2024优秀案例丨绘宇智能数字农业与遥感监测平台

作者:    发布时间: 2024-08-26

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★申报案例展示★

绘宇智能数字农业与遥感监测平台


关国翔  向天竹  莫仲婷


广东绘宇智能科技公司



一、建设背景

随着全球人口的增长和城市化进程的加快,农业面临着提高产出、节约资源、保护环境等多重挑战。在这样的背景下,我国提出了农业现代化的战略目标,而智慧农业作为现代农业发展的重要方向,其数字化平台的建设显得尤为重要。通过运用遥感、物联网、大数据、云计算、人工智能等先进技术,智慧农业数字化平台能够实现对农业生产全过程的智能化管理,提升农业生产效率、产品质量和资源利用率。

在我国,乡村振兴战略是关系国计民生的重大决策部署。《数字乡村发展战略纲要》的出台,为乡村治理提供了新的思路和方法。党的十九大报告(下文简称报告)把乡村振兴战略与科教兴国战略、人才强国战略、创新驱动发展战略、区域协调发展战略、可持续发展战略、军民融合发展战略并列为党和国家未来发展的“七大战略”,足见对其的高度重视。作为国家战略,它是关系全局性、长远性、前瞻性的国家总布局,它是国家发展的核心和关键问题。

为了促进乡村振兴,加强乡村治理体系和治理能力现代化,推动乡村振兴工作更加科学、精准、高效,绘宇智能卫星遥感服务数字化平台旨在通过引进先进的信息化技术,整合乡村治理相关数据,构建一个集信息收集、分析、发布、服务于一体的乡村治理智慧平台,为乡村治理提供科学决策支持。同时,该平台也将为乡村振兴局提供更加便捷、高效、智能的乡村治理手段,提高乡村治理水平和服务能力。通过该平台,乡村振兴局将进一步推动乡村治理体系和治理能力现代化,促进乡村振兴战略的实施。


二、建设内容

1 农业大数据中心

农业大数据中心为数字化平台,通过数据建库完成遥感监测、三维实景等基础数据和农业业务数据的初始化,向下对接“空天地”一体化的感知网络实现数据存储更新,横向与对接八大应用系统进行数据交换共享,向上对接数字孪生平台和大屏驾驶舱,提供分析支撑,以实现农业大数据的统一汇集、存储、处理、分发。

农业大数据中心包含的数据模型如图1所示:

图1 农业大数据中心数据模型图


2 数字孪生平台

数字孪生一张图以矢量电子地图、卫星影像地图及实景三维模型为基础,融合人口、房屋、耕地、林地、畜牧、应急等业务数据,利用GIS、CIM等技术,将各类分散的、静动态的、结构非结构的数据基于时空、孪生的理念进行组织关联,构建多场景、多业务协同、动态交互的数字乡村立体全景一张图,实现以图管地、以图管产、以图智农、以图防灾、以图决策。

图2 数字孪生平台


3 “两非”综合监管系统

利用卫星遥感实现对全域“非农化”和“非粮化”的周期性监测,通过资源调查和梳理,基于一张图实现问题图斑的可视化呈现、对比和分析,构建两非问题核实确认、跟踪处置到结案关闭的完整业务闭环,构建以卫星遥感为主要驱动手段的两非一体监管体系。

图2 两非任务管理

图3 “非粮化”台账

图4 “非农化”台账


4 撂荒地综合监管系统

以卫星+AI为主要手段,结合视频监控、无人机、人工巡查等手段,常态化对长期闲置、撂荒的耕地进行排查和识别,实现撂荒地全面排查和监管,助力主管部门建台账、跟踪迹,整治一块、销号一块、耕种一块,让撂荒地“底子清、情况明、数据准”。

图5 撂荒地核查任务管理

图6 撂荒地台账


5 农作物种植监测服务系统

依托卫星遥感技术,结合地面传感器,对主要农作物的作物类型、分布、长势、环境等进行识别和监测,建立可视化展示和分析模块,实现作物长势管理和收割管理功能,为耕地种植提供数字化技术支撑。

图7 农作物一张图


6 高标准农田综合监管系统

依托卫星遥感技术和空间分析技术,围绕高标准农田的建设规划、建中情况、建后管护,构建高标准农田的全生命周期数字化监管体系,为全域高标准农田的综合监管提供数字化支撑。

图8 高标准农田一张图


7 农业灾害监管系统

建立农业灾害应急全过程数字化管理体系,利用物联网监测和卫星遥感监测,监测农业灾害发生情况、影响范围、受灾面积、受灾程度,进行灾害预警、灾中应急决策和灾后补救,减轻自然灾害给农业生产所造成的损失,全面提升农业应急指挥信息化和智慧监管水平。

图9 物联设备一张图

图10 农业气象


8 政策性农业保险监管服务系统

以政策性农业保险服务监管为核心,依托卫星遥感监测能力,推进政府和保险机构有效地管理和协调农业政策性金融服务,提高服务效率和质量,完善政策性保险服务体系,推动农业保险更好服务于农业现代化。

图11 经营者画像


9 农业补贴管理服务系统

农业补贴是政府扶持农业的重要手段,以卫星遥感为技术手段,以大数据为依托,实现农业补贴发测算、补贴记录、发放评估等功能,保障农业补贴资金的合理分配和使用,使政府农业财政补贴能够更好地服务农民和促进农业发展。

建设农业补贴管理服务系统,利用信息化手段完成农业补贴发放工作,实现发放农业补贴从确定发放名单、线上公示、补贴金额自动计算到最终补贴发放到农户的全流程管理。

10 移动数字化管理系统

建设统一移动数字化管理端,依托大数据服务和底层平台能力,整合各项监管移动化业务,提供移动一张图、移动驾驶舱、业务管理、信息中心等功能,提供监管移动数字化支撑。

图12 移动数字化管理系统


11 土地流转服务管理系统

土地经营权流转,是指在承包方与发包方承包关系保持不变的前提下,承包方依法将其承包享有的土地经营权部分或者全部交由他人在一定期限内自主开展农业生产经营的行为。建设农村土地承包经营权交易流转信息化应用平台,对于全面掌握土地承包现状,促进土地承包经营权信息准确、及时、完备管理,保障农民合法权益,合理引导农村土地有序流转、发展适度规模经营等具有重要意义。

土地经营权流转系统以土地地块数据为基础、以土地流转业务为核心,构建面向各级农业单位不同需求的应用服务。可根据每个地块的实际情况建立空间专题数据库和业务专题数据库,实现农经主管部门间数据共享和面向社会的公众服务。

图13 经营权现状一张图

图14 经营者管理

图15 合同管理


三、创新应用

1 主动出击保护耕地,动态监测“两非”问题图斑

耕地问题具有隐蔽性、滞后性和累积性,难以及时察觉;治理耕地问题周期长、难度大、成本高,并且有些耕地理化指标难以恢复。为了解决上述问题,平台除了完成上级下发的“两非”问题图斑巡查任务之外,还发挥平台卫星遥感监测的优势,于2023年7月平台上线后即开展了疑似“两非”问题图斑动态监测清查工作。通过将卫星主动发现识别的疑似图斑和自然资源部门的审批数据同步比对更新,将剩余2000余个疑似违法图斑根据县、镇、村、网格四级组织结构自动按责任区下发至移动端,实现疑似违法图斑的动态监测,及时发现和核实耕地问题。

2 智绘AI,助力农经权流转引导和监管

引导农村土地经营权有序流转发展农业适度规模经营,以推动农业发展方式转变,促进农业增效和农民增收为目标是党中央国务院做出的重要决策。在实践中,农经权流转的发生不易掌握,许多农经权流转已经发生,但未办理权证也无完整手续。

为解决县级农业主管部门对农村土地经营权流转实行引导和监管的困难,平台通过向乡镇村的各级农经权流转业务机构和部门推广AI智能标绘系统,实现了全域农经权流转土地现状全部掌握。AI智绘虽相较于权证办理过程的实地测绘精确度有差距,但由于经营权流转方参与,对流转土地的经营面积、种养殖类型等情况均有详细记录,对农业主管部门的引导监督工作起到极大便利。经营权通过培训和持续推广,未来将实现农经权流转发生即记录的极高即时性,实现对农经权流转的监管和引导。

3 动态种植监测+“两非”记录,为经营者刻画数字档案

土地流转和适度规模经营是发展现代农业的必由之路。作为“开路人”的新型农业经营主体在当中起到了重要作用。但无论是家庭农场还是农业企业,在农业生产经营过程中,都缺乏一个专门的电子档案。对于发生了“两非”违法问题的主体,缺乏记录,无法有效监督和警示;对于农业保险投保,缺少经营情况的记录为这些主体也带来了投保的困难,增加了保险企业的风险。

平台通过建立经营者档案管理系统,从农经权流转标绘阶段开始采集记录经营者信息,到经营者取得权证后完善相关的资质、身份证明信息形成基础数字刻画档案。通过“两非”监管系统获取经营者违规记录;通过遥感种植监测记录经营者种植时间、类型、产量等信息形成种植情况记录;通过灾害监管系统接入的物联网设备获取气象监测记录等。系统综合各个记录维度,形成经营主体的数字刻画,既为主管部门监管提供了依据,提升了监管效率;又为金融保险机构提供了参考,降低了保险投保的风险。

4 线上到线下,数字化平台与社会化服务站点结合

平台除了提供了丰富的线上业务系统功能外,还注重与实体社会化服务站点的线下服务相结合。有效杜绝了重建设、轻维护、无应用的现象。通过平台的物联网管理子系统,将农机设备上的各类传感器传输到农机管理系统实现作业监管,与农机服务订单管理、成本管理等功能模块一起组成了完整的农机社会化服务链条。


四、推广价值

通过应用卫星遥感技术对耕地进行监测,将有助于提高 “耕地地块”和“遥感影像图斑”图库一致性,从而夯实耕保工作的基础。数字农业+遥感的平台搭建,形成了一张全域全覆盖的天空地一体化遥感监测网络。利用物联网智能传感等先进技术,辅助第三方专业服务,以基层政府部门为主体,建立县、乡、村、组四级耕地用途管控网格化管理机制,实现农业生产网格化监管。

在耕地保护方面,通过遥感监测主动发现“两非”地块,能够在耕地问题扩大化之前制止违法行为,避免了因发现滞后带来的恢复原状执法成本上升问题。同时,定期监测巡查、及时发现和制止“两非”行为,将有效减轻年底集中发现、集中处理的案件数量压力,让基层能够更灵活合理的安排“两非”巡查工作。对于撂荒地等类型的“两非”问题,通过平台发现后,还能根据情况及时转为预流转地块,为后续的治理解决提供了更多方案。

在产业发展方面,数字化赋能社会化服务站点,为各类社会化服务提供了以“一张网”“一平台”为基础的大数据应用支撑能力,通过经营者数字刻画,为经营主体获取农业金融服务提供了极大帮助。农经权流转现状的即时反馈更新,也为地方政府做好种植规划和发展引导提供了支撑。


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