导读
数字化、智能化是现代农业发展的新形势,低空设备、大数据等技术被应用于农业生产、管护、产销全过程中。目前国内数字农业蓬勃兴起,但存在研发成本高、落地难度大、重复建设等问题,不少优质方案难以推广。
江苏积极借助自身丰富的农业和数字产业资源优势,将开源技术融入到农业发展之中,开放共享技术、统一应用标准,降低改造门槛,结合省内不同区域打造适配方案,走出自己特色的道路,为全国数字农业发展提供了可借鉴的实践样板。
项目缘起:破解农田精细化管护难题
南京农田纵横交错,人工管理效率较低,病害预警滞后。各个地区独立搭建监测系统,硬件互相兼容,数据无法互通,浪费了大量资金投入,当地企业利用开源技术搭建统一管控系统,开放核心能力,补齐农田数字化管护短板。
开源技术体系:适配本土农田管护需求
采用Cesium开源GIS地理信息引擎搭建三维可视化底盘录入农田、水利、种植分区等信息,完成全域农田可视化呈现,管理员及其部队远程查看田间整体状况。
田间感知模块运用OpenCV开源开源视觉识别算法,全天候检测作物长势、土壤墒情与病虫害,替代了人工巡查。模块可以搭载各类农用传感器,兼容不同品牌农机设备,解决了硬件零散、数据不通的困境。
数据管理平台依托Apache Superset开源大数据框架,集中汇总田间各类信息并做智能分析,输出科学管护方案,为精准施肥、病虫防控以及抗旱排涝等农事工作提供可靠的数据支撑。
落地运营场景:全周期守护粮食生产
该系统全面应用于南京全域高标准农田、粮食生产功能区,覆盖水稻、小麦等主要粮食作物的全生长周期。日常可在田间和日常指导、观察农事实施情况,如遇极端天气、病虫害发生快速进行全域排查,提前预判农业风险,为农业防灾减灾、科学种田提供保障。
落地成效:精细管护提升粮食产能
系统一改农田粗放管理模式,人工巡田成本降低 60% 以上,田间隐患发现处置效率提升近三倍。智能化管护规范农资施用,有效减少化肥、农药浪费,助力农业绿色发展。该开源管护模式已在南京所有涉农区县落地推广,为都市近郊精细化农业发展提供了成熟范例。
项目缘起:解决农机作业供需失衡痛点
扬州的农忙时节,对各类农机的需求集中,而本地农机却分散,找机难,闲置,调度混乱。一些中小农机企业缺乏技术研发能力,无法向数字化转型。当地充分运用开源技术打造轻量化调度系统,通过自身优势来开放核心技术,整体统筹农事作业。
开源技术体系:优化农机农事调度效率
智能作业调度引擎基于OpenRouteService开源路径规划框架设计并搭建完成,根据农田位置、作业面积、农机类型匹配最优作业设备,合理规划作业路线,避免农机重复作业、空驶浪费;
农机状态监测依托于EMQ X开源物联网框架搭建并同步农机位置、作业时长、设备状态等信息,确保农机作业全程可追溯、可监管。
农事订单管理系统采用Flask开源轻量化开发框架,适配农户线上预约、农机团队接单调度、作业数据统计等功能,简化农事服务对接流程,适配基层农业服务场景。
落地运营场景:保障农时高效作业
系统主要用于扬州全域大田耕种、收割、深耕等各类农事作业,解决农忙时节农机难以供需匹配的问题,将本地和跨区的农机资源合理组织,实现规模化、标准化农事作业,避免农时拖延。
落地成效:降本增效助力丰产丰收
借助开源技术落地应用,基层农机数字化应用门槛显著降低。农机综合利用率提升 45%,农户整体作业成本下降 30%,农忙调度响应速度提升一倍。这套标准化智能调度体系,让当地农机服务更规范高效,相关方案已在苏中十余个粮食主产区推广使用。
项目缘起:破解特色农业植保难题
南通种养品类繁多,特色作物地块形态复杂,人工植保耗费时间长、消耗耗材严重,常规设备难以适应。当地企业依托开源飞控与视觉算法打造专属植保系统,共享技术经验,促进特色农业发展壮大。
开源技术体系:适配特色作物植保需求
精准飞行控制系统是对原有ArduPilot开源农业飞控固件的优化升级,可以适配不规则地块、高低错落花木、果蔬种植场景,灵活躲闪田间大棚、林木等障碍,确保作业全覆盖;
智能变量作业模块依靠OpenCV开源视觉识别技术,精准识别作物长势和病虫害分布情况,动态调整喷洒药量和喷洒范围,做到精准植保,减少农资损失;
作业数据溯源框架依赖Apache Hadoop开源大数据工具搭建,对植保作业数据全程记录,实现特色作物农事管护可溯源,符合绿色农产品种植标准。
落地运营场景:覆盖粮食与特色产业
除了大田粮食作物和果蔬、花木等特色经济作物的植保,还可以常态化开展病虫害防治、叶面养护、除草消杀等工作,也能够为家庭农场或者种植合作社提供个性化低空植保服务。
落地成效:赋能特色农业提质增效
低空智能植保作业效率较人工提升 8 倍以上,农药用量减少 25%,水资源消耗降低 20%,有效压缩种植成本。精准作业模式助力本地打造优质绿色农产品品牌,这套开源共享的服务方案,也为长三角特色农业数字化发展提供了可行思路。
南京、扬州、南通三地根据各自农业产业特点依托开源技术走出了不同的数字农业发展道路,分别实现了农田精细化管护、农机智能化调度、特色作物精准化植保的数字化升级;不同于传统的农业数字化重硬件、重投入、碎片化建设,江苏坚持技术开放、资源共享、标准共建,用低成本、可复制、易落地的开源方案解决基层农业生产中的各类痛点。
开源技术的持续落地,让数字技术真正扎根江苏乡村田间,让传统农业变得越来越精准化、智能化、高效化。在未来的日子里,随着开源生态的持续完善,应用场景的不断拓宽,江苏的数字农业建设也会进一步提质扩容,始终为全国农业数字化转型输出优秀的实践经验。