方案提供商名稱：國家農業信息化工程技術研究中心
服務領域：農田生產
方案總體描述：
該系統以地面無線傳感器網絡、無人機遙感監測和衛星遙感相結合監測農作物苗情、墑情、病蟲情、災情等綜合信息，以農作物調優栽培決策支持系統為 平臺的農業生產決策技術，從而實現農業生產監測管理從基礎設施硬件到軟件平臺的信息化管理產業鏈。地面無線傳感器網絡利用傳感技術獲取地面離散點的環境信 息和土壤墑情信息；無人機遙感監測技術利用無人機獲取核心區域的高分辨率農田信息，并利用地面無線傳感器網絡獲得的數據進行校準和優化，實現地塊級小范圍 宏觀層面的信息獲取和分析；針對于縣市級大面積的信息獲取和分析，采用衛星遙感技術，并利用無人機遙感監測技術獲取的核心區域農情信息進行校準和優化。
圖1地、空、星空間物聯網方案
1、研制基于Android4.0系統的農田信息實時采集終端，實現以下農業生產信息采集功能：
（1）基礎信息：采集點經緯度、行政區劃、詳細地址；
（2）管理信息：生育進程、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）苗情動態：各類苗的比例及面積；
（4）產量形勢：穗粒數、畝穗數、千粒重、畝產等；
（5）氣象信息：溫度、墑情、光照、積溫、降水、寒潮等；
（6）病蟲災害：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合的無人機監測系統，包括：
（1）無人機遙感信息獲取平臺
AgriHawk輕小型無人機遙感系統由輕小型無人機飛行器、飛行控制系統、地面控制站以及光學傳感器組成。經優選、改造的無人機飛行器成本 低，采用手拋式起飛，滑翔式降落，操作簡單。強大的飛行控制系統能夠提供準確的姿態估計,讓飛行器不需要地面手動控制校準,即能自動調整飛行狀態。控制者 只需要在地面站上給飛行器設定飛行任務,飛行器自主飛行，所有的飛控、導航、姿態調整、任務執行等工作由飛控板全自動完成。當然,地面人員也可以隨時在自 動控制和手動控制兩種狀態間自由切換。除搭載常規數碼相機外，AgriHawk無人機可搭載農業遙感監測中常用的ADC多光譜相機，獲取近紅外、紅、綠、 藍多波段遙感數據。同時，在遙感影像獲取時刻，可全自動同步記錄無人機位置、姿態信息。一次飛行，可獲取覆蓋6平方公里測區的遙感影像。
（2）多旋翼無人機遙感信息獲取平臺
多旋翼無人機遙感系統由六旋翼（或八旋翼）無人機飛行棋、飛行控制系統、地面控制站以及光學傳感器組成。經優選，改造的無人機飛行器操作簡單， 飛行高度和速度可根據用戶需要自由設置，不受起飛降落場地的限制,飛行載荷大，可同時攜帶多種傳感器（例如：數碼相機、攝像機、多光譜相機、熱紅外傳感 器、高光譜傳感器等）。強大的飛行控制系統能夠提供準確的姿態估計，讓飛行器不需要地面手動控制校準，即能自動調整飛行姿態。控制者只需要在地面站上給飛 行器規劃好飛行航線，飛行器即可按照設定好的任務自主飛行，所有的飛行過程都由飛行控制系統自動完成。控制者也可隨時切換到手動控制模式，從而實現手動控 制和自動控制等雙保險控制模式。多旋翼無人機載荷量大，控制方便，在獲取多種傳感器影像數據的同時亦可全自動同步記錄無人機位置、姿態等信息，為后期數據 處理提供方便。
（3）信息快速處理與災害解析軟件
通過無人飛機對指定地塊進行巡航拍攝，對無人飛機采集的遙感數據進行快速處理，確定拍攝地塊的損失面積和損失程度。其中，針對農業無人機遙感數 據特點，自主研發無人機遙感數據處理系統。系統可實現遙感影像無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影像的幾何校正。系統能 夠實現相機的自校驗，并能自動提取測區DEM，生成測區全景拼接圖。經幾何校正后的遙感影像，自動提取其農田邊界。構建多種植被指數，結合遙感影像特征， 反演災害發生范圍及災害等級。
3、研發基于衛星遙感技術的農作物調優栽培決策支持系統，系統主要面向農業管理部門、農業生產部門、作物協會及大型涉農企業的專業技術及生產管 理人員，對主要農作物的產前優良品種種植區劃——產中調優栽培及產量、品質預報——產后指導按質收購等作物生產全過程進行信息化管理，最大限度地為農作物 生產的信息化管理與糧食政策的制定提供決策支持。
系統功能包括：作物長勢監測、作物產量估算、作物品質預測、病蟲害監測、干旱監測、凍害監測、肥水診斷等。
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