基于遙感技術的智慧農業研究

徐小禹

采用遙感設備，在云計算環境下，通過各種技術手段采集農作物生長環境的多源異構大數據信息，對所獲取的農作物生長環境多源異構大數據信息進行預處理、清洗去噪、融合分析和智能調控應用，并結合具體示范應用進行研究。根據農作物生長環境地塊土壤、水肥、溫度濕度、作物病蟲害、雜草及產量等在時間與空間上的差異，進行相適宜地耕種、施肥、灌溉、用藥及收獲，以合理的投入來獲得最好的經濟效益，確保農業的可持續發展并進行農作物優化管理，最終實現農業生產過程的精細化和準確化。

一、引言

傳統的農作物生長環境調控費時、費工且需要進行室內分析，不能滿足大范圍精準農業生產的迫切需求。遙感技術因其具有觀測視野大、無損監測和信息量豐富等特點，被廣泛用于農作物生長環境的監測、分析和評價中。目前，遙感監測和對農作物生長環境進行智能調控已開始小范圍試驗和推廣，但是，對農作物生長環境進行智能調控仍需要深入研究，相應的農作物生長環境智能調控系統也需要構建，尤其是實現大范圍的業務化運行。在此背景下，使用遙感設備實時進行大范圍的農作物生長環境圖像采集、氣象監測和土壤監測，建立農作物生長環境智能調控監測平臺，結合云計算和大數據處理技術實現全面的農作物生長態勢預測，可指導農民科學種植。

二、系統設計

為了方便數據和系統更新以及相關參數的修改，系統采用B/S架構，包含數據訪問層、應用邏輯層和表現層，并建立了基礎地理數據庫和業務數據庫。數據訪問層主要是負責農作物生長環境數據的存儲、管理和維護。應用邏輯層的功能是負責解析農作物生長環境地理信息數據，對數據進行處理，實現數據顯示。表現層的實現基于應用邏輯層，為監管人員、農戶等其他用戶提供管理、查詢和瀏覽等功能。

“農作物生長環境智能分析平臺”根據用戶角色（平臺管理人員、農戶和其他普通用戶）提供相應的管理、查詢和瀏覽服務。根據農作物生長環境管理工作需求，分為公共服務模塊、農作物生長環境智能分析模塊、農業生態大數據集集錦模塊和后臺管理系統四大模塊。

1.公共服務模塊

公共服務模塊主要介紹農作物生長環境的地理風情面貌、有關農業生態發展的最新訊息，以及適合農作物生長環境精準化管理的全景、實景和視頻資料。

2.農作物生長環境智能分析模塊。

該模塊主要用來獲得所需要的地理數據，將各種地理要素數據進行整理和預處理，進行數據入庫和有效的空間數據管理。農作物生長環境智能分析平臺主要采用Ajax技術，可以有效減少用戶因為瀏覽器卡頓而中斷操作的可能性。模塊主要儲存和展示農作物生長環境檢測結果，其中所檢測的內容由土壤因子、水指標、天氣因子和病蟲害因子以及這四種影響因素混合在一起的多源異構數據對農作物生長環境的影響，輔助農戶來管理、保護農作物，降低農作物受損的概率。

3.農業生態大數據集集錦模塊

該模塊主要儲存和展示課題組采集的、或者通過一些渠道收集整理的農業生態大數據集。這些農業生態大數據集可以直接儲存在服務器上，如果是放在一些網站上的開放共享的數據集，為了減少自身服務器的負擔，可以通過一個鏈接網址直接指向互聯網上的開放共享的數據集。

4.后臺管理模塊

該模塊為用戶在管理、更新和維護數據資料提供服務。同時，后臺管理的賬號是根據不同角色分配并注冊獲得。Web系統中監管人員和農戶可通過門戶網站的不同的后臺管理入口進入。

三、結束語

將遙感技術、模式識別、計算機視覺以及數據挖掘等信息化技術和人工智能技術應用于解決農作物生長環境大數據的遙感監測和預報研究，有效融合遙感、氣象等多源數據，充分挖掘可用數據信息，以更好地支持農作物生長環境和生長態勢的監測、預警和評估工作，發展適用于遙感大數據的自動分析和信息挖掘理論與技術。