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浦江县葡萄产业大脑

发布时间:2022/10/26 15:51:45   
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项目基于浦江县三农数据仓,通过获取挖掘分析监测三农数据专题数据资源,实现对浦江县农业直观分析监测,为三农决策提供支撑。同时根据《浙江省农业“产业大脑”建设指南(1.0版)》,以浙江乡村大脑(浙江省数字三农协同应用平台)为支撑,建设浦江葡萄产业大脑,摸清浦江县葡萄产业数据资源,利用现有农田生产适宜性、土地性质数据,实现葡萄产业主体精准管理、精准服务,形成上下联动。

浦江县葡萄产业大脑

(1)葡萄产业地图

葡萄主体地图:汇聚葡萄主体数据,结合地理信息,可视化分析葡萄种植主体的分布,支持按20亩以下、20-50亩、50-亩、-亩,亩以上等多个维度进行主体的分类。并能够通过地块信息,查看浦江葡萄农场。

葡萄生产地图:结合GIS技术,利用现有农田生产适宜性、土地性质数据,同时汇聚葡萄的树苗、土壤、农资服务等数据,形成多个图层,建立葡萄生产地图,进行多维度分析。

区域品牌地图:针对“浦江葡萄”区域品牌发展,分析区域品牌主体发展情况,了解“浦江葡萄”受欢迎区域等情况,为管理部门指导区域品牌市场宣传策略和方向提供数据支撑。

市场营销地图:汇聚浦江葡萄销售量、销售价格、销往地等数据,建立浦江葡萄市场营销地图,分析浦江葡萄市场行情,指导葡萄种植户销售方式、种植品种和销售区域。

(2)驾驶舱可视管理

开发驾驶舱可视化框架及支撑组件,形成可视化与数据分析中台便于根据不同应用场景快速切换。

(3)全局态势驾驶舱

按照《浙江省农业“产业大脑”建设指南(1.0版)》要求,以浙江乡村大脑(浙江省数字三农协同应用平台)为支撑,形成上下联动。

乡村产业数据总览:分析浦江县乡村产业的变化趋势,研判乡村各产业的结构构成,发生变化趋势的原因。从宏观层面分析乡村产业的现状,分布,面积、品种等数据。

重点工作年度进度:对浦江县农业农村局重点工作包括工作事项、完成情况、责任领导、责任人等数据进行汇总统计,实现从宏观到微观多角度,从县到乡镇村多层次的数据分析,对年度工作任务的目标值与进度数据进行比对。

(4)业务数字驾驶舱

生产预警:对接浙江省数字三农协同应用平台(浙江乡村大脑)、浙江省智慧农业云平台、浙江省农产品监测预警平台、浙江省农产品产销一体化系统,获取葡萄种植相关数据,结合“肥药两制”系统数据,实现对生产过程的可视化分析。

产业项目:分析产业项目过程情况,项目政策享受情况。

产业投资:整合浦江县乡村可用地块信息,实现用地查找。

主体画像:针对浦江县不同特色产业发展,对不同特色产业分布呈现,分析产业发展,对特色产业种植主体、生产营销批发市场等要素进行分层次、多维度描述。

1.乡村产业链数字化应用

以浦江葡萄产业为示范,通过数字化技术打造葡萄全产业链数字化应用,用数据打通产供销全流程,提升葡萄产业生产经营模式,实现监管数字化透明,服务快捷方便,生产经营科学便利。本平台本期以葡萄产业为示范应用作为切入点,后续可支持扩展应用到其它浦江各农业产业。包括建成葡萄产业生产管理、葡萄产业经营流通管理、葡萄产业监督管理。

(1)乡村产业生产管理

①葡萄种植生产数据模型

通过采集浦江葡萄生长过程中地上生物量数据及环境数据等,并进行数据分析,研究建立葡萄蔓生长模型、葡萄果实生长模型及葡萄含糖量累积模型,为实现葡萄全程数字化管理与服务应用提供理论依据,指导农户种植,更好地为农民增收、农业增效服务。

采用关联关系分析、目标识别分析、特征分析、目标分类分析、发展规律分析等大数据及数据挖掘技术和算法,支持葡萄病害类型识别及危害等级评价、葡萄虫害类型识别及危害等级评价、葡萄成熟度评估、葡萄基地产量估算功能,具体如下:

(1)葡萄病虫害类型识别及危害等级评价

主要针对葡萄病虫害(如葡萄黑痘病、葡萄炭疽病、葡萄霜霉病、葡萄黑腐病等)的类型识别及危害等级评价。采用病虫害图像数据通过智能识别算法建立病虫害识别模型,能够实现葡萄病虫害类型的识别,通过分析植株茎叶的损害面积进行病害危害等级评价,根据分析采集图片中害虫数量进行虫害规模等级评价

(2)葡萄成熟度评估模型

葡萄成熟度评估模型功能:实现对葡萄的成熟度进行评估分析。在该模型中,需要采集葡萄串图像数据及红外光谱数据、葡萄农事生产过程数据、葡萄植株数据及葡萄颗粒数据等。

(3)葡萄基地产量估算分析

葡萄基地产量估算功能:实现对具体葡萄大棚的产量进行估算。具体分析内容包括:具体大棚葡萄串总数分析、不同重量的串数占比分析、棚内葡萄产量估算分析。

②葡萄智慧采摘系统

系统采用成熟葡萄识别定位算法、采摘轨迹规划算法、机械手手眼协同控制算法以及柔性力度控制算法等一系列人工智能算法完成成熟葡萄自动采运系统,通过设计集机械、电气控制、伺服控制、视觉系统于一体的自行采摘机器人车,完成成熟葡萄智能采摘。在系统中,采用数目相机获取葡萄串数据,基于图像特征融合算法实现葡萄串识别与定位,根据采摘位置与障碍物空间信息,进行轨迹动态规划,采用采摘机械手手眼协同控制策略及柔性力度控制算法实现智能采摘。基于葡萄种植特点,进行适合机器人采摘的种植农艺及设施配套改进及配置,研制出相适应的葡萄采摘机械臂及末端执行器,研发损伤低、效率高、集成度高的智能化设施葡萄采运系统。

系统主要包括自行采摘机器人设计、葡萄采摘抓取路径和姿态动态规划控制、人工智能算法系统来实现葡萄串识别定位、柔性采摘末端执行器控制及设施葡萄采运协同控制。

(1)设施葡萄采摘目标双目识别与生长姿态信息获取,实现对目标葡萄的快速识别定位,实现葡萄成熟度的正确判别和精准定位及机械臂的轨控制。

(2)葡萄采摘抓取路径和姿态动态规划控制,利用基于机械臂参数建立相应的运动学模型,考虑避障、扰动和作业质量及效率要求,采用采摘臂路径规划及控制算法,提出在棚架环境下远近景结合的手眼协调、多机械臂协同策略。

(3)柔性采摘末端执行器控制:葡萄采摘机械在进行作业时,其末端执行机构的动作是模拟人的动作设计的,其主要动作是抓取果实,完成果实与梗的剥离。

(4)采运协同控制技术:基于设施规模、布局及葡萄采收智能化作业需求,设计移动平台、采收、集果、转运一体的设施采摘机器人整机方案,进行移动平台和集果转运装置的结构设计,提出轨道式移动平台+多机械臂+集果装置+转运装置的葡萄采摘机器人解决方案。

(2)乡村产业经营流通管理

①生产供应

提供产业窗口和产品窗口。构建产业画像,按年、按季度,统计浦江县农林牧渔总产值、增加值,为领导专家宏观产业分析提供数据支撑;提供农产品快速查询服务。

②流通营销

汇集各地农产品市场行情数据,提供农产品市场行情分析服务;对接浙江省农产品市场监测预警系统,采集浙江省内主要蔬菜批发市场的价格数据,为农户、主体提供农产品价格查询服务。整合流通渠道数据,分析市场行情。

③产销对接

对接浙江省农产品监测预警平台、浙江省农产品产销一体化系统,并在浙江省产销一体化系统的基础上,建设浦江县农产品供求监测体系;整合浙江农民信箱、网上农博等农产品供求信息,形成求购信息列表和供应信息列表。

④监测预警

为相关工作人员提供浦江葡萄产业价格行情预警及生产预警。

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