【中國(guó)網(wǎng)】數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)+智能化 探索黑土地保護(hù)“大河灣模式”
中國(guó)網(wǎng)/中國(guó)發(fā)展門戶網(wǎng)訊 (記者王振紅)9月29日，中國(guó)科學(xué)院在北京召開新聞發(fā)布會(huì)，發(fā)布“黑土糧倉(cāng)”科技會(huì)戰(zhàn)階段性成果。中科院計(jì)算技術(shù)研究所正高級(jí)工程師張玉成在會(huì)上介紹了以智能技術(shù)驅(qū)動(dòng)的黑土地保護(hù)利用“大河灣模式”。“‘大河灣模式’探索構(gòu)建‘?dāng)?shù)字化決策+智能化執(zhí)行+針對(duì)性保護(hù)性耕作’的智能化黑土地保護(hù)，擬將大河灣示范區(qū)打造成黑土地保護(hù)與產(chǎn)業(yè)融合發(fā)展的現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)典范與標(biāo)桿。”
張玉成介紹說(shuō)，大河灣模式的核心是“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的智能化保護(hù)模式”：以“秸稈還田”“免耕播種”等常用改良措施為基礎(chǔ)，以“數(shù)據(jù)+智能裝備”為支撐，打通黑土地保護(hù)數(shù)據(jù)流，開發(fā)黑土地保護(hù)智能系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)高技術(shù)引領(lǐng)的智能化黑土地保護(hù)系統(tǒng)解決方案。大河灣模式的核心可總結(jié)為“一個(gè)理論，兩項(xiàng)支撐，四類技術(shù)，一套標(biāo)準(zhǔn)。
一個(gè)理論，就是黑土地保護(hù)的博伊德環(huán)理論，數(shù)據(jù)的價(jià)值在于流動(dòng)中產(chǎn)生。將黑土地作為整個(gè)數(shù)據(jù)流的核心，實(shí)現(xiàn)從“觀察、判斷、決策、執(zhí)行”的數(shù)據(jù)閉環(huán)。通過(guò)數(shù)據(jù)的不斷迭代和自學(xué)習(xí)，實(shí)現(xiàn)“智慧”的黑土地保護(hù)。
兩項(xiàng)支撐，一是實(shí)現(xiàn)對(duì)黑土地的對(duì)象劃分，大河灣模式將黑土地按照“團(tuán)、連、排、班”四級(jí)進(jìn)行劃分，劃分的依據(jù)滿足“管理、地形、種植、作業(yè)”四類要求，實(shí)現(xiàn)黑土地“宏觀保護(hù)”到“微觀保護(hù)”的打通。二是將黑土地保護(hù)農(nóng)藝措施的信息化，黑土地保護(hù)的處方是農(nóng)學(xué)科學(xué)家長(zhǎng)期積累的寶貴經(jīng)驗(yàn)，將“秸稈還田”“免耕播種”“條帶播種”“有機(jī)肥深混”等技術(shù)建模，成為計(jì)算機(jī)可以模擬和仿真的系統(tǒng)，為四個(gè)層次的黑土地保護(hù)提供治理方案。
四類技術(shù)，一是數(shù)據(jù)采集技術(shù)，建立了“天-空-地-人-機(jī)”的綜合數(shù)據(jù)采集體系，遙感與無(wú)人機(jī)側(cè)重“宏觀”網(wǎng)格的數(shù)據(jù)，地面監(jiān)測(cè)、人工探測(cè)、農(nóng)機(jī)監(jiān)測(cè)等近地表的監(jiān)測(cè)提供微觀10米*10米的數(shù)據(jù)采集，針對(duì)大河灣16.1萬(wàn)畝耕地493個(gè)地塊即將建立110萬(wàn)個(gè)10m*10m的精細(xì)化網(wǎng)格，每個(gè)網(wǎng)格包括氮磷鉀、有機(jī)質(zhì)等數(shù)據(jù)，為示范區(qū)黑土地提供準(zhǔn)確的本底數(shù)據(jù)并建立了數(shù)據(jù)檔案。二是大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，建立了各類黑土地保護(hù)農(nóng)藝、數(shù)據(jù)反演、作物生長(zhǎng)等模型40余套，基于大數(shù)據(jù)挖掘算法分析黑土地“變薄、變瘦、變硬”的成因，在諸多因子中挖掘黑土地退化的主要因素。三是人工智能模擬預(yù)測(cè)技術(shù)，通過(guò)人工智能算法，基于小樣本數(shù)據(jù)針對(duì)不同的保護(hù)措施開展模擬與學(xué)習(xí)，預(yù)測(cè)不同保護(hù)措施在實(shí)施若干年之后的效果，智能篩選黑土地保護(hù)效果最佳的解決方案。四是智能化執(zhí)行技術(shù)，依靠智能農(nóng)機(jī)裝備在“耕種管收”過(guò)程中的精準(zhǔn)執(zhí)行，減少人為干預(yù)。目前示范區(qū)正基于定制化的農(nóng)藝模式及計(jì)算所、金屬所、沈自所等單位的成果開發(fā)一整套可全程無(wú)人化作業(yè)的“耕種管收”智能裝備，未來(lái)可大大減少人工，提高作業(yè)效率。
一套標(biāo)準(zhǔn)，“用好養(yǎng)好黑土地”的核心是“產(chǎn)量不減少，土地多休息”，大河灣模式在農(nóng)業(yè)智能技術(shù)的助力下，通過(guò)提高畝均單產(chǎn)實(shí)現(xiàn)總產(chǎn)量不減少，增加休養(yǎng)生息的土地?cái)?shù)量。大河灣模式初期實(shí)驗(yàn)的目標(biāo)是：在大河灣農(nóng)牧場(chǎng)現(xiàn)有耕作標(biāo)準(zhǔn)下，在不增加投入品的條件下，依靠90%的土地維持不減產(chǎn)的目標(biāo)，每年就可以拿出10%的土地休養(yǎng)生息，10年實(shí)現(xiàn)全部土地休息一次，形成良性循環(huán)。按照該目標(biāo)制定信息技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和耕作農(nóng)藝規(guī)程，形成支撐大河灣模式的“標(biāo)準(zhǔn)”。
張玉成介紹說(shuō)，經(jīng)過(guò)一年多的探索和實(shí)踐，“大河灣模式”針對(duì)示范區(qū)提出了一套兼顧產(chǎn)業(yè)效益與黑土地保護(hù)的“耕作體系”;打造了一套可全程無(wú)人化作業(yè)的“耕種管收”智能裝備;形成了從“數(shù)據(jù)采集-分析-決策-執(zhí)行”的管控與評(píng)價(jià)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)，預(yù)期將形成10%以上節(jié)本增效效果，實(shí)現(xiàn)“用好養(yǎng)好”黑土地的目標(biāo)。
張玉成指出，“大河灣模式”將農(nóng)業(yè)智能技術(shù)與黑土地保護(hù)利用深度融合，實(shí)現(xiàn)了耕地、作物、農(nóng)藝數(shù)據(jù)“采集、分析、決策、執(zhí)行”的閉環(huán)管理。利用智能農(nóng)機(jī)，“大河灣模式”提出了以高新技術(shù)引領(lǐng)黑土地可持續(xù)利用的解決方案，為我國(guó)東北黑土地保護(hù)與利用探索了一種“機(jī)械化”基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)“智能化”的新模式。
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