【云駐共創】AI賦能農業+衛星大數據驅動現代農業升級

（一）佳格對農業的理解

國內遙感技術日趨成熟，人工智能獨具優勢，但在農業領域尚未大規模商用。如何借助衛星加AI技術驅動現代農業升級呢？當衛星與農業數字化同頻，當AI與農業智慧化共振，現代農業的發展不再只是盯著一畝三分地。農業技術已經有突破，但是要實現行業賦能的可持續性發展，又要如何做呢？答案就是數字化農業，數字農業是未來農業的一個發展趨勢，是在未來十四五的期間數字經濟的一個新的增長點。

農業相對于我們熟悉的工業來講，他其實是有很大的差異性的，農業最大的特點是具有時空特性，同時農業也是最具時空特性的行業之一。時空特性分為時間特性和空間特性，農業中的時間特性又表現為：農業生產的長周期、農業生產的長鏈條、農產品市場的波動性；農業中的空間特性表現為：不同區域的農業、不同區域的農村、空間也具有時間性。因為我國國土面積巨大，所以空間特性在我國表現得更加明顯。我們國家每個地方的這種區域的氣候、土壤和地形地貌的一些產業結構都不同，所以這也就從不同的區域的這種維度上造就了這個地方的農業，實際上是千差萬別的。

農業的領域非常的大，然后所面臨的挑戰也有非常多，無論是宏觀層面的，還是微觀層面的，都存在很多的問題和挑戰。那么傳統農業面臨的痛點及需要解決的問題有哪些？對于傳統的農業來說，在農業生產過程中沒有收到數據的支持，更多的是來源于以往的“經驗”，對于農業管理來說，傳統的農業的管理者是通過層層上報的，這種方式來去獲取到農業生產各個過程的數據，對于農業的這種產業結構來說這種管理，其實是缺乏這種客觀性動態的。缺乏相關的這些數據去支撐我們的產業決策，那其實整個產業的這種管理風險也是非常大的，所以我們認為，對于農業來講，核心就是要解決由于風險和波動造成的種種問題，這是我們對于農業的一個核心痛點的理解。當前農業發展中遇到的困難或者說“痛點”主要分為兩大類：農業成產和農業管理。其中農業生產中包括粗放生產經營、生產效率低、勞動力成本高、勞動力成本高、資金周期長、不賺錢生產風險和市場波動大、賺錢難；而農業管理存在的問題就包括：缺乏客觀及動態的數據、產業管理決策難、特色產業品牌升級難。

（二）耘境知天農業大數據平臺介紹

佳格和華為進行數字農業合作，其中佳格-耘境知天農業大數據、佳格育肥豬AI智能查勘2個解決方案上架華為云市場。耘境知天是基于衛星遙感的農業精準感知生產平臺，讓農民生產從“看天吃飯”到“知天而作”。優化了產業資源和結構，能夠對生產過程進行精確監管，同事還能夠做到災害風險的提前預防。

耘境知天農業大數據是基于華為IAAS個底層基礎來搭建的，同時也使用了華為ModelArts等工具平臺，耘境知天包括了農田資產管理、農事作業管理、作物種植監測、決策駕駛艙、農業氣象服務、基地手機端在內的六大功能。耘境知天主要面向產業園、種植基地、家庭農場、專業種植合作社、農業政府等提供服務。那么耘境知天是如何把已有的數據變成對客戶有價值的信息的呢？

舉一個簡單的例子，一個遙感的影像的圖片數據，那耘境知天這個平臺能夠實現對這個圖像的數據進行一個自動化的預處理，對這個圖像里面有多少地塊進行自動的提取。各個地塊中了什么農作物，然后以及他們各自的生長長勢是怎么樣的，同時展示相關的數據，那么耘境知天農業大數據平臺就可以運用這些數據，通過平臺的數據融合技術形成八天一次的地塊級的數據，那結合我們的這些數據，以及一些氣象預警型的數據就可以隨時了解農作物的長勢、是否出現昆蟲災害以及自然災害預警等功能。對于農業的基地來講，這些信息就是十分有價值的，對他們進行災害的預警防范以及后面進行的農事活動的制定提供重要信息。

耘境知天可以用數據、技術、應用來概括，耘境知天的應用場景有：農田資產管理、農情長勢調度、病蟲害預測防治、作物面積調度、農機作業管理、成熟度收獲預估、種植結構調整、農田記事、產量預估；擁有完整的數據體系，包括遙感類、氣象類和業務類；在技術能力方面有3S技術、自然語言處理技術、作物病害預測模型、農業氣象預警模、GAGO - Engine、GAGO - Publisher、GAG0-STARFM、Modelarts等。

耘境知天采用了天空數據采集和已有業務數據接入兩種數據方式，在平臺的使用場景上主要有兩種使用場景，分別是種植基地使用場景和農業政府使用場景。

耘境知天的主要功能：

農田資產管理

能夠為種植基地提供地塊管理，精細化管理基地資產；為種植管理部門提供最直接高效的資產盤點和核心信息展示服務；為后續作物的整體種植規劃提供有力的數字依據。

2.作物種植監測

平臺能夠為種植基地提供作物全生育周期的生長狀況、產量預估情況；為政府部門提供全域作物種植過程監測、及時收獲信息決策。

3.農業氣象服務

對作物生長造成的損失從空間角度加以量化評價，輔助管理；展示當前氣象狀況并推測氣象環境走勢，輔助提前做好準備措施；提供監測預警信息，減少自然災害對農業生產帶來的損失。

4.農事作業管理

平臺可以實時、動態、直觀的動態監測農機作業狀態，全面掌控農機的作業分布情況，實現指揮調度農機手和農機的功能；可視化的形式查看各地塊的農事進度，實現作物生產的精細種植管理。

6.決策駕駛艙

能夠為農業政府管理者指導全縣農業生產提供數據支持；為種植主體因時制宜開展農事活動提供預測支撐；一張屏形式直觀、清晰，實現以圖決策。

6.基地手機端

提供便捷的地塊管理工具，勾畫、編輯、刪除地塊；提供實時氣象信息、農事提醒和14天中長期氣象預測；在手機端查詢農機的歷史作業軌跡；便攜式手機端采集：文字、照片、小視頻、語音等農田現場信息。

（三）佳格業務全景及技術

耘境知天背后其實是基于空間大數據的核心技術應用，包括了空間數據自動化處理技術、農業專業模型算法、農業大數據標準知識庫。其中空間數據自動化處理技術每日可自動處理百T級數據，可應用于國產衛星遙感影像的處理。農業專業模型算法是空間大數據在農業產業的率先應用，其中包括了200+農業領域數據產品。農業大數據標準知識庫成功應用于農業農村業務系統的數據治理，樹立行業標桿。

耘境知天所使用的算法包括了大范圍作物識別、短臨降水預測、全國地塊級自動長勢檢測、全域作物產量預估。其中大范圍作物識別是基于深度學習算法建立的地物特征提取算法模型，可實現在6小時內完成一個市的特征物識別提取；是傳統人工識別效率的1000倍以上。

佳格通過應用、數據、技術來構建業務全景，在數據方向包括了數據源、數據接入、數據治理、數據服務；在技術上包括：AI、Blockchain、3S、Gago；在應用上則包括了四個，分別為農業-興業平臺、農村-強村平臺、農民-慧民平臺、衍生-遙感創新。

對于數據來說，農業上的數據因地制宜具有空間性，將土地破碎轉變成分散集中，對農業中的規模生產、合理種植以及農業管理方面具有重要的作用。佳格還提供國內外主流的衛星遙感數據及產品和貫穿種植全周期的氣象數據及產品。數據來源多，能夠跟蹤農業生產全流程，還可提供中國第一的氣象接口。

由于農業數據量十分巨大，所以運用人工智能技術處理數據是數字農業的必由之路，農業是新技術的應用先鋒。農業數據具有數據量巨大和龐雜、應用價值分散、應用精度適度、涉及過程復雜且非線性。佳格在數據處理分析、計算等方面采用云端計算、時空數據實時技術大大提高了精度和效率。

佳格在應用上表現為三農系列產品體系，分別為興農、強村、慧民。其中興業包括：知圖、知農保、知源、知價、知天、知農田、知單品等。

（四）佳格成功案例：

農業農村大數據平臺

農業農村大數據中臺,針對農業農村數據標準化程度不高、資源分散、 信息孤島、數據壁壘和共享機制不健全等問題,基于“大平臺,微應用”的思路,構建以數據治理為核心,分布式框架為支撐,業務協同為目標,集時空數據治理引擎、數據資產管理系統、數據磁取引擎等工具于一體的農業農村大數據中臺體系。

2.省級農業農村大數據平臺

按照農業農村部對數字農業發展的戰略部署,以提升農業管理服務數字化水平,推進全省數字農業農村數據資源,利用衛星遙感、地理信息、大數據分析、人工智能等技術,構建“6個1+ N ”的一云統攬,實現農業空間數據的開放與共享,進一步提高農管理服務的實時化、可視化、精細化,推動全省農業農村數字化發展。

3.國家級產業園蘋果衛星遙感大數據平臺

平臺覆蓋6個縣鎮39個合作社,為洛川蘋果的老果園改造、果庫配套監管、精準水肥園藝管理和防災減災提供決策依據。通過運用平臺數據結果,每年可為果農每畝減少果園投入(農藥、化肥、人工)200—500元,每畝增產100—500公斤,每斤銷售價可提高0.2—0.4元，平均畝均收益增加1000—1800元。建設成果在2019年中國陜西(洛川）國際蘋果博覽會中被重點推介。以建設國家現代農業產業園為契機,將農業3S、物聯網、移動互聯與傳統農業生產相結合,搭建農業智能化、生產標準化的服務平臺。

4.數字茶葉云平臺

圍繞安溪鐵觀音的產業轉型需求,福建移動、佳格天地和安溪縣共同啟動鐵觀音“數字茶業”平臺,利用物聯網、大數據、云計算、衛星遙感等現代信息技術,建設鐵觀音單品種大數據,構建茶葉數據自動化采集監測體系,挖掘數據價值,服務政府監管和產業主體生產經營。以數據作為產業先導優勢,助力安溪特色茶產業升級發展。

5.企業智慧農業平臺

平臺以2400畝優質水稻種植基地為基礎,借助佳格衛星遙感、線下測土等技術,應用優勢與中聯農機優勢完美結合,聯合打造標準化、智能化30+農藝場景,推動形成中國"中國種好地”的數字樣板。

智慧農業平臺建設內容包括:

智慧農田:以遵循農業資源稟賦為前提,通過衛星遙感、線下測土、精準氣象等技術手段,解決“地在哪,種什么”的問題,提高蕪湖農田資產監管和水稻種植規劃的數字化水平；

精準農藝:以農藝方案為基礎,提供“天空地一體化”的農情監測、農藝管理以及標準化生產溯源服務,解決“如何種好地”,打造中聯現代農業體系下的生產模式,同時為生產能夠實現標準化、精細化作業的農業機械產品提供數據支撐；

智慧農機:采用衛星定位、無線通訊技術和傳感技術,構筑以農機綜合信息化服務網絡和農機綜合監管網絡兩大服務網絡,對農機作業進行實時監管,對農機作業質量進行動態核查,對農機作業數據進行統計分析；

智慧農業中控展示中心:借助 LED 展示大屏、多媒體數字沙盤、 VR 體驗等現代化手段,打造兼具生產管理、指導服務、農藝體驗等特性于一體的數字水稻窗口。

未來的農業發展趨勢就是數字化，而農業的核心就是要解決風險和波動造成的種種問題。

本文整理自華為云社區【內容共創系列】活動。

查看活動詳情：

https://bbs.huaweicloud.com/blogs/314887

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