衛(wèi)星大數(shù)據(jù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

冮蕊 尹朕 趙鑫

[摘 要] 目前，我國正身處物物相連的互聯(lián)網(wǎng)、分布式計(jì)算、信息化和智能化飛速發(fā)展的潮流之中，進(jìn)一步促進(jìn)了當(dāng)代農(nóng)業(yè)發(fā)展由保守模式向智能模式轉(zhuǎn)化。衛(wèi)星大數(shù)據(jù)和智慧農(nóng)業(yè)的聯(lián)系日漸緊密，較大程度地?cái)U(kuò)寬了現(xiàn)代生活中智能化農(nóng)業(yè)的作用范圍，明顯地提高了科學(xué)生產(chǎn)技術(shù)和信息生產(chǎn)技術(shù)，最大化地提高了資源利用率。本文主要分析什么是衛(wèi)星大數(shù)據(jù)，闡述如何將該技術(shù)運(yùn)用于智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

[關(guān)鍵詞] 衛(wèi)星大數(shù)據(jù);智慧農(nóng)業(yè);應(yīng)用

[中圖分類號(hào)] S126;TP311.13[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] A[文章編號(hào)] 1674-7909（2020）28-123-2

追溯歷史，作為歷來的以農(nóng)業(yè)為立國根本的國家，如何最大限度地提高土地利用率是均需考慮的問題，地少人多，維穩(wěn)成為重中之重。新興技術(shù)不曾崛起時(shí)，傳統(tǒng)耕耘的小農(nóng)經(jīng)濟(jì)對(duì)天氣的依賴是絕對(duì)的，農(nóng)作物的收成取決于四時(shí)變幻，農(nóng)民對(duì)于種植只能粗耕粗作[1]。但隨著科技的發(fā)展、智慧農(nóng)業(yè)的進(jìn)步，衛(wèi)星大數(shù)據(jù)的應(yīng)用日益廣泛，大數(shù)據(jù)的出現(xiàn)使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中各方面的門檻均實(shí)時(shí)增高。衛(wèi)星大數(shù)據(jù)在智慧農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用，可為農(nóng)業(yè)發(fā)展指明方向，針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的問題可及時(shí)提出解決辦法。衛(wèi)星大數(shù)據(jù)更深層次地拓寬了農(nóng)業(yè)獲取信息的途徑，有利于智慧農(nóng)業(yè)在我國蓬勃發(fā)展，進(jìn)一步提升我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)智能化水平。

1 智慧農(nóng)業(yè)概述

從巨大的物物相連的互聯(lián)網(wǎng)之中得到和保存在從事農(nóng)業(yè)活動(dòng)中需要的各種信息，這種方式即是有關(guān)農(nóng)業(yè)的大數(shù)據(jù)。通過各種數(shù)據(jù)技術(shù)對(duì)圖片影像進(jìn)行剖析，及深層次的探索學(xué)習(xí)等，可為農(nóng)業(yè)從事者提供有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的數(shù)據(jù)和設(shè)想，從而更好地進(jìn)行生產(chǎn)決策。智慧農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代化互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)轉(zhuǎn)型的碩果，其可精準(zhǔn)化運(yùn)用新興技術(shù)，系統(tǒng)化地將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中所遇到的阻礙均一一清理，從而極大地推動(dòng)農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

獲取相關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的各種信息是推動(dòng)智慧農(nóng)業(yè)進(jìn)一步發(fā)展的基礎(chǔ)。當(dāng)前看來，我國歷年有關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方面的信息數(shù)據(jù)均很豐富，智慧農(nóng)業(yè)可對(duì)這些信息進(jìn)行剖析，并對(duì)農(nóng)業(yè)活動(dòng)做出預(yù)想，從而極大地滿足農(nóng)民需要[2]。傳統(tǒng)模式下的農(nóng)業(yè)信息收集具有一些缺點(diǎn)，在植物種植生長過程中無法及時(shí)把握其變化，有的需要通過人力操作無人機(jī)進(jìn)行拍攝，有的需要使用物聯(lián)網(wǎng)傳感器檢測(cè)等。以上均要耗費(fèi)各種資源，因此，為隨時(shí)隨地均能把握農(nóng)作物生長情況，轉(zhuǎn)化和創(chuàng)新技術(shù)成了當(dāng)務(wù)之急。

2 衛(wèi)星大數(shù)據(jù)的優(yōu)勢(shì)

目前，衛(wèi)星技術(shù)逐漸呈現(xiàn)一體化趨勢(shì)，各種不同的衛(wèi)星已覆蓋整個(gè)地球。通過衛(wèi)星技術(shù)手段獲取的信息，更加高效、快捷、真實(shí)、多面。衛(wèi)星技術(shù)中光學(xué)獲取信息的方法，更加節(jié)省人力和時(shí)間。目前而言，我國衛(wèi)星技術(shù)已有一套自己的系統(tǒng)化操作，加之有的非公營企業(yè)也有發(fā)射衛(wèi)星的權(quán)利，以后會(huì)有更多的小型微納光學(xué)衛(wèi)星將在渺茫的宇宙中占據(jù)一席之地。采取衛(wèi)星技術(shù)所得到的信息具備以下優(yōu)勢(shì)。

2.1 數(shù)據(jù)精確

在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)過程中，相關(guān)人員要依據(jù)農(nóng)產(chǎn)品自身的生長情況制訂相對(duì)應(yīng)的管理措施。例如，農(nóng)業(yè)工作者可通過觀察農(nóng)產(chǎn)品生長過程中的變化，從而研究農(nóng)作物是否需要通過外在手段除蟲、灌溉、增加養(yǎng)分等，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)順利進(jìn)行。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式中，農(nóng)業(yè)工作者多依據(jù)自身經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)作業(yè)，他們針對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的問題往往一概而論，嚴(yán)重阻礙了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有序開展。與傳統(tǒng)信息獲取方式相比，衛(wèi)星技術(shù)所捕捉到的信息更加準(zhǔn)確，目前分辨率較高的衛(wèi)星分辨率可以小于1 m，高光譜的衛(wèi)星分辨率在5～10 m[3]。這種類型的衛(wèi)星可以在不同時(shí)段通過大量波段監(jiān)測(cè)地球表面，從而獲取更加準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)圖像，為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展打下堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。更加立體化、精確化的信息更有利于生產(chǎn)者做出有利的決定，從而促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。

2.2 范圍廣泛

鑒于我國多種類型的地勢(shì)分布，復(fù)雜的地理面貌成為數(shù)據(jù)獲取的絆腳石。例如，利用無人機(jī)對(duì)地形進(jìn)行勘測(cè)時(shí)，地勢(shì)形態(tài)、天氣變化均可打斷無人機(jī)的工作。而采取衛(wèi)星收集信息則不會(huì)受制于這些束縛，其能拍攝的范圍是無人機(jī)的數(shù)倍，范圍極廣。

2.3 實(shí)時(shí)性高

農(nóng)產(chǎn)品種植到產(chǎn)出的階段對(duì)數(shù)據(jù)實(shí)效性均有自己的標(biāo)準(zhǔn)，但原來的數(shù)據(jù)收集方難以達(dá)到這一要求。而由于衛(wèi)星自身工作中的時(shí)速性，采用衛(wèi)星大數(shù)據(jù)可及時(shí)全面地呈現(xiàn)作物生長狀態(tài)。

3 衛(wèi)星大數(shù)據(jù)在智慧農(nóng)業(yè)中的具體應(yīng)用

以往的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方法較為滯后，導(dǎo)致小農(nóng)經(jīng)濟(jì)比重一直保持較高的占比，這是我國社會(huì)結(jié)構(gòu)中“三農(nóng)”問題的重點(diǎn)。我國農(nóng)業(yè)經(jīng)營模式正處于轉(zhuǎn)型階段，采用衛(wèi)星大數(shù)據(jù)方式幫助農(nóng)業(yè)活動(dòng)的生產(chǎn)經(jīng)營，能加速我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展。衛(wèi)星大數(shù)據(jù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用主要有以下幾方面。

3.1 環(huán)境檢測(cè)

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)處于較為高級(jí)的環(huán)境體系中，隨著傳感器更加完善，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的數(shù)據(jù)會(huì)更加廣泛，從播種到收獲，每一個(gè)過程信息變化均需要進(jìn)行檢測(cè)和監(jiān)管，以便更好地對(duì)農(nóng)作物生長方式進(jìn)行剖析，做出更加精確科學(xué)的決策。采取衛(wèi)星拍攝方式，可在獲取農(nóng)產(chǎn)品數(shù)據(jù)的同時(shí)監(jiān)測(cè)有關(guān)農(nóng)業(yè)土地信息的變化。采用高光譜的衛(wèi)星技術(shù)方式獲取土地表面數(shù)據(jù)，能精確地對(duì)周圍資源環(huán)境的健康與否進(jìn)行分析，可進(jìn)一步進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的評(píng)估和科學(xué)設(shè)想，其是分析農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的重要手段。

3.2 農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)警

分析農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)可知，要想減少農(nóng)業(yè)活動(dòng)中所遇到的風(fēng)險(xiǎn)，要綜合考慮生產(chǎn)者、生產(chǎn)方式、消費(fèi)者和需求量等，并進(jìn)行合理規(guī)劃，以判斷市場(chǎng)情況，制訂應(yīng)對(duì)危機(jī)的方法，從而規(guī)避由市場(chǎng)帶來的致命波動(dòng)。采用大數(shù)據(jù)可在以后的發(fā)展方向方面為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供客觀信息，規(guī)避風(fēng)險(xiǎn)。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式均受制于氣候，難以規(guī)避天災(zāi)的影響，而衛(wèi)星大數(shù)據(jù)的應(yīng)用可有效解決這一難題。衛(wèi)星大數(shù)據(jù)可從歷年的天氣和氣候變化著手，根據(jù)規(guī)律推斷氣候變換，從而避免極端氣候?qū)r(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)產(chǎn)生的影響。

3.3 農(nóng)業(yè)科學(xué)管理

在農(nóng)作物種植期間，按時(shí)監(jiān)測(cè)已成為必要的過程，從中獲取數(shù)據(jù)構(gòu)建模型，剖析所獲取的信息，綜合各類信息進(jìn)行測(cè)評(píng)，從而判斷農(nóng)作物的生長是否處于正常狀態(tài)，進(jìn)而做出科學(xué)決策，促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。根據(jù)不同地質(zhì)的調(diào)查，可對(duì)農(nóng)作物生長對(duì)癥下藥，提高精確度。例如，不同地區(qū)土地走勢(shì)、肥沃程度均存在一定的區(qū)別，且灌溉方式也各不相同。而傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)模式并未對(duì)此區(qū)別管理，均統(tǒng)一采用同種澆灌手段，造成水資源大量浪費(fèi)的同時(shí)阻礙了農(nóng)作物健康生長。通過衛(wèi)星技術(shù)的應(yīng)用，對(duì)圖像的處理，可分析不同地質(zhì)的好壞，能更加科學(xué)地對(duì)土地進(jìn)行灌溉管理。對(duì)于灌溉方面，從我國當(dāng)下情況出發(fā)，絕大多數(shù)地區(qū)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中多使用大水漫灌的方式，大大浪費(fèi)了水資源，且降低了灌溉效益。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)能使用衛(wèi)星技術(shù)監(jiān)測(cè)農(nóng)作物的生長變化情況，以此核算農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中所需的用水標(biāo)準(zhǔn)，然后分析獲取的數(shù)據(jù)構(gòu)建模型進(jìn)行科學(xué)預(yù)測(cè)，最終制定一個(gè)科學(xué)環(huán)保精確的灌溉方法。對(duì)于預(yù)防病蟲害方面，衛(wèi)星大數(shù)據(jù)平臺(tái)可從了解病蟲害原因方面著手，分析農(nóng)作物所處的環(huán)境和氣候，并研究相關(guān)資料，剖析病蟲害發(fā)病率，從而為病蟲害的科學(xué)預(yù)測(cè)和合理防治提供依據(jù)。

3.4 農(nóng)業(yè)金融服務(wù)

衛(wèi)星大數(shù)據(jù)技術(shù)的運(yùn)用，能給農(nóng)業(yè)金融方面提供強(qiáng)有力的支持。有關(guān)農(nóng)業(yè)的金融機(jī)構(gòu)能采用衛(wèi)星技術(shù)收集信息，從而達(dá)到預(yù)測(cè)和評(píng)估的目的，更好地掌握市場(chǎng)走向。此外，保險(xiǎn)公司能通過衛(wèi)星技術(shù)收集信息，構(gòu)建相關(guān)模型，從而有針對(duì)性地對(duì)遭受損失的地塊進(jìn)行相關(guān)賠償。

4 結(jié)語

隨著科學(xué)技術(shù)的蓬勃發(fā)展，智慧農(nóng)業(yè)取代傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式是大勢(shì)所趨。衛(wèi)星大數(shù)據(jù)和智慧農(nóng)業(yè)相輔相成，進(jìn)一步改變了農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，減少了資源浪費(fèi)，更好地增加了生產(chǎn)數(shù)量。盡管衛(wèi)星大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中還未形成一套成熟的固定模式，所設(shè)想的方式和結(jié)果仍存在些許不同，但隨著信息獲取方法的改良提升，衛(wèi)星大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)信息化前進(jìn)的道路上已成為必不可少的組成部分。目前，我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)正面臨轉(zhuǎn)型升級(jí)，衛(wèi)星大數(shù)據(jù)和智慧農(nóng)業(yè)的深層次合作將會(huì)為農(nóng)業(yè)的升級(jí)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。打造“空天地”一體化智慧農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)平臺(tái)，會(huì)成為促進(jìn)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的重要助力，可進(jìn)一步推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)智能化一體化發(fā)展，改變管理模式，提高糧食總產(chǎn)量，進(jìn)而增加農(nóng)業(yè)工作者的收入。

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