农业环境管理与信息服务平台研制与应用

方案

结合国内外物联网技术、三维GIS技术在农业领域应用的现状与发展趋势[3-7]，针对辽宁省农业环境特点、环境管理现状及信息服务需求，研究提出了农业环境管理与信息服务平台总体框架，如图1所示。该平台为农业生产者提供生产指导，为农业科研工作者提供精准的科研数据和远程诊断，为农业管理者提供决策支持。

平台体现了一种全新的科学监控管理及技术服务模式，该模式以农作物生长环境信息为手段[8]，以传感器为基础，以计算机智能化决策为核心，以互联网络、移动通信为载体，以农民的实际应用为终端，实现对农业生产的产前、产中、产后集环境等农业资源的一体化管理。

2 平台实现的关键技术

2.1 基于知识库的农业环境监控管理系统

以“无线传感器网络”为基础，以满足生产相关条件为前提，提出了“农业智能物联框架”模型，该模型包括采集节点、控制节点、中心节点、数据接收服务器、应用软件5层，每层节点之间均通过物联网技术进行连接。农业环境监控管理系统工作流程见图2。该系统基于RIA-CBX软件架构，实现农业环境数据的实时采集、采集数据分析、农业生产告警、农业生产管理、监控设备管理等功能。系统功能见图3。

该系统包含了农作物生产技术规程库，该库根据农作物的生长栽培季节、生长周期、监测模式进行区分，将专家知识表述为不同条件下的量化了的农作物生长参数，并配有不同农作物生长周期水肥管理注意事项，基于平台实现知识的下发，对农作物的生产过程进行全程指导，如图4所示。该生产技术规程库的知识建设一方面由专家提供，另一方面通过对该平台采集的农业生产数据进行加工，经验数据通过专家审核获得。

2.2 农业三维GIS系统

基于三维可视化技术、空间数据库技术及Skyline技术，集成海量多源多分辨率遥感影像、数字高程模型、三维建筑模型等模型数据以及温室、道路等矢量数据，构建农业生产基地、管理区域等地的真实、直观的农业三维地理环境，实现基于三维可视环境的实景漫游、三维定位（图5）、地物浏览查询（图6）、数据显示、三维分析[土方分析、淹没分析（图7）、路径分析等]、空间量测、输出、二三维联动等功能，为农业提供三维信息服务。

2.3 系统集成

基于农业三维GIS系统，以基础地理框架数据为核心，集成农业环境监控管理系统和远程视频系统，搭建农业环境管理全面化、信息服务多样化、决策智能化的新一代信息技术支撑平台。实现海量数据的管理、信息资源的整合以及集成服务的提供，全过程监控农业产前、产中、产后信息，真实、丰富、具体地表现农业环境信息，全面、灵活地提供农业信息服务，为管理和决策提供更加直接和真实的目标和研究对象。系统功能集成如图8、9所示。

3 结语

“农业环境资源信息管理与服务平台”可广泛应用于温室、大田生产、水产、陆地养殖、滴灌节水、仓储、远程诊断以及灾害预警等领域，覆盖农业企业、农业科研、生产部门、农户，面向手机、网络终端用户提供服务。自2010年以来，该平台在农业种植、畜禽养殖、水产养殖等农业生产领域，依托自身的科技推广体系、辽宁省移动分公司等合作伙伴，在省内外相关地区进行示范并大面积推广应用。目前农业环境监控设备累计推广覆盖1 041.33 hm2，增加经济效益2.18亿元，平台已带动农业合作社152个，辐射农户14.5万户，进一步面向全省1万多农业合作社、超过500万农户提供农业生产管理和信息服务，潜在用户群体大，应用前景广阔。

该平台可以进一步完善，逐步增加重大研究项目、重点项目区、主要作物种植区域、主要温室作物的环境管理、信息服务范围，进行对农业环境信息更全面的采集、更深入的分析，进而实现大面积、多专业、多领域的农业环境信息管理与信息服务，进一步提高农业科研、生产指导和决策支持的信息化水平。

参考文献

[1]承继成，林珲，周成虎，等.数字地球导论[M].北京：科学出版社，2000：202-236.

[2] 朱慶.三维地理信息系统技术综述[J].地理信息世界，2004，2（3）：8-12.

[3]杨建思，陈永喜.城市三维信息系统的实现方法[J].武汉大学学报：工学版，2001，34（6）：126-128.

[4] 朱会霞，王福林，索瑞霞.物联网在中国现代农业中的应用[J].中国农学通报，2011，27（2）：313.

[5] 邢志卿，付兴，房骏，等.物联网技术在现代农业生产中的应用研究[J].农业技术与装备，2010（4）：16-20.

[6] XIANG Z Q，FU X，FANG J，et al.The applied and research of the internet of things in the modern agriculture[J].Agricultural Technology and Equipment，2010（4）：16-20.

[7] YAN M J，XIE N，WANG Z，et al.The application of the internet of things in the modern agriculture[J].China Agriculture Report，2011，27（8）：464-467.

[8] 王建强.基于嵌入式web的农作物远程环境监控系统设计[J].湖北民族学院学报：自然科学版，2014（2）：215-217.

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