专访于新文:农业物联网应用要与农业生产紧密结合

        8月25日,2017鸿山世界物联网技术应用大赛评审工作在鸿山物联网小镇圆满结束。鸿山物联网小镇坐落于无锡市高新区(新吴区),于2016世界物联网博览会期间正式发布建设规划。以国家传感网创新示范区建设为引领,该区下一阶段将大力发展以物联网为龙头的新一代信息技术产业,加快建设鸿山物联网小镇,积极承办世界物联网博览会系列活动,打造具有国际影响力的重大物联网创新平台。

        本次大赛成功集聚了一大批物联网行业顶尖优秀企业、科研院所、创业团队,拉开了在无锡鸿山打造世界物联网小镇的序幕。大赛还创新性地举办了农业主题实景现场竞赛,开辟30亩“试验田”为参赛者提供真实的应用部署和运行环境,这是国内首次举办的实景现场物联网赛事,可谓是一次意义非凡的创举。

        在此大赛前夕,我们有幸邀请到了大赛评审专家于新文接受我们的专访。于博士,现任中国林科院资源信息研究所网络技术及应用研究室副主任,副研究员。工信部农业物联网项目评审专家,计算机学会计算机应用专委委员,林学会计算机分会理事,长期从事信息技术在农林领域的应用。


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主持人:首先想请于博士和我们谈谈目前中国农林领域信息技术的现状如何?

        答:实际上信息技术在农业领域的应用是比较早的,由于农业是个复杂系统,所以早期农业信息技术主要是用于数据信息的管理。把一些传统的历史资料整理出来以后,采用信息技术的手段进行管理,有利于用户的查询。

        后来,随着一些辅助决策技术的发展,我们在农林业信息技术应用方面也逐渐加入了一些辅助决策的技术,尤其是它的数据研究更广泛了,除了大田信息包括气象、地形这些信息以外,还采用了3S技术。这些技术带来了一些新的数据,能从不同维度上解决一些农业上的问题。但这些数据总体来说还属于历史数据,也就是说它是过去的数据,不是现在的数据。这些数据可以用来辅助决策,辅助决策是指利用信息技术对数据进行综合整理,决策者基于这些信息做出最后的决策。由于这些信息是历史数据,它对当前的状况是缺失的,决策者依据它所做的决策自然也相对滞后。

        当然,农业对时间的要求可能没有那么精确,但从现实来说,越是实时的数据越好。物联网技术能够更好地解决农业生产、农业管理、农业销售等方面的实际问题。从前端来讲,它采用传感器采集的数据是实时的。传统的农业数据都是靠人工去采集,采集频率就不可能那么快,但是使用传感器就基本不受时间限制了。如果传感器的分布很广,它的时间和空间的分辨率就可以很大,这个进步是非常巨大的。

        采集到的数据可以通过无线网传输到云端,再利用大数据分析技术,我们就可以把作物的生长以及和环境的关系揭示得更深刻,这样的分析对作物的管理、生长、产量预估都是非常可靠的。如果再把人工智能的技术加入进去,如深度学习,我们对农业的决策可能就从辅助决策变成智能决策了,这就是我们所说的智慧农业。按照这样的思路,我们能够解决很多的农业问题,其中最重要的就是前端的数据采集比原来进步了很多。这就是有关农业物联网的情况,现在的农业物联网应用应该说才刚刚开始,是比较初步的。

        当然农业物联网发展也存在两个比较大的障碍。首先是传感器,农业专业的传感器还比较缺乏。如果想了解土壤的肥力情况、有机质含量或者作物的生态生理指标,传统的传感器监测不到,而这些数据对整个农业决策是很重要的指标。第二是大数据,农业物联网才刚刚开始,数据还在积累阶段。当作物数据积累到一定量以后,我们再做大数据分析才能体现出它的威力。

主持人:您目前专注于开展林业物联网技术研发,有什么最新的前沿技术和我们分享一下?

        答:林业物联网,是把物联网最新发展的技术引入进来,看它能解决我们领域的哪些问题。从纯技术角度来说,可能并没有什么新的技术,但在应用模式上可以给大家一些建议。相比农业,林业的时间尺度大、周期长。农业可以一年一季甚至好几季,但是对于林业来说,是几年十年甚至上百年的周期。在林业物联网应用的时候要考虑到它的特点。

        另外,林业的人工干预比农业要少一些,农业属于集约化经营,首先浇水、施肥都是要人工干预的。天然林保护工程实施以后,天然林是禁伐的,只保护不采伐,我们更加重视的是它的生态服务功能。在林业物联网应用上,生态监测是非常重要的部分,尤其是自然保护区的生态监测,它能够把保护区的生态效应体现出来,并进行量化。

        我们做过神农架自然保护区的生态监测项目,对保护区进行了生境监测,包括保护区的环境变化和保护植物的生长情况,把这些数据积累起来以后再做分析,我们就知道保护植物为什么在这种生境下能够保存下来,而在其他环境不行。另外,我们还对当地的金丝猴进行了定位跟踪的研究,通过跟踪数据大概了解他们的行为模式。通过给猴子佩戴项圈,并采用星地结合的定位技术,结合卫星的定位数据和地面的定位技术来实现定位。

        监测自然保护区,它的通信状况是很成问题的,这种情况下数据怎么回传?我们根据自然保护区的情况建立了林业专网,采用4G基站,覆盖整个实验区,这样就保证了高频数据甚至一些视频数据的传输。在人工林方面,人工林是需要一些人为管理和干预的,它有自己的经营方案,什么时间以什么样的密度和强度来采伐,这些都要提前规划,规划的根据就是采集来的数据。目前我们正在执行一个新项目,关于速生人工林的监测,主要是桉树。广东、广西、云南一带的桉树种植量比较多,而且收益可观,它的种植逐渐靠近农业管理,已经带有一点集约化的性质。我们要了解它的水肥变化情况和生长情况,因为桉树的生长非常快,所以就需要掌握它的微生长,我们在做这方面的研究。其中也包括有关测量生物生长、土壤因素传感器的研发,这是林业物联网应用的一些新进展。

主持人:担任此次大赛的评审,您对本次参赛的方案有什么看法?对未来农业物联网的发展方向有什么见解?

        答:首先我觉得这次大赛采用的方式是很好的,尤其是实景的展示。我以前也参与过不少物联网大赛的评审,看到的都是纸质的材料,有些实际上做的很好的项目,但是由于材料写得很简单,就看不出来它的特色。这次大赛很有特色的就是它的实景展示,通过现场感受,能够把应用的优缺看得更清楚。

        从方案竞赛的材料来看,它们的应用类别基本可以分为三类:温室监控、大田监控和溯源。从解决农业实际问题的角度说,它的应用还比较初步,农业物联网真正从研究走向应用,也只是刚开始。我看到一些参赛公司并没有农业背景,也可能刚进入领域,如果说他们能逐渐找到农业的需求,采用新技术来解决农业实际问题,这以后会有很大的发展前途。

        至于农业物联网的发展趋势,实际上跟我前面说到的农业信息技术存在的一些问题是密切相关的。一是传感器的生产,如果说有一些传感器厂家能够和农林业领域结合起来,做一些农业专用的传感器,我想凭借我国农业的广度,在这个市场是大有可为的。另外,随着数据的积累,大数据的分析方法、分析模型以及深度学习如何在农业上应用,这也有待探索。虽然也有很多的方案里提到大数据分析、智能决策,实际上都还没有做到,因为数据刚积累,不可能用很少的数据就作出很好的工作,但是在朝着这个方向在发展。

        另外,农业物联网真正的应用一定要和农业生产紧密结合起来,真正了解农业的需求,这样才能真正解决农业的问题。我也希望有志于农业的一些公司、厂家能够真正地去走到田间地头,和农业生产领域的人多接触。

        大赛官方网址:http://jswx.cmcconenet.com/hi

        大赛官方公众号:鸿山世界物联网大赛


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