方案提供商名稱：國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心
服務(wù)領(lǐng)域：農(nóng)田生產(chǎn)
方案總體描述：
該系統(tǒng)以地面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)和衛(wèi)星遙感相結(jié)合監(jiān)測(cè)農(nóng)作物苗情、墑情、病蟲情、災(zāi)情等綜合信息，以農(nóng)作物調(diào)優(yōu)栽培決策支持系統(tǒng)為 平臺(tái)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測(cè)管理從基礎(chǔ)設(shè)施硬件到軟件平臺(tái)的信息化管理產(chǎn)業(yè)鏈。地面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用傳感技術(shù)獲取地面離散點(diǎn)的環(huán)境信 息和土壤墑情信息；無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)利用無人機(jī)獲取核心區(qū)域的高分辨率農(nóng)田信息，并利用地面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)和優(yōu)化，實(shí)現(xiàn)地塊級(jí)小范圍 宏觀層面的信息獲取和分析；針對(duì)于縣市級(jí)大面積的信息獲取和分析，采用衛(wèi)星遙感技術(shù)，并利用無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)獲取的核心區(qū)域農(nóng)情信息進(jìn)行校準(zhǔn)和優(yōu)化。
圖1地、空、星空間物聯(lián)網(wǎng)方案
1、研制基于Android4.0系統(tǒng)的農(nóng)田信息實(shí)時(shí)采集終端，實(shí)現(xiàn)以下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息采集功能：
（1）基礎(chǔ)信息：采集點(diǎn)經(jīng)緯度、行政區(qū)劃、詳細(xì)地址；
（2）管理信息：生育進(jìn)程、土壤狀況、前茬作物、整地方式、播種方式、施肥情況、灌溉情況、病蟲害防治情況；
（3）苗情動(dòng)態(tài)：各類苗的比例及面積；
（4）產(chǎn)量形勢(shì)：穗粒數(shù)、畝穗數(shù)、千粒重、畝產(chǎn)等；
（5）氣象信息：溫度、墑情、光照、積溫、降水、寒潮等；
?。?）病蟲災(zāi)害：凍害、冷害、倒伏、干旱、赤霉病、紋枯病、吸漿蟲、稻飛虱等。
2、研制基于固定翼和旋翼相結(jié)合的無人機(jī)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括：
?。?）無人機(jī)遙感信息獲取平臺(tái)
AgriHawk輕小型無人機(jī)遙感系統(tǒng)由輕小型無人機(jī)飛行器、飛行控制系統(tǒng)、地面控制站以及光學(xué)傳感器組成。經(jīng)優(yōu)選、改造的無人機(jī)飛行器成本 低，采用手拋式起飛，滑翔式降落，操作簡(jiǎn)單。強(qiáng)大的飛行控制系統(tǒng)能夠提供準(zhǔn)確的姿態(tài)估計(jì),讓飛行器不需要地面手動(dòng)控制校準(zhǔn),即能自動(dòng)調(diào)整飛行狀態(tài)?？刂普?只需要在地面站上給飛行器設(shè)定飛行任務(wù),飛行器自主飛行，所有的飛控、導(dǎo)航、姿態(tài)調(diào)整、任務(wù)執(zhí)行等工作由飛控板全自動(dòng)完成。當(dāng)然,地面人員也可以隨時(shí)在自 動(dòng)控制和手動(dòng)控制兩種狀態(tài)間自由切換。除搭載常規(guī)數(shù)碼相機(jī)外，AgriHawk無人機(jī)可搭載農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測(cè)中常用的ADC多光譜相機(jī)，獲取近紅外、紅、綠、 藍(lán)多波段遙感數(shù)據(jù)。同時(shí)，在遙感影像獲取時(shí)刻，可全自動(dòng)同步記錄無人機(jī)位置、姿態(tài)信息。一次飛行，可獲取覆蓋6平方公里測(cè)區(qū)的遙感影像。
?。?）多旋翼無人機(jī)遙感信息獲取平臺(tái)
多旋翼無人機(jī)遙感系統(tǒng)由六旋翼（或八旋翼）無人機(jī)飛行棋、飛行控制系統(tǒng)、地面控制站以及光學(xué)傳感器組成。經(jīng)優(yōu)選，改造的無人機(jī)飛行器操作簡(jiǎn)單， 飛行高度和速度可根據(jù)用戶需要自由設(shè)置，不受起飛降落場(chǎng)地的限制,飛行載荷大，可同時(shí)攜帶多種傳感器（例如：數(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、多光譜相機(jī)、熱紅外傳感 器、高光譜傳感器等）。強(qiáng)大的飛行控制系統(tǒng)能夠提供準(zhǔn)確的姿態(tài)估計(jì)，讓飛行器不需要地面手動(dòng)控制校準(zhǔn)，即能自動(dòng)調(diào)整飛行姿態(tài)。控制者只需要在地面站上給飛 行器規(guī)劃好飛行航線，飛行器即可按照設(shè)定好的任務(wù)自主飛行，所有的飛行過程都由飛行控制系統(tǒng)自動(dòng)完成?？刂普咭部呻S時(shí)切換到手動(dòng)控制模式，從而實(shí)現(xiàn)手動(dòng)控 制和自動(dòng)控制等雙保險(xiǎn)控制模式。多旋翼無人機(jī)載荷量大，控制方便，在獲取多種傳感器影像數(shù)據(jù)的同時(shí)亦可全自動(dòng)同步記錄無人機(jī)位置、姿態(tài)等信息，為后期數(shù)據(jù) 處理提供方便。
?。?）信息快速處理與災(zāi)害解析軟件
通過無人飛機(jī)對(duì)指定地塊進(jìn)行巡航拍攝，對(duì)無人飛機(jī)采集的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)行快速處理，確定拍攝地塊的損失面積和損失程度。其中，針對(duì)農(nóng)業(yè)無人機(jī)遙感數(shù) 據(jù)特點(diǎn)，自主研發(fā)無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)遙感影像無POS的全景拼接以及有POS的正射鑲嵌，滿足不同條件下的無人機(jī)影像的幾何校正。系統(tǒng)能 夠?qū)崿F(xiàn)相機(jī)的自校驗(yàn)，并能自動(dòng)提取測(cè)區(qū)DEM，生成測(cè)區(qū)全景拼接圖。經(jīng)幾何校正后的遙感影像，自動(dòng)提取其農(nóng)田邊界。構(gòu)建多種植被指數(shù)，結(jié)合遙感影像特征， 反演災(zāi)害發(fā)生范圍及災(zāi)害等級(jí)。
3、研發(fā)基于衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)作物調(diào)優(yōu)栽培決策支持系統(tǒng)，系統(tǒng)主要面向農(nóng)業(yè)管理部門、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門、作物協(xié)會(huì)及大型涉農(nóng)企業(yè)的專業(yè)技術(shù)及生產(chǎn)管 理人員，對(duì)主要農(nóng)作物的產(chǎn)前優(yōu)良品種種植區(qū)劃——產(chǎn)中調(diào)優(yōu)栽培及產(chǎn)量、品質(zhì)預(yù)報(bào)——產(chǎn)后指導(dǎo)按質(zhì)收購等作物生產(chǎn)全過程進(jìn)行信息化管理，最大限度地為農(nóng)作物 生產(chǎn)的信息化管理與糧食政策的制定提供決策支持。
系統(tǒng)功能包括：作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)、作物產(chǎn)量估算、作物品質(zhì)預(yù)測(cè)、病蟲害監(jiān)測(cè)、干旱監(jiān)測(cè)、凍害監(jiān)測(cè)、肥水診斷等。
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