一种面向产区的种植决策服务系统与方法技术方案

本发明专利技术涉及一种面向产区的种植决策服务系统与方法，包括：以有效积温为基础的作物发育模型；以产区的栽培品种、栽培方式、地理划分为基础部署的传感器：引入实时和历史气象数据监测作物的生长发育，并对发育节点进行自动智能识别，以掌握作物精确的物候期节点；生产环境、水肥指标数据库：通过通用数据接口控制与推荐下发生产参数；云端服务系统与APP：包括作物指标库、产区环境数据、气象格点数据、作物‑积温‑发育基础模型、特征识别、气象数据服务、工艺推送服务、设备控制服务。本发明专利技术的优点是，其对物候期的定义更加智能和精确，实现了作物从种植到收获的种植计划、种植工艺定义及装备智能控制，同时服务范围广、个性化，且成本低。

A planting decision service system and method for production area

【技术实现步骤摘要】
一种面向产区的种植决策服务系统与方法
本专利技术属于农业技术服务
，具体涉及一种面向产区的种植决策服务系统与方法。
技术介绍
在我国，经济类种植以中小规模种者为主，同时产区集中。产区通常由气候、土壤条件相似的一县或数县组成，集中种植一种或数种相似的经济作物，在经济作物的种植方式上呈现多样化(露地、大棚、日光温室等)。产区内大量种植者分散管理自己的土地，都面临着类似的问题。近年来，随着信息网络技术的飞速发展，产区普遍覆盖了网络，田间接通了电力。因此，个别先进农户已开始安装部署温湿度控制、自动节水装备等生产工具来促进品质化生产、省力化劳作。但是，在实际使用中，普通农户并不能准确依据作物的生长阶段与长势来调整水肥、温湿度控制等设备运行，只是依据经验进行操作，这极大的限制了装备的使用，甚至装备并未起到作用。由于产区地域较大，为了能够有效的帮助种植者，最合理的方式是通过智能化、信息化系统监测作物长势，给出面向不同地块的生产建议。同时，从单一农户或单个园区的角度去讲，研发此类信息系统是不经济且难以实现的，而产区的种植共性特征为研发建设此类系统提供了基础与可行性。因此，如何建设能够覆盖产区、智能决策的服务系统来生成生产决策信息，帮助种植者品质化生产、省力化劳作是行业内亟待解决的问题之一。在申请号为201710154721.1的专利中描述了一种面向中小种植者的种植技术服务系统及方法，服务系统包括服务器端和用户端。所述服务器端包括用户交互模块、种植计划模块、天气等数据模块、用户数据模块和数据接口；所述用户端包括用户交互模块、种植数据推送模块、通信模块和用户数据模块。系统定义了作物的生长节点，包括萌芽、开花、结果、落叶、休眠等时期的发育节点，形成了作物的种植计划，并对日常农事操作、灌水施肥、病虫害防控、天气预警等种植工艺进行图文推送。由于作物的生长节点作为生产措施调整的重要依据，不是一成不变的，可能根据年份或环境的气候条件不同存在一定差异，因此该申请专利存在以下几个方面的缺点：(1)没有建立作物生长发育的基础指标模型；(2)没有建立有效的生长节点获取手段，仅依靠用户进行自主判断；(3)所阐述的方法没有有效结合田间传感器数据，同时没有给出种植计划中各阶段水肥以及温湿度控制的量化指标数据与接口；(4)在天气数据方面仅引入了天气预报，并未引进与作物生长发育相关的实时及历史监测数据；(5)所述的种植工艺推送环节，其安排部署在客户端(APP)，这就意味着用户需要从客户端获取所有工艺信息与数据以决策推送，这会降低系统的可靠性与准确性。因此，本专利在201710154721.1专利的基础上，对相关方面进行了改进，并形成了独有的系统及方法。
技术实现思路
本专利技术的目的是解决上述问题，提供一种面向产区的种植决策服务系统与方法，其对物候期的定义更加智能和精确，实现了作物从种植到收获的种植计划、种植工艺定义及装备智能控制，同时服务范围广、个性化，且成本低。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种面向产区的种植决策服务系统，其特征在于，包括：以有效积温为基础的作物发育模型；以产区的栽培品种、栽培方式、地理划分为基础部署的传感器：引入实时和历史气象数据监测作物的生长发育，并对发育节点进行自动智能识别，以掌握作物精确的物候期节点；生产环境、水肥指标数据库：通过通用数据接口控制与推荐下发生产参数；云端服务系统与APP：包括作物指标库、产区环境数据、气象格点数据、作物-积温-发育基础模型、特征识别、气象数据服务、工艺推送服务、设备控制服务。进一步的，所述作物-积温-发育基础模型主要用于生长发育节点监测，作物的生长发育用公式表示为：所述作物的生长发育公式中DSI(s,k)表示第s阶段第k日的发育指数，ATDi表示第s阶段第i日的有效积温，ACTems-1为前s阶段的累计有效积温。一种面向产区的种植决策服务系统的工作方法，包括以下步骤：S1：建立基础的作物-积温-发育模型来量化处理对作物生长发育节点的监测，为决策提供基础依据；S2：通过气象信息共享平台接口采集气象格点数据，结合地块经纬度位置，计算不同地块的实时温度与积温情况，对低温冻害及热害进行气象灾害预警，并依据模型预测作物的生长发育情况；S3：在服务器端建设作物指标库，依据作物生长发育的不同阶段及天气数据，为作物提供不同的种植工艺推送服务及设备控制服务；S4：构建数据服务系统，采用传感器数据来实现全域的准确农事服务：根据地理位置情况，将采集的实时数据与气象格点数据融合计算，制作针对不同田块、不同栽培模式的数据指导产品；S5：通过构建环境数据与作物主要病害的模型关系，构建病虫预测模型，对地块的作物发病趋势进行预警；S6：构建作物生长节点监测系统来建设作物指标库，在融入气象格点数据和传感器数据的基础上来控制设备，提供决策服务；S7：在服务器端计算推送种植计划、种植工艺以及设备控制参数，APP端调用计算结果进行展示。进一步的，所述作物-积温-发育模型的工作流程为：1)积温计算；2)积温模型预测物候期；3)确认物候期：确认无误进入下一步，否则回归优化模型，返回步骤2)；4)调整工艺参数。进一步的，所述步骤3)中的物候期确认方法为：通过用户上传的视频或图像作为作物进入下一个生长阶段的确认依据。进一步的，所述S1中，在不同作物生长发育的形态上定义每个阶段的典型标志，建立生长发育指标与积温以及生长检查点的线性关系，并通过机器学习来优化模型。进一步的，所述S4中，构建数据服务系统时，在无田间监测设备的产区，采取稀疏布置传感器的方法来增强系统能力。进一步的，所述S6中，来控制设备的具体方法为：根据环境温湿度自动控制放风机和卷帘机设备，根据作物长势自动控制补光灯设备，根据作物地块的水肥计划控制水肥一体机设备。进一步的，所述S6中的决策服务包括：种植工艺推送、温室通风控温、水肥计划推送、物候期监测、病虫害预警、天气灾害预警。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：本专利技术的种植决策服务系统是一种具有学习和决策能力的服务系统，相较于一种面向中小种植者的种植技术服务系统及方法，其物候期定义更加智能和精确，并在此基础上实现作物从种植到收获的种植计划、种植工艺定义及装备智能控制。另外本专利技术不是一种单点的无法推广的服务系统，而是可以覆盖县域级大面积产区的系统，能够为不同作物品种提供个性化服务，从而有效拉低推广成本。依据本专利所描述的产区种植决策系统与方法能够构建面向产区大量种植户的准确生产服务系统，能够规避产区服务系统重复建设的浪费，克服单一主体(农户、园区)无法建设信息系统的难题。其投入使用后，不仅能够服务于生产，助力产区改善生产质量，也能够为产区数字化系统的商业运营与装备推广提供技术支撑。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例技术方案，下面将对实施例描述中所本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向产区的种植决策服务系统，其特征在于，包括：/n以有效积温为基础的作物发育模型；/n以产区的栽培品种、栽培方式、地理划分为基础部署的传感器：引入实时和历史气象数据监测作物的生长发育，并对发育节点进行自动智能识别，以掌握作物精确的物候期节点；/n生产环境、水肥指标数据库：通过通用数据接口控制与推荐下发生产参数；/n云端服务系统与APP：包括作物指标库、产区环境数据、气象格点数据、作物-积温-发育基础模型、特征识别、气象数据服务、工艺推送服务、设备控制服务。/n

【技术特征摘要】
1.一种面向产区的种植决策服务系统，其特征在于，包括：
以有效积温为基础的作物发育模型；
以产区的栽培品种、栽培方式、地理划分为基础部署的传感器：引入实时和历史气象数据监测作物的生长发育，并对发育节点进行自动智能识别，以掌握作物精确的物候期节点；
生产环境、水肥指标数据库：通过通用数据接口控制与推荐下发生产参数；
云端服务系统与APP：包括作物指标库、产区环境数据、气象格点数据、作物-积温-发育基础模型、特征识别、气象数据服务、工艺推送服务、设备控制服务。


2.根据权利要求1所述的一种面向产区的种植决策服务系统，其特征在于，所述作物-积温-发育基础模型主要用于生长发育节点监测，作物的生长发育用公式表示为：





3.根据权利要求2所述的一种面向产区的种植决策服务系统，其特征在于，所述作物的生长发育公式中DSI(s,k)表示第s阶段第k日的发育指数，ATDi表示第s阶段第i日的有效积温，ACTems-1为前s阶段的累计有效积温。


4.一种面向产区的种植决策服务系统的工作方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1：建立基础的作物-积温-发育模型来量化处理对作物生长发育节点的监测，为决策提供基础依据；
S2：通过气象信息共享平台接口采集气象格点数据，结合地块经纬度位置，计算不同地块的实时温度与积温情况，对低温冻害及热害进行气象灾害预警，并依据模型预测作物的生长发育情况；
S3：在服务器端建设作物指标库，依据作物生长发育的不同阶段及天气数据，为作物提供不同的种植工艺推送服务及设备控制服务；
S4：构建数据服务系统，采用传感器数据来实现全域的准确农事服务：根据地理位置情况，将采集的实时数据与气象格点数据融合计算，制作针对不同田块、不同栽培模式的数据指导产品；
S5：通过构建环境数据与作物主要病害的模型关系，构...

【专利技术属性】
技术研发人员：洪波，杭兴，张锋，
申请(专利权)人：陕西农津信息技术服务有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61