本項(xiàng)目針對(duì)《“十四五”全國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展規(guī)劃》提出的發(fā)展方向，開展文獻(xiàn)研究和實(shí)地調(diào)研，分析評(píng)價(jià)3S、人工智能、大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等先進(jìn)科技成果的可用性、適用性的基礎(chǔ)上，通過(guò)關(guān)鍵技術(shù)評(píng)估梳理出了可直接應(yīng)用、需融合改造和亟待創(chuàng)新攻關(guān)的3類技術(shù)，凝練出項(xiàng)目主要技術(shù)瓶頸問(wèn)題，如種植與作物產(chǎn)量預(yù)估和品質(zhì)預(yù)測(cè)，農(nóng)田產(chǎn)量、化學(xué)指標(biāo)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型的開發(fā)及應(yīng)用等；在此基礎(chǔ)上，提出基于數(shù)字化的技術(shù)實(shí)現(xiàn)路徑，確定下列技術(shù)研發(fā)主要任務(wù)：

（1）農(nóng)田構(gòu)建要素的全過(guò)程智慧化監(jiān)測(cè)與管理

本項(xiàng)目首次用數(shù)字化的方式重新構(gòu)建了農(nóng)田監(jiān)測(cè)管理，應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)、空地一體化等現(xiàn)代信息技術(shù)聚焦作物生長(zhǎng)全過(guò)程管理，實(shí)現(xiàn)農(nóng)田的監(jiān)測(cè)智能化、在線化、可視化、科學(xué)化，將物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)作物產(chǎn)量與品質(zhì)預(yù)測(cè)結(jié)合，回溯數(shù)據(jù)，建立和優(yōu)化作物生產(chǎn)模型。

（2）系統(tǒng)化進(jìn)行智慧農(nóng)田建設(shè)模式和系統(tǒng)配置的研究

利用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)等信息技術(shù)，研發(fā)核心數(shù)據(jù)分析模型和算法，將技術(shù)應(yīng)用于智慧農(nóng)田建設(shè)，細(xì)分種植生產(chǎn)環(huán)節(jié)，提出智慧農(nóng)田的建設(shè)模式，開發(fā)系統(tǒng)的應(yīng)用工具，擴(kuò)寬數(shù)字技術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景。

（3）研發(fā)作物長(zhǎng)勢(shì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)模型，開發(fā)基于云計(jì)算的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

利用攝像頭對(duì)農(nóng)田進(jìn)行24小時(shí)全天候、全覆蓋監(jiān)測(cè)，精準(zhǔn)定位捕捉到每一株作物，定時(shí)定點(diǎn)拍照入庫(kù)，實(shí)現(xiàn)視覺(jué)的延伸及數(shù)據(jù)的耦合；以多形態(tài)、多角度圖像為訓(xùn)練樣本，通過(guò)計(jì)算機(jī)圖像識(shí)別、AI人工智能訓(xùn)練，研究開發(fā)作物長(zhǎng)勢(shì)智能識(shí)別模型算法，由多幅圖像獲取作物的三維幾何信息，輔助計(jì)算和識(shí)別出其株高、葉片數(shù)、葉面積等生產(chǎn)關(guān)注信息，開發(fā)作物長(zhǎng)勢(shì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)和異常預(yù)警系統(tǒng)。

（4）研發(fā)土壤、氣象環(huán)境因子監(jiān)測(cè)系統(tǒng)

通過(guò)氣象站監(jiān)測(cè)日照量、日照時(shí)數(shù)，氣溫、降水量、風(fēng)速、風(fēng)向、光合有效輻射等氣象數(shù)據(jù)，來(lái)獲得園區(qū)作物的最佳生長(zhǎng)條件，預(yù)報(bào)預(yù)警天氣，輔助人工決策。通過(guò)氣象站對(duì)園區(qū)土壤PH值、含水率、電導(dǎo)率、土壤溫濕度等數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)采集上報(bào)，對(duì)影響作物生長(zhǎng)的土壤因子全記錄，為土壤墑情管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)；

（5）構(gòu)建基于地塊環(huán)境的蟲情監(jiān)測(cè)模型，開發(fā)智能蟲情測(cè)報(bào)系統(tǒng)

通過(guò)智能蟲情測(cè)報(bào)燈的部署，可實(shí)現(xiàn)蟲情的有效誘捕，從而通過(guò)生物學(xué)、物候?qū)W、蟲口密度等指標(biāo)形成精準(zhǔn)測(cè)報(bào)；建立蟲情數(shù)據(jù)庫(kù)，為下一步測(cè)報(bào)預(yù)警提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)可對(duì)蟲情數(shù)量、密度統(tǒng)計(jì)，小樣地生成預(yù)警專題；為農(nóng)藥減量增效精準(zhǔn)施藥提供數(shù)據(jù)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)綠色防控，提升農(nóng)藥利用率，降低農(nóng)藥殘留對(duì)環(huán)境、人體造成的影響。

（6）開發(fā)并示范智慧精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)

實(shí)現(xiàn)B/S模式的系統(tǒng)架構(gòu)，以一個(gè)農(nóng)業(yè)智慧中心為主展板、多個(gè)應(yīng)用模板為分展板的“1+1+N”的設(shè)計(jì)建設(shè)智慧農(nóng)田管理平臺(tái)；實(shí)現(xiàn)對(duì)作物生長(zhǎng)環(huán)境及長(zhǎng)勢(shì)、作物生產(chǎn)管理、農(nóng)田管理、氣象環(huán)境管理、作物病蟲害及發(fā)生趨勢(shì)等進(jìn)行分析；利用大數(shù)據(jù)可視化關(guān)鍵技術(shù)，支持所有結(jié)構(gòu)化的信息表現(xiàn)方式，包括圖形、圖表、示意圖、地圖等，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析的可視化展示。