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數(shù)字孿生技術如何賦能農業(yè)智慧化發(fā)展

2023-04-05 14:16:40來源：智慧城市網(wǎng)整理 閱讀量：116 評論

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　　【智慧城市網(wǎng) 企業(yè)關注】 智慧農業(yè)將物聯(lián)網(wǎng)技術運用到傳統(tǒng)農業(yè)中去，運用傳感器和軟件通過移動平臺或者電腦平臺對農業(yè)生產進行控制，使傳統(tǒng)農業(yè)更具有“智慧”。數(shù)字孿生作為一種新型數(shù)字化技術也被廣泛應用于各個領域，包括農業(yè)。數(shù)字孿生技術通過對農業(yè)生產過程的數(shù)字化建模和仿真，幫助農業(yè)生產實現(xiàn)智能化、高效化、可持續(xù)化。
 
　　那么，數(shù)字孿生應用在智慧農業(yè)領域從哪入手呢？
 
　　首先，從農業(yè)生產系統(tǒng)的數(shù)字化建模開始，數(shù)字孿生技術可以通過對農業(yè)生產系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)進行數(shù)字化建模，將實際生產過程中的各種數(shù)據(jù)進行整合和分析，實現(xiàn)對農業(yè)生產系統(tǒng)的全面監(jiān)測和控制。通過數(shù)字孿生技術，農業(yè)生產者可以更加精準地掌握作物生長過程中的各種變量，如土壤溫度、濕度、養(yǎng)分等，從而對生產環(huán)境進行優(yōu)化，提高生產效率和作物品質。同時，數(shù)字孿生技術還可以提供全方位的決策支持，幫助農業(yè)生產者制定更加科學、合理的生產計劃和策略。
 
　　其次，在農業(yè)生產過程的智能化控制中，數(shù)字孿生技術可以將物理世界中的農業(yè)生產過程數(shù)字化，實現(xiàn)對生產過程的智能化控制。通過對生產過程中的各種參數(shù)進行實時監(jiān)測和反饋，數(shù)字孿生技術可以幫助農業(yè)生產者實現(xiàn)精準施肥、精準澆水、精準防治病蟲害等，從而提高生產效率和作物品質。同時，數(shù)字孿生技術還可以根據(jù)歷史數(shù)據(jù)和模擬預測，對未來的生產環(huán)境進行預測和優(yōu)化，為農業(yè)生產者提供更加科學、可靠的決策支持。
 
　　第三，在農業(yè)生產過程的遠程化監(jiān)測方面，系統(tǒng)可以通過手機、計算機等信息終端向管理者推送實時監(jiān)測信息、報警信息，實現(xiàn)溫室大棚信息化、智能化遠程管理，充分發(fā)揮物聯(lián)網(wǎng)技術在設施農業(yè)生產中的作用保證溫室大棚內環(huán)境適宜作物生長實現(xiàn)精細化的管理。通過實時遠程獲取溫室大棚內部的空氣溫濕度、土壤水分溫度、二氧化碳濃度、光照強度及視頻圖像，通過模型分析，可以自動控制溫室濕簾風機、噴淋滴灌、內外遮陽、頂窗側窗、加溫補光等設備。
 
　　下面，來看幾個數(shù)字孿生技術在智慧農業(yè)中的幾個具體應用
 
　　1)智能感知環(huán)境
 
　　智能感知系統(tǒng)其主要功能是通過溫濕度、光照、溫度、濕度等對農業(yè)生產物理場景的各個要素進行實時感測、監(jiān)控和反饋，實現(xiàn)全局和實時數(shù)據(jù)采集，是農業(yè)生產監(jiān)控的數(shù)據(jù)源，為農業(yè)智能決策提供依據(jù)。
 
　　2)數(shù)字育種智慧栽培
 
　　現(xiàn)有的數(shù)據(jù)采集設備采取傳統(tǒng)硬盤讀寫傳輸方式普遍讀寫慢、效率低、在線查看分析困難等問題。農業(yè)數(shù)字孿生系統(tǒng)通過全面的深度感知、實時傳輸和交換、快速計算處理和高級分析建模，實現(xiàn)植物表型性狀的實時分析和表型平臺的智能控制，提供及時、準確、穩(wěn)定的育種栽培技術支持。
 
　　3)基于數(shù)字孿生的農技教育培訓
 
　　信息化時代的網(wǎng)絡學習或遠程教育打破了傳統(tǒng)知識獲取的時空界限，卻難以實現(xiàn)學習場景在虛實空間的交互反饋，且存在諸如推送知識精度不高、與學習者的匹配度不足等問題。將數(shù)字孿生技術用于農技教育培訓上，農戶可以在真實的農作場景中接受遠程農技培訓，并且沉浸體會不同情境下農技措施對作物生產狀況的影響，提高農戶學習接收先進農技積極性的同時，幫助農戶有效規(guī)避風險。
 
　　4)智能農業(yè)機器人
 
　　通過引入遠程操作系統(tǒng)，將數(shù)字孿生技術用于機器人環(huán)境的虛擬化，可以優(yōu)化機器人應用過程，降低成本，提高產品的質量和效率。通過模擬和遠程操作，在數(shù)字孿生系統(tǒng)中對機器人和環(huán)境之間的各種交互進行建模，可以提高機器人性能，并降低最終產品成本。
 
　　5)衛(wèi)星智能預測天氣
 
　　農業(yè)管理當中天氣情況是重要的指標，通過數(shù)字孿生系統(tǒng)可以提前預測出未來48小時內的天氣狀況，精準預報可以提前預防自然災害，減少災害對農業(yè)的影響，精準對接出農業(yè)對氣象的需求。
 
　　結語：數(shù)字孿生技術在智慧農業(yè)中的應用具有巨大的潛力和優(yōu)勢，將成為智慧農業(yè)的重要技術支撐和發(fā)展方向，有利于將人們從繁重的體力勞動中解放出來，更助力農業(yè)現(xiàn)代化和綠色發(fā)展。
 
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