)出前所未有的科技化圖景。

中國科學(xué)院（合肥）智能機(jī)械研究所所長王儒敬介紹，打造“智慧植保平臺(tái)”的關(guān)鍵，就是充分發(fā)揮人工智能極強(qiáng)的自學(xué)能力，使其從海量植保數(shù)據(jù)中進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，挖掘潛在的規(guī)律和模式；同時(shí)，基于人工智能在大數(shù)據(jù)支持下的輔助決策能力，有效降低對(duì)數(shù)據(jù)的依賴程度，將植保工作做得更簡單、更科學(xué)、更智能。

從三方合作的層面來看，全國農(nóng)技中心擁有海量的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)資源。以全國農(nóng)作物重大病蟲害數(shù)字化監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)為例，目前已經(jīng)連通全國31個(gè)省級(jí)植保站和1030個(gè)病蟲害測報(bào)區(qū)域站，積累了近20年的測報(bào)觀測數(shù)據(jù)，共有210多萬張表以及3200多萬條數(shù)據(jù)。

另一方面，伴隨著傳感器、智能移動(dòng)設(shè)備等技術(shù)的發(fā)展，涉農(nóng)數(shù)據(jù)近年來呈現(xiàn)出每年50%～80%的爆發(fā)式增長趨勢，這些數(shù)據(jù)融合了農(nóng)業(yè)的地域性、季節(jié)性、多樣性、周期性等，僅與病蟲害測報(bào)相關(guān)的就包括氣象數(shù)據(jù)、作物信息數(shù)據(jù)、病蟲害遙感數(shù)據(jù)、地面監(jiān)測數(shù)據(jù)、病蟲害人工統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等，通過傳統(tǒng)方法往往難以處理和分析。

而這些數(shù)據(jù)卻為新技術(shù)的應(yīng)用提供了豐富的原始素材，通過對(duì)海量數(shù)據(jù)的整理和學(xué)習(xí)，從數(shù)據(jù)延伸為模型，進(jìn)而形成病蟲害自動(dòng)識(shí)別、統(tǒng)計(jì)分析、可視化趨勢、預(yù)測預(yù)報(bào)等功能系統(tǒng)，最終實(shí)現(xiàn)對(duì)病蟲害的智能化分析和精準(zhǔn)預(yù)測，徹底實(shí)現(xiàn)科學(xué)、綠色防控，為宏觀決策提供科學(xué)依據(jù)。

中國科學(xué)院（合肥）智能機(jī)械研究所、安徽中科感知大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院在自動(dòng)化、人工智能、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)研究方面具有雄厚的基礎(chǔ)。目前在安徽省境內(nèi)的10個(gè)植保站已經(jīng)建立了應(yīng)用基地，在全國范圍內(nèi)11個(gè)省份14個(gè)縣開展了智慧植保產(chǎn)品的試用和相關(guān)服務(wù)。

“智寶”“隨識(shí)”為日常生產(chǎn)提供科技支撐

未來，植保大數(shù)據(jù)建設(shè)還將深入到普通種植戶的日常生產(chǎn)中，切實(shí)提高重大病蟲害的防控能力。

目前，三方共同創(chuàng)新研制了名為“智寶”的移動(dòng)式病蟲害智能化感知設(shè)備，填補(bǔ)了國內(nèi)外移動(dòng)式病蟲害智能測報(bào)技術(shù)與產(chǎn)品的空白。該設(shè)備集成了包括視覺、溫濕度傳感器、地理位置、移動(dòng)終端等多種信息獲取手段，有效提升了現(xiàn)有病蟲害監(jiān)測能力。

在智慧植保平臺(tái)的思路下，三方還將進(jìn)一步致力于新技術(shù)的下沉，為種植戶開發(fā)真正好用的植保工具。劉天金說，“智慧植?！钡陌l(fā)展目前正和智能手機(jī)的普及密切結(jié)合起來。以正在開發(fā)中的“隨識(shí)APP”為例，其功能強(qiáng)大，界面簡明，操作簡便，擁有龐大的專業(yè)病蟲害知識(shí)庫，以服務(wù)普通農(nóng)戶、新型農(nóng)業(yè)經(jīng)營主體等為目標(biāo)，目前包含411種病蟲害的信息，對(duì)重大病蟲害的識(shí)別精度可以達(dá)到85%以上。同時(shí)，該APP擁有豐富的數(shù)據(jù)庫和先進(jìn)的云端技術(shù)作為支撐，為農(nóng)民提供更加全面而精準(zhǔn)的“植物診斷書”。基于人工智能，“隨識(shí)”還可以隨著時(shí)間的推移和數(shù)據(jù)的積累，掌握更多目前尚不支持識(shí)別的害蟲種類。

劉天金強(qiáng)調(diào)，解決實(shí)際生產(chǎn)需求始終是三方合作的關(guān)鍵導(dǎo)向，以成果轉(zhuǎn)化應(yīng)用為目標(biāo)，優(yōu)勢互補(bǔ)，力爭形成一批配套的專利技術(shù)成果，切實(shí)提高重大病蟲害監(jiān)測防控的能力。在目前合作基礎(chǔ)上，三方已經(jīng)有了一些成功的合作實(shí)踐：基本解決了測報(bào)燈下害蟲的自動(dòng)識(shí)別和分類計(jì)數(shù)技術(shù)，以及研制出了病蟲害田間發(fā)生數(shù)據(jù)智能采集設(shè)備等。這些研發(fā)成果從2017年開始就已經(jīng)在安徽、湖南、江西、河南等省開展試驗(yàn)示范，為植保大數(shù)據(jù)建設(shè)及進(jìn)一步的生產(chǎn)應(yīng)用積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。