【云驻共创】AI赋能农业+卫星大数据驱动现代农业升级

（一）佳格对农业的理解  

国内遥感技术日趋成熟，人工智能独具优势，但在农业领域尚未大规模商用。如何借助卫星加AI技术驱动现代农业升级呢？当卫星与农业数字化同频，当AI与农业智慧化共振，现代农业的发展不再只是盯着一亩三分地。农业技术已经有突破，但是要实现行业赋能的可持续性发展，又要如何做呢？答案就是数字化农业，数字农业是未来农业的一个发展趋势，是在未来十四五的期间数字经济的一个新的增长点。

农业相对于我们熟悉的工业来讲，他其实是有很大的差异性的，农业最大的特点是具有时空特性，同时农业也是最具时空特性的行业之一。时空特性分为时间特性和空间特性，农业中的时间特性又表现为：农业生产的长周期、农业生产的长链条、农产品市场的波动性；农业中的空间特性表现为：不同区域的农业、不同区域的农村、空间也具有时间性。因为我国国土面积巨大，所以空间特性在我国表现得更加明显。我们国家每个地方的这种区域的气候、土壤和地形地貌的一些产业结构都不同，所以这也就从不同的区域的这种维度上造就了这个地方的农业，实际上是千差万别的。

农业的领域非常的大，然后所面临的挑战也有非常多，无论是宏观层面的，还是微观层面的，都存在很多的问题和挑战。那么传统农业面临的痛点及需要解决的问题有哪些？对于传统的农业来说，在农业生产过程中没有收到数据的支持，更多的是来源于以往的“经验”，对于农业管理来说，传统的农业的管理者是通过层层上报的，这种方式来去获取到农业生产各个过程的数据，对于农业的这种产业结构来说这种管理，其实是缺乏这种客观性动态的。缺乏相关的这些数据去支撑我们的产业决策，那其实整个产业的这种管理风险也是非常大的，所以我们认为，对于农业来讲，核心就是要解决由于风险和波动造成的种种问题，这是我们对于农业的一个核心痛点的理解。当前农业发展中遇到的困难或者说“痛点”主要分为两大类：农业成产和农业管理。其中农业生产中包括粗放生产经营、生产效率低、劳动力成本高、劳动力成本高、资金周期长、不赚钱生产风险和市场波动大、赚钱难；而农业管理存在的问题就包括：缺乏客观及动态的数据、产业管理决策难、特色产业品牌升级难。

（二）耘境知天农业大数据平台介绍

佳格和华为进行数字农业合作，其中佳格-耘境知天农业大数据、佳格育肥猪AI智能查勘2个解决方案上架华为云市场。耘境知天是基于卫星遥感的农业精准感知生产平台，让农民生产从“看天吃饭”到“知天而作”。优化了产业资源和结构，能够对生产过程进行精确监管，同事还能够做到灾害风险的提前预防。

耘境知天农业大数据是基于华为IAAS个底层基础来搭建的，同时也使用了华为ModelArts等工具平台，耘境知天包括了农田资产管理、农事作业管理、作物种植监测、决策驾驶舱、农业气象服务、基地手机端在内的六大功能。耘境知天主要面向产业园、种植基地、家庭农场、专业种植合作社、农业政府等提供服务。那么耘境知天是如何把已有的数据变成对客户有价值的信息的呢？

举一个简单的例子，一个遥感的影像的图片数据，那耘境知天这个平台能够实现对这个图像的数据进行一个自动化的预处理，对这个图像里面有多少地块进行自动的提取。各个地块中了什么农作物，然后以及他们各自的生长长势是怎么样的，同时展示相关的数据，那么耘境知天农业大数据平台就可以运用这些数据，通过平台的数据融合技术形成八天一次的地块级的数据，那结合我们的这些数据，以及一些气象预警型的数据就可以随时了解农作物的长势、是否出现昆虫灾害以及自然灾害预警等功能。对于农业的基地来讲，这些信息就是十分有价值的，对他们进行灾害的预警防范以及后面进行的农事活动的制定提供重要信息。

耘境知天可以用数据、技术、应用来概括，耘境知天的应用场景有：农田资产管理、农情长势调度、病虫害预测防治、作物面积调度、农机作业管理、成熟度收获预估、种植结构调整、农田记事、产量预估；拥有完整的数据体系，包括遥感类、气象类和业务类；在技术能力方面有3S技术、自然语言处理技术、作物病害预测模型、农业气象预警模、GAGO - Engine、GAGO - Publisher、GAG0-STARFM、Modelarts等。

耘境知天采用了天空数据采集和已有业务数据接入两种数据方式，在平台的使用场景上主要有两种使用场景，分别是种植基地使用场景和农业政府使用场景。

耘境知天的主要功能：

1. 农田资产管理

能够为种植基地提供地块管理，精细化管理基地资产；为种植管理部门提供最直接高效的资产盘点和核心信息展示服务；为后续作物的整体种植规划提供有力的数字依据。

 2.作物种植监测

平台能够为种植基地提供作物全生育周期的生长状况、产量预估情况；为政府部门提供全域作物种植过程监测、及时收获信息决策。

 3.农业气象服务

对作物生长造成的损失从空间角度加以量化评价，辅助管理；展示当前气象状况并推测气象环境走势，辅助提前做好准备措施；提供监测预警信息，减少自然灾害对农业生产带来的损失。

 4.农事作业管理

平台可以实时、动态、直观的动态监测农机作业状态，全面掌控农机的作业分布情况，实现指挥调度农机手和农机的功能；可视化的形式查看各地块的农事进度，实现作物生产的精细种植管理。

 6.决策驾驶舱

能够为农业政府管理者指导全县农业生产提供数据支持；为种植主体因时制宜开展农事活动提供预测支撑；一张屏形式直观、清晰，实现以图决策。

 6.基地手机端

提供便捷的地块管理工具，勾画、编辑、删除地块；提供实时气象信息、农事提醒和14天中长期气象预测；在手机端查询农机的历史作业轨迹；便携式手机端采集：文字、照片、小视频、语音等农田现场信息。

（三）佳格业务全景及技术

耘境知天背后其实是基于空间大数据的核心技术应用，包括了空间数据自动化处理技术、农业专业模型算法、农业大数据标准知识库。其中空间数据自动化处理技术每日可自动处理百T级数据，可应用于国产卫星遥感影像的处理。农业专业模型算法是空间大数据在农业产业的率先应用，其中包括了200+农业领域数据产品。农业大数据标准知识库成功应用于农业农村业务系统的数据治理，树立行业标杆。

耘境知天所使用的算法包括了大范围作物识别、短临降水预测、全国地块级自动长势检测、全域作物产量预估。其中大范围作物识别是基于深度学习算法建立的地物特征提取算法模型，可实现在6小时内完成一个市的特征物识别提取；是传统人工识别效率的1000倍以上。

佳格通过应用、数据、技术来构建业务全景，在数据方向包括了数据源、数据接入、数据治理、数据服务；在技术上包括：AI、Blockchain、3S、Gago；在应用上则包括了四个，分别为农业-兴业平台、农村-强村平台、农民-慧民平台、衍生-遥感创新。

对于数据来说，农业上的数据因地制宜具有空间性，将土地破碎转变成分散集中，对农业中的规模生产、合理种植以及农业管理方面具有重要的作用。佳格还提供国内外主流的卫星遥感数据及产品和贯穿种植全周期的气象数据及产品。数据来源多，能够跟踪农业生产全流程，还可提供中国第一的气象接口。

由于农业数据量十分巨大，所以运用人工智能技术处理数据是数字农业的必由之路，农业是新技术的应用先锋。农业数据具有数据量巨大和庞杂、应用价值分散、应用精度适度、涉及过程复杂且非线性。佳格在数据处理分析、计算等方面采用云端计算、时空数据实时技术大大提高了精度和效率。

佳格在应用上表现为三农系列产品体系，分别为兴农、强村、慧民。其中兴业包括：知图、知农保、知源、知价、知天、知农田、知单品等。

（四）佳格成功案例：

1. 农业农村大数据平台

农业农村大数据中台,针对农业农村数据标准化程度不高、资源分散、 信息孤岛、数据壁垒和共享机制不健全等问题,基于“大平台,微应用”的思路,构建以数据治理为核心,分布式框架为支撑,业务协同为目标,集时空数据治理引擎、数据资产管理系统、数据磁取引擎等工具于一体的农业农村大数据中台体系。

 2.省级农业农村大数据平台

按照农业农村部对数字农业发展的战略部署,以提升农业管理服务数字化水平,推进全省数字农业农村数据资源,利用卫星遥感、地理信息、大数据分析、人工智能等技术,构建“6个1+ N ”的一云统揽,实现农业空间数据的开放与共享,进一步提高农管理服务的实时化、可视化、精细化,推动全省农业农村数字化发展。

 3.国家级产业园苹果卫星遥感大数据平台

平台覆盖6个县镇39个合作社,为洛川苹果的老果园改造、果库配套监管、精准水肥园艺管理和防灾减灾提供决策依据。通过运用平台数据结果,每年可为果农每亩减少果园投入(农药、化肥、人工)200—500元,每亩增产100—500公斤,每斤销售价可提高0.2—0.4元，平均亩均收益增加1000—1800元。建设成果在2019年中国陕西(洛川）国际苹果博览会中被重点推介。以建设国家现代农业产业园为契机,将农业3S、物联网、移动互联与传统农业生产相结合,搭建农业智能化、生产标准化的服务平台。

 4.数字茶叶云平台

围绕安溪铁观音的产业转型需求,福建移动、佳格天地和安溪县共同启动铁观音“数字茶业”平台,利用物联网、大数据、云计算、卫星遥感等现代信息技术,建设铁观音单品种大数据,构建茶叶数据自动化采集监测体系,挖掘数据价值,服务政府监管和产业主体生产经营。以数据作为产业先导优势,助力安溪特色茶产业升级发展。

 5.企业智慧农业平台

平台以2400亩优质水稻种植基地为基础,借助佳格卫星遥感、线下测土等技术,应用优势与中联农机优势完美结合,联合打造标准化、智能化30+农艺场景,推动形成中国"中国种好地”的数字样板。

智慧农业平台建设内容包括:

智慧农田:以遵循农业资源禀赋为前提,通过卫星遥感、线下测土、精准气象等技术手段,解决“地在哪,种什么”的问题,提高芜湖农田资产监管和水稻种植规划的数字化水平；

精准农艺:以农艺方案为基础,提供“天空地一体化”的农情监测、农艺管理以及标准化生产溯源服务,解决“如何种好地”,打造中联现代农业体系下的生产模式,同时为生产能够实现标准化、精细化作业的农业机械产品提供数据支撑；

智慧农机:采用卫星定位、无线通讯技术和传感技术,构筑以农机综合信息化服务网络和农机综合监管网络两大服务网络,对农机作业进行实时监管,对农机作业质量进行动态核查,对农机作业数据进行统计分析；

智慧农业中控展示中心:借助 LED 展示大屏、多媒体数字沙盘、 VR 体验等现代化手段,打造兼具生产管理、指导服务、农艺体验等特性于一体的数字水稻窗口。

    未来的农业发展趋势就是数字化，而农业的核心就是要解决风险和波动造成的种种问题。

本文整理自华为云社区【内容共创系列】活动。
查看活动详情：https://bbs.huaweicloud.com/blogs/314887
相关任务详情：新生态在线直播—智慧农业