数字农业应用实践,重点高校成果显现
近年来,随着云计算、大数据、物联网等新一代信息技术加快应用和光纤等网络通信基础设施广泛覆盖,数字农业的发展正遇到难得的发展机遇和前所未有的关注。然而,当前数字农业的发展仍存在数据资源分散,基础数据管理体系建设不足,生产经营者转型意愿不高等问题,数字农业走向成熟的产业化规模化仍有距离。
由数字农业产业推进方阵和TC608云计算标准和开源推进委员会联合主办的“数字农业大咖说”上,各领域大咖现场聚焦如何围绕数字农业关键技术,如何构建完善的农业生产体系,如何把农业教育、科研、推广相融合,相继分享前沿思想和显著成果,来自内蒙古农业大学、山西农业大学的大咖代表重点高校分享了他们在推进数字农业应用实践中的一些尝试。
内蒙古农业大学上线云畜牧创新平台2.0
数字农业产业推进方阵首批成员单位,内蒙古农业大学,动物科学院院长兼科技处处长齐景伟教授带领的团队在过去几年中不断建设完善的面向畜牧业的数字农业先进应用--内蒙古农业大学云畜牧创新平台2.0版。平台投入逾3000万,上线以来,受到省部级领导、高校领导、龙头企业和业内专业等的广泛认可。
图 1云畜牧创新平台2.0
云畜牧创新平台(以下简称“创新平台”)面向多场景开发应用,平台内有畜牧数据中心平台、畜牧资源共享平台、创新教学培训平台、畜牧云服务平台4个满足主要应用需求的功能平台。
图 2畜牧数据中心平台
畜牧数据平台包含了数据的采集,数据的管理、分析,以及数据融合最后形成数据资产,齐教授表示,我国数字经济占有GDP的总量超过了36%,而农业在数字化的贡献率几乎是零的,数据平台的建成就是通过数字技术贡献农业生产的尝试。最初这四个子平台的运行形成数据资产,我们还没有畜牧业的数据标准,数据怎么去衡量、交易成了面临的问题。目前2.0版本通过数据中心平台的数据采集、融合、分析到数据资产,建立支撑科研、教学、社会服务,把不同维度的数据融合,应用到畜牧养殖融合一个场景,包括环境实景、过程、体征。我们从云端取过来数据以后,形成实时的实景应用到教学等工作中。实景包括环境采集的环境实景和整个数字化养殖过程,再对实时环境下的多维度数据进行融合分析,形成常规的技术+生物学的数据+大数据的科研理念架构。
图 3畜牧资源共享平台
畜牧资源共享平台包括畜牧数据资产共享系统、教学资源共享系统、可视化分析环境共享系统、大数据开发套件共享系统、智能实验室共享系统5项资源共享系统。畜牧数据资产共享系统面向科研用户、行业用户及农业信息化用户,提供三种方式的数据共享系统,确保数据基于权限的模式,实现安全共享。教学资源共享系统,面向用户提供实景、虚拟仿真及课程等用于教学及培训的资源共享。可视化分析环境共享系统,作为大数据共享分析系统,提供开放分析环境及各类算法、模型及分析工具。大数据开发套件共享系统集大数据采集、处理、开发、管理于一体,提供专业高效、安全可靠的一站式大数据智能研发处理平台。智能实验室共享系统,通过预约、门禁、电控、视频追踪及教育资源共享,实现从对象、时间、空间、过程到内容的全方位开放,达到实验室载体的开放共享。
图 4创新教学培训平台
创新教学培训平台是对传统畜牧学科教学的一次改革,区别于以往的PPT为主的教学,依托创新教学培训平台的未来教学模式,将教学场景虚拟化,包容传统的PPT展示功能,但在教学中遇到难以理解或想象的问题时,通过培训平台,教学与养殖现场直接对接,师生甚至可以与现场技术员直接交流。
此外,我们更通过信息仿真,将养殖内容虚拟化,虚拟仿真标本,代替传统实体标本,形成体量巨大的标本数据库,教学的发展也带动标本数据库和教材的更新发展,畜牧结合数字化信息化,融入教材里去,形成打通养殖、生物安全、物流、售卖等全流程的可视化教学新模式。
图 5畜牧业务云服务平台
数字畜牧应用本身要服务于社会,畜牧业务云服务平台实现利用真实的数据服务指导农业生产。平台与正大集团合作,首先实现了猪的数字化养殖,也正在投入养牛、养羊等场景,采集数据、供应链数据进入指挥平台,实现对养猪环境、个体特征等信息的精准掌握,并在此基础上,实现了远程诊断、行为监测等功能。
齐教授最后总结道,畜牧业整体数字化的水准依然很低,畜牧人和信息化人如何融合、如何理解,是解决畜牧等农业数字化的关键问题。
山西农业大学融合多方力量,推进数字农业落地实践
在山西农业大学软件学院院长、信息科学与工程学院院长李富忠教授的眼中,数字农业的表现就是农业的数字化,是农业大数据科学决策的应用平台,是农业农村农民革命性变化的引擎。未来农业生产走向工业化,农村管理走向企业化,两者最终走向信息化、标准化,然而当前数字化农业的体系、标准仍没有形成,存在政府搭建数字农业应用过程中农民不信任、投资偏高的问题,李教授和他的团队,依托山西农业大学专业基础,结合山西农业发展实际,近年来完成数字农业标准化、可靠实践应用的一些尝试。
图 6 中央一号文件关于“农业农村大数据中心”的建设要求
大数据建设方面,山西农大紧跟山西省落实中央一号文件精神,成立国有集团,归集山西省农业大数据中心、山西农大数据中心统一管理,协助建设我国首批农业高新区。
图 7 山西农大建设智慧农场
数字农业在种植业的实践方面,山西农大建设智慧农场,集合土壤数据、土质信息、作物信息、视频监控、病虫害监控、物流数据等,实现农作物种植生产销售数字化、可视化、全流程监管,满足消费者更多需求。目前智慧农场与当地小区合作试验,消费者月付一千余元即可不限量食用新鲜蔬菜,农民则基于消费信息等数据高效种植生产对应作物,试验效果良好。除此以外,山西玉露香梨的生产销售也应用了类似的数字科技赋能农业种植的手段。
图 8 数字养牛一体化
养殖业方面,山西农大在物联网端,给每头牛绑定耳标、项圈等传感器,即可以采集牛从出生到出栏的实时动态数据,包括体温、采食量、活动量等,监控每头牛的生长状况、健康状况,提前预防肉牛疾病和死亡等。此外,安装在牧场的智能体重秤可以记录牛只的体重数据,摄像头则还可采集可视化的信息向相关方提供直观的视频数据。结合物流数据,形成肉牛生活情况、采食、疫苗疾病、产品流向全方位数据,产生面向银行、保险、药厂、销售等多方面的数字一体化应用。
图 9 区块链等数字科技助力“牛银贷”
其中,物联网端采集到的数据存储于区块链上,实现生物资产的数据化,并将数据分享给政府、银行、保险公司等各相关方,由于区块链数据不可篡改且可追溯,银行和保险公司可监控每头牛的全生命成长周期,解决中小牧场融资难上保险难的问题。
图 10 数字科技带来盈利提升
“牛银贷”让农户优势优秀的牧场能以较小的资产迅速形成较大的养殖规模,经估算,妥善经营的肉牛养殖厂,借此可实现30%以上的毛利润。
李教授最后总结道,大数据等数字技术,为我们带来很多“逆经验”的决策,合理利用这些数字技术,能为我们的农业生产和科研带来新的突破。
数字农业产业推进方阵由中国信息通信研究院和中国农业科学院农业信息研究所牵头成立,以打造数字农业高端交流平台,深化产业合作,推动数字农业生态发展为使命,联合政、产、学、研、用多方力量,凝聚产业共识,整合优质资源,开展技术研究,完善标准体系,搭建合作桥梁,推动数字农业产业发展和应用落地。
方阵下设政府支撑工作组、标准工作组、云平台工作组、算法工作组、设备工作组、金融工作组和区块链平台工作组,持续围绕数字农业领域政府支撑、标准制定、技术研究、产业合作等方面展开工作,欢迎新成员加入和新领域合作。
方阵联系人:
何川 18810817952 hechuan@caict.ac.cn
方阵成员单位列表
单位名称 |
中国信息通信研究院 |
中国农业科学院农业信息研究所 |
中国科学院网络信息中心 |
内蒙古自治区生物技术研究院 |
江西省农业科学院农业经济与信息研究所 |
山西农业大学 |
内蒙古农业大学 |
中国农业科学技术出版社有限公司 |
中国农业机械化科学研究院 |
内蒙古爱养牛科技有限公司 |
河北省畜牧良种工作总站 |
潍坊食品谷供应链管理有限公司 |
中移物联网有限公司 |
京东数字科技控股股份有限公司 |
优刻得科技股份有限公司 |
北京农信互联科技集团有限公司 |
北京世纪盈联科技股份有限公司 |
中联智科高新技术有限公司 |
遨科智能科技(杭州)有限公司 |
瀚云科技有限公司 |
云南易见纹语科技有限公司 |
山东嘉扬信息科技有限公司 |
深圳华大生命科学研究院 |
京东云计算有限公司 |
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