基于遥感技术的智慧农业研究

徐小禹

采用遥感设备，在云计算环境下，通过各种技术手段采集农作物生长环境的多源异构大数据信息，对所获取的农作物生长环境多源异构大数据信息进行预处理、清洗去噪、融合分析和智能调控应用，并结合具体示范应用进行研究。根据农作物生长环境地块土壤、水肥、温度湿度、作物病虫害、杂草及产量等在时间与空间上的差异，进行相适宜地耕种、施肥、灌溉、用药及收获，以合理的投入来获得最好的经济效益，确保农业的可持续发展并进行农作物优化管理，最终实现农业生产过程的精细化和准确化。

一、引言

传统的农作物生长环境调控费时、费工且需要进行室内分析，不能满足大范围精准农业生产的迫切需求。遥感技术因其具有观测视野大、无损监测和信息量丰富等特点，被广泛用于农作物生长环境的监测、分析和评价中。目前，遥感监测和对农作物生长环境进行智能调控已开始小范围试验和推广，但是，对农作物生长环境进行智能调控仍需要深入研究，相应的农作物生长环境智能调控系统也需要构建，尤其是实现大范围的业务化运行。在此背景下，使用遥感设备实时进行大范围的农作物生长环境图像采集、气象监测和土壤监测，建立农作物生长环境智能调控监测平台，结合云计算和大数据处理技术实现全面的农作物生长态势预测，可指导农民科学种植。

二、系统设计

为了方便数据和系统更新以及相关参数的修改，系统采用B/S架构，包含数据访问层、应用逻辑层和表现层，并建立了基础地理数据库和业务数据库。数据访问层主要是负责农作物生长环境数据的存储、管理和维护。应用逻辑层的功能是负责解析农作物生长环境地理信息数据，對数据进行处理，实现数据显示。表现层的实现基于应用逻辑层，为监管人员、农户等其他用户提供管理、查询和浏览等功能。

“农作物生长环境智能分析平台”根据用户角色（平台管理人员、农户和其他普通用户）提供相应的管理、查询和浏览服务。根据农作物生长环境管理工作需求，分为公共服务模块、农作物生长环境智能分析模块、农业生态大数据集集锦模块和后台管理系统四大模块。

1.公共服务模块

公共服务模块主要介绍农作物生长环境的地理风情面貌、有关农业生态发展的最新讯息，以及适合农作物生长环境精准化管理的全景、实景和视频资料。

2.农作物生长环境智能分析模块。

该模块主要用来获得所需要的地理数据，将各种地理要素数据进行整理和预处理，进行数据入库和有效的空间数据管理。农作物生长环境智能分析平台主要采用Ajax技术，可以有效减少用户因为浏览器卡顿而中断操作的可能性。模块主要储存和展示农作物生长环境检测结果，其中所检测的内容由土壤因子、水指标、天气因子和病虫害因子以及这四种影响因素混合在一起的多源异构数据对农作物生长环境的影响，辅助农户来管理、保护农作物，降低农作物受损的概率。

3.农业生态大数据集集锦模块

该模块主要储存和展示课题组采集的、或者通过一些渠道收集整理的农业生态大数据集。这些农业生态大数据集可以直接储存在服务器上，如果是放在一些网站上的开放共享的数据集，为了减少自身服务器的负担，可以通过一个链接网址直接指向互联网上的开放共享的数据集。

4.后台管理模块

该模块为用户在管理、更新和维护数据资料提供服务。同时，后台管理的账号是根据不同角色分配并注册获得。Web系统中监管人员和农户可通过门户网站的不同的后台管理入口进入。

三、结束语

将遥感技术、模式识别、计算机视觉以及数据挖掘等信息化技术和人工智能技术应用于解决农作物生长环境大数据的遥感监测和预报研究，有效融合遥感、气象等多源数据，充分挖掘可用数据信息，以更好地支持农作物生长环境和生长态势的监测、预警和评估工作，发展适用于遥感大数据的自动分析和信息挖掘理论与技术。