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当农业遇上前沿科技 农气服务有了新“亮点”

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  编者按近年来,无人机、实景监测、物联网、人工智能等前沿技术加速涌现,当它们来到农业生产领域,不断与之“融会贯通”,农业“土笨粗”的固有印象逐渐改变,正在走向更加智慧的未来。致力于为“三农”提供高质量服务的气象部门,依托这些新技术,不断创新服务形式和内容,探索出多种别具特色的农业气象服务方式。

  巧用“物联网”——“织”出智慧农气生态圈

  中国气象报记者 王兵 通讯员 朱雅莉

  金秋时节,江淮大地,田野染金,瓜果飘香,一幅丰收画卷徐徐铺展。

  丰收的背后离不开气象支撑。近年来,安徽省气象部门围绕地方农业特色产业发展,持续推进物联网设备的布局与应用,着力打造农业气象大数据平台“农气徽云”,开发出省、市、县一体化智慧农业气象业务系统,打造了以“惠农气象”App、公众号为主体的农业气象多媒体矩阵。

  在桐城市龙眠街道黄燕村,安徽文茶农林发展有限公司管理着将近1000亩的茶园。茶园管理是公司总经理孙壮志最为操心的一件事,“以前茶叶长势如何、是否需要灌溉等都需要人工现场察看,现在有了气象部门为茶园安装的物联网,这些问题迎刃而解。”孙壮志对物联网技术应用带来的好处深有体会。

  “在气象部门的观测设备上引入物联网技术,可以实时了解茶叶生长情况,根据土壤水分观测还可以了解茶园墒情,这些既能为茶园管理者提供重要助力,也为气象部门开展针对性服务提供重要参考。”安徽省农业气象中心高级工程师陈金华告诉记者。从2019年起,安徽省农业气象中心连续两年利用茶园物联网观测数据为该公司气候好产品评价工作提供助力,有效提升了茶叶气象品牌效应。

  今年以来,安徽省农业气象中心不断提升智慧农业气象服务能力。目前大数据平台“农气徽云”汇集全省气象、农业、工商等涉农部门100TB综合性数据资源,利用人工智能技术进行用户需求及获取信息渠道分析。同时充分对接惠农气象、安徽农网等融媒体平台,开展个性化、精准化的信息智能推荐服务,根据服务产品的网络用户访问情况进行效果分析。

  依托物联网技术,安徽省气象部门在整合海量涉农数据的基础上,实现了农业气象观测、条件评价、农业气候资源分析、主要作物气象灾害评估、关键农时农事及病虫害气象影响预报、作物产量预报等产品的智能生成;面向省、市、县业务人员,提供产品定制、智能合成、发布等通用业务功能模块;针对惠农气象服务手机应用,提供了基础数据产品输出与交互接口。

  智慧农业气象使得面向农业经营主体的直通式服务更精准。六安市惠农气象用户王光山告诉记者:“今年小麦再获丰收,亩产比周边高40多公斤。这其中‘惠农气象’解决了不少问题,从品种选取到种管收环节,精准的天气预报预警及农业影响信息都能一键获取。”而这些,都离不开物联网技术的支撑。

  河南省商水县张庄乡高标准农田示范区搭载的智能气象监测预警防控系统,能够对苗情、土壤肥力、墒情、日照、雨量、虫情等进行实时监测。图/文 周爱春配套智能气象监测预警防控系统——颠覆种田“土”印象中国气象报记者 周爱春 通讯员 贾大如

  “雨足高田白,披蓑半夜耕。人牛力俱尽,东方殊未明。”一首《田上》写出农民雨天耕作的艰辛情景。如今,在河南省周口市商水县,农民种地的情景已发生翻天覆地的变化。

  “你相信吗?我坐在家里,刷刷手机就知道该干啥活了,该咋干,能把上千亩农田伺候得舒舒服服。”10月27日,商水县张庄乡种粮大户邱守先说。

  2019年以来,商水县着力打造高标准农田示范区,为确保高标准农田稳产、高产,气象部门在张庄乡五万亩高标准粮田内配套建设了“智能气象监测预警防控系统”。

  今年50岁的邱守先,是南陵村村民,他种植的2000多亩农田位于示范区内。在邱守先的农田一角,一个农业自动生态气象观测站格外引人注目。它可以对农田内的苗情、土壤肥力、墒情、日照、雨量、虫情等进行实时监测。

  邱守先介绍:“6月我们这里比较旱,8日收到气象信息,说11日、12日有一场降雨,我们当时就组织机械全力投入播种,仅用两天播完,后来玉米全苗出齐,秋季获得大丰收。”

  不止于此。通过将智慧农业气象服务融入张庄乡高标准农田示范区物联网控制中心,不仅能提供是否需要浇水的信息,还能量身定制浇水量,为每一亩土地提供个性化的技术服务。

  “以往种植户浇地用水多少都是凭经验判断,现在则可以根据土壤的具体情况,开展一对一定制服务。”商水县气象局局长纪文华介绍,旱不旱,旱到什么程度,一亩地需要浇多少立方水,通过地头的观测站数据都能准确测量出来。这些信息连接手机App,农民可随时查看。

  目前,越来越多的智慧农业气象设施正“走进”田间地头,为种植户提供精细化服务。气象部门依托人工智能算法,用网格化智能监测系统对田间小气候、土壤肥力、农作物长势、常见病虫害等进行智能识别,将多源数据输入气象大数据中心,再通过5G网络传输到人工智能气象服务平台,与智能网格天气预报数据进行对接融合,动态生成网格化灾害预警和防控措施服务产品。

  “智能气象监测预警防控系统在今年的病虫害监测中也发挥了大效用。”张庄乡高标准农田示范区智能物联控制中心项目经理庞飞介绍,从6月24日开始到7月4日,示范区利用固定式生态气象站智能巡查、勘测苗情,察看病虫害,根据气象信息服务站反馈的数据,及时对夏玉米进行了草地贪夜蛾和黏虫等虫害防控,在初期就避免了病虫害蔓延,为保证粮食丰收打下基础。

  在河南省西平县二郎镇万亩高标准农田建设示范区,标准化农业气象科技示范园成为一道亮丽风景线。图/文 陈松开展无人机气象观测——“慧眼”装在茶园上空中国气象报通讯员 孟茹 夏明安 马艳

  “海拔951米,目前气温17.3℃,较海拔901米温度下降2.1℃。”在陕西省汉中市勉县汉滢有机茶园,汉中市气象局无人机飞手曹伟一边操控无人机,一边向汉中市生态农业气象专家胡江波反馈。

  茶园里,曹伟熟练地操纵着无人机不断攀升高度,胡江波在电脑面前实时记录着不同海拔高度气温的变化情况。

  近年来,汉中气象部门依托无人机观测业务化应用,持续开展农业生态遥感监测、防灾减灾应急保障等试验,全力护航农业生产。

  地处秦巴山区的勉县是茶叶种植大县。2019年,全县茶园面积达18.6万亩,茶农逾1.2万户,产值14.69亿元。茶叶是山区群众增收致富的支柱产业。

  2018年,汉中市气象部门选取宁强、佛坪、勉县、镇巴等四地组建小型无人机气象观测示范网。随后,连续两年在勉县阜川镇小河庙村开展无人机茶园小气候观测飞行,通过在一定高度范围内采集茶园的大气温度、湿度、气压、风向、风速等要素的垂直廓线和具体数据,为茶园种植管理提供精准数据和科学种植建议。

  每年3至4月是勉县茗眉等茶叶生长的关键期,此时如遇倒春寒,损失不可估量。自2018年开展无人机气象观测试验后,汉中市气象局生态农气中心通过立体气候观测资料分析,归纳基地茶园的山顶、山腰、山脚气候特点,向当地茶企业提出优化茶园管控办法,有效减少了倒春寒带来的损失。

  “他们利用无人机观测不仅为茶园提供了立体气候观测资料,还提出了有针对性的措施建议,为提高茶园产量和品质出谋划策,服务真贴心。”勉县汉唐茶业科技有限公司负责人刘玉娥说。今年,汉中市气象部门根据同一山坡不同气候特点分布情况,提出选取不同品种的茶树,合理修剪等建议,因时因地科学种植。

  无人机观测项目在惠及农业服务的同时,也在防灾减灾上发挥出重要效益。去年8月,勉县阜川镇小河庙村强降水造成山体滑坡,气象部门利用无人机机载摄像头和气象传感器,采集滑坡点影像数据资料和垂直压温湿风数据,结合卫星影像分析滑坡发展趋势,及时提出应对措施,有效减少了群众人员伤亡和财产损失。

  气象无人机在陕西省汉中市勉县阜川镇小河庙汉滢茶园开展立体气候观测。图/文 姜旭鹰布设梯度实景观测系统——撑起特色农业“富民伞”

  中国气象报通讯员 龚丹红 郜统哲

  今年,浙江省台州市仙居县东来家庭农场的杨梅获得大丰收,平均每棵杨梅树优质果产量达到70斤以上。

  仙居杨梅闻名已久,行内素有“中国杨梅看浙江,浙江杨梅数仙居”的说法。随着杨梅产业发展壮大、市场对杨梅品质要求逐步提高,杨梅生产管理对气象服务也提出了更高的要求。

  仙居县域面积2000平方公里,其中,丘陵山地1612平方公里,占全县面积80.6%,多样地形造就了仙居“八山一水一分田”,也造就了仙居独特的气候资源梯度分布优势,培养出仙居杨梅的独特品质。但另一方面,山地温差大、风力大等气候因素同样也制约着杨梅的规模化发展。为此,仙居气象部门布设杨梅梯度实景观测系统,为精细化服务设立“前哨岗”。

  通过梯度实景观测系统,气象部门可实时了解果园水果生长情况,快速形成服务材料。据仙居县气象局农气服务人员介绍,该系统在长势分析、灾害评估、病虫害监测等方面卓有成效,是对传统农业气象观测的有效补充,在农业灾害监测领域有重要价值。

  今年2月,气象部门通过实景观测发现杨梅雌花已经进入初花期。对此,农气服务人员深入各大杨梅园进行调查。发现今年杨梅普遍出现雄花比雌花迟开现象。如果雌雄花不同期开放,很有可能导致坐果率下降。针对这一情况,仙居气象部门联合林业专家及时出手,第一时间建议杨梅种植户在春梢萌发初期实施补充修剪,调节梢果矛盾,提高坐果率,并现场指导种植户对晚花进行人工辅助授粉,成功助力杨梅丰收。

  丰收之后,杨梅种植大户王洪友在微信群里发出这样一段话:“感谢气象局的“千里眼”,帮我们看到了今年杨梅的好年景。”

  目前,仙居县杨梅种植面积已达13.8万亩,投产面积12.5万亩,产量近10万吨,品牌价值20.67亿元。随着该系统的进一步完善,实景观测“千里眼”功能还将进一步增强。仙居气象部门将不断探索,以科技之力助推“仙居杨梅”这张金名片闪亮发光。

  六月仙居杨梅红,山水含笑迎宾朋。图/文 王一堡微聊天:科技赋能农气服务当有更多期许

  农业强不强、农村美不美、农民富不富,关乎国计民生,决定着亿万农民的获得感和幸福感,决定着全面建成小康社会的底色和成色。

  时下,随着无人机、实景观测、人工智能等前沿技术日趋成熟,可以预见,未来将有更多的高精尖技术被运用到“三农”领域。

  无论是脱贫致富,还是乡村振兴,农业高质量发展都离不开科技助力。对气象部门而言,布局无人机气象观测、物联网等,仅仅是服务创新的一小步。如何把新技术创造性地运用好、融入好,推广到更多的农业气象服务场景中,将是气象部门下一步需要思考的方向。

  以服务茶叶为例,气象部门在种植、收获环节已实现了对气象灾害的监测预警,在其他环节,气象部门能否借助科技之力进行融入?答案是肯定的。当下,就有气象部门基于历史再分析数据和长期气候预测数据,综合运用建模、算法等新技术,辅助预测农产品价格趋势,为科学种植提供依据。此外,他们还依托丰富的监测手段,为保险公司提供灾情发生时相关天气数据,帮助农业主体缩短灾后获赔周期、缩减保险费用。

  当然,科技对一个领域的改变,不在于一朝一夕。在这个过程中,需要经过大胆尝试、反复求证、不断探索和深入总结。在科技成果充分应用的当下,让高科技更好地造福“三农”,正当其时,大有可为。(文科)

  来源:中国气象局

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