智慧農業如何實現農業四情監測？

物聯網是繼計算機、互聯網之后的第三次信息技術浪潮。近年來隨著5G技術的落地，無線物聯得以快速發展。相對于 4G 網絡，5G 通訊和帶寬能力更加強 大，能夠滿足物聯網應用覆蓋面廣、高速穩定等需求。隨著智能傳感器、移動嵌入式系統、精準農業的發展，物聯技術在現代農業生產中的應用逐漸增加?？梢詼蚀_獲取田間作物生長信息,根據作物生長需求實現最優環境與肥水調控,實現農業標準化生產,對節省水肥資源、提高農業生產效率、促進現代農業生產方式的轉變。

精準農業是全球農業發展的趨勢。傳統的農田環境監測系統多采用有線組網的方式或者直接采用人工實地檢測獲得環境數據。有線組網的方式缺乏靈活性，受地理環境的限制，線路資源損耗大，難以實現遠距離、多點位監測。人工實地檢測需要消耗更多人力、物力，且獲取的數據量有限，受主觀因素影響，結果容易產生誤差。物聯網是通過非接觸式的數據通信、傳感器、全球定位系統等各種設備，利用無線網絡進行信息交換和通信，實現智能化識別、定位、監控和管理的巨大網絡。農作物生長受到光、溫、土壤、水、氣（CO2）、肥、病蟲害、災害性天氣、管理措施等諸多因素的影響，是多因素綜合作用的結果。通過多種采集傳感器，能夠實現對農業生產各環節數據的采集，為后續田間管理措施提供數據支撐。

作物長勢反映了作物植株生長發育發育狀況及其在產量豐欠方面的特征。盡管作物的長勢收到內外環境的諸多因素影響，但仍然可以通過對植株本身與長勢相關的外在表現特征進行監測，從而獲得作物長勢信息。以植被指數（LAI）、葉面積指數（NDVI）等為代表的植被遙感參數是公認的能夠反映作物長勢的遙感監測指標。作物遙感監測的原理是建立在作物光譜特征基礎之上，即作物在可見光部分（被葉綠素吸收）有較強的吸收峰，近紅外波段（受葉片內部構造影響）有強烈的反射率，形成突峰，這些敏感波段及其組合形成植被指數，可以反射作物生長的空間信息。

利用實時 NDVI 圖像的值，通過與歷史數據比較，可反映實時的作物生長差異。作物生長期內，分析遙感數據隨時間的變化，可動態的監測作物的長勢。且隨著資料的積累，可以統計生長過程曲線的特征參數包括上升速率、下降速率、累計值等各種特征參數，借以反映作物生長趨勢上的差異，也可得到作物單產的變化信息。多光譜遙感還能實現對作物病蟲害、作物營養、洪澇干旱、土壤養分等諸多農業信息的監測。

土壤墑情是最基本、最主要也是最常用的土壤信息之一。土壤的品質是高產作物的關鍵因素，溫濕度和水分對農作物的產量十分重要。土壤墑情的好壞，直接影響農作物的生長發育。好的墑情土壤干濕程度適中，能夠供應作物生長充足的水分，不僅有利于播種期種子的發芽和成活，還能促進土壤水、肥、氣、熱協調發揮作用，調節土壤溫度、田間氣候，促進土壤微生物活動和養分分解，提高土壤通氣性。墑情不佳土壤濕度差，不利于種子發芽和生長，干旱嚴重會導致作物枯死，甚至農業生產減產。特別在干旱半干旱水源不足的地區，土壤墑情顯得尤為重要，及時準確的對土壤墑情進行監測和預報，掌握春旱和伏旱墑情狀況，為農業生產用水提供依據和參考，保證農業生產豐收穩產。土壤介電常數常被用作反應土壤墑情的重要指標。水分是決定土壤介電常數的主要因素，測量土壤的介電常數，能直接穩定地反應各種土壤的真實水分含量。通過埋入地下的傳感器發射一定頻率的電磁波，電磁波沿探針傳輸，到達底部后返回，檢測探頭輸出的電壓，由于土壤介電常數的變化通常取決于土壤的含水量，由輸出電壓和水分的關系則可計算出土壤的含水量。

土壤溫度的高低，與作物的生長發育、肥料的分解和有機物的積聚等有著密切的關系，是農業生產中重要的環境因子。土壤溫度也是小氣候形成中一個極為重要的因子，故土壤溫度的測量和研究是小氣候觀測和農業氣象觀測中的一項重要內容。土壤溫度的升降，主要決定于土壤熱通量的大小和方向，但也與土壤的容積熱容量、導熱率、密度、比熱和孔隙度等土壤熱力特性和土壤含水量有夫。土壤溫度傳感器大都采用了熱敏電阻原理設計，相比普通傳感器擁有耐用性更好的密封外殼結構，確保的傳感器在深埋地下的時候能保持工作狀態。

農業氣象在防災減災、農事生產管理中發揮著重要作用?，F代農業進入了以高產、優質、高效、生態、安全為發展方向的新階段，對農業氣象提出了更高的要求。農業氣象觀測可以讓氣象預測更加精準，提升農業生產規劃合理性，通過精細化的管理實現作物的優質高產?，F代氣象觀測運用大數據技術能有效提高數據收集、整理、分析的效率，減輕人員工作強度，提升農業氣象預測精準度。

多普勒雷達可對雷暴、降水等氣象進行預測，也能實現對光照、地表溫度的監測。多普勒雷達具有短期預測能力，通過對雷達數據的分析，能夠非常準確地掌握天氣項目、觀測記載、規定及編碼等信息，保障數據準確性，提前預測天氣發展狀況，合理安排防災減災工作，降低農業損失。

智慧農業田間氣象站應用各項信息技術實現對農業氣象數據的實時監測，明顯提升了數據采集、分析和處理的效率，可對災害天氣進行更加精準的預測。應用太陽能在田間多種環境下部署，對空氣溫度、濕度、光照強度、雨量、風速、風向、土壤溫度、土壤水分、大氣壓、圖像等參數，并通過無線通訊方式上傳。利用超聲波測量風速風向傳感器數據，能夠獲得更加精準的氣象數據，田間攝像頭也能實時監測苗情、病害，為田間管理提供更多精確信息。

傳統的蟲情測報方式往往需要需要人工準備誘蟲器具逐一清點害蟲數量并做分類記錄。而現代蟲情自動監測系統運用生物學、生態學、數學、系統科學、邏輯學等知識和方法，利用現代光、電、數控技術、無線傳輸技術、物聯網等技術，在無人監管的情況下，可自動完成誘蟲，殺蟲，蟲體分散，拍照，運輸，收集，排水等系統作業。大幅提高了蟲情測報的準確性、及時性，減少了工作人員強度。利用無線傳輸技術、物聯網技術并實時將蟲害情況上傳，結合實踐經驗和歷史資料，通過大數據分析對病蟲害未來發生趨勢作出預測，從而制定準確地防治方案，降低蟲害帶來的損失。

蟲情測報系統通過利用害蟲的趨光、趨波特性，選用對害蟲具有極強誘殺作用的光源與波長，是誘殺害蟲的一種高效無污染的殺蟲技術，同時兼有殺蟲與監測兩種作用。擁有環境無污染，也不會引起人、畜中毒，監測結果準確，誘蟲效果優異，效率提升明顯等優勢，在害蟲的環保型治理及害蟲蟲情預測預報方面擁有廣闊的應用前景。