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地、空、星空間物聯(lián)網(wǎng)方案

發(fā)布日期:2014-11-22我要投稿我要評論
方案名稱:地、空、星空間物聯(lián)網(wǎng)方案

  方案提供商名稱:國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心

  服務(wù)領(lǐng)域:農(nóng)田生產(chǎn)

  方案總體描述:

  該系統(tǒng)以地面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)、無人機(jī)遙感監(jiān)測和衛(wèi)星遙感相結(jié)合監(jiān)測農(nóng)作物苗情、墑情、病蟲情、災(zāi)情等綜合信息,以農(nóng)作物調(diào)優(yōu)栽培決策支持系統(tǒng)為 平臺的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策技術(shù),從而實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)測管理從基礎(chǔ)設(shè)施硬件到軟件平臺的信息化管理產(chǎn)業(yè)鏈。地面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)利用傳感技術(shù)獲取地面離散點(diǎn)的環(huán)境信 息和土壤墑情信息;無人機(jī)遙感監(jiān)測技術(shù)利用無人機(jī)獲取核心區(qū)域的高分辨率農(nóng)田信息,并利用地面無線傳感器網(wǎng)絡(luò)獲得的數(shù)據(jù)進(jìn)行校準(zhǔn)和優(yōu)化,實(shí)現(xiàn)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(wèi)星遙感技術(shù),并利用無人機(jī)遙感監(jiān)測技術(shù)獲取的核心區(qū)域農(nóng)情信息進(jìn)行校準(zhǔn)和優(yōu)化。

圖1地、空、星空間物聯(lián)網(wǎng)方案

  1、研制基于Android4.0系統(tǒng)的農(nóng)田信息實(shí)時采集終端,實(shí)現(xiàn)以下農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息采集功能:

 ?。?)基礎(chǔ)信息:采集點(diǎn)經(jīng)緯度、行政區(qū)劃、詳細(xì)地址;

 ?。?)管理信息:生育進(jìn)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;

 ?。?)苗情動態(tài):各類苗的比例及面積;

 ?。?)產(chǎn)量形勢:穗粒數(shù)、畝穗數(shù)、千粒重、畝產(chǎn)等;

 ?。?)氣象信息:溫度、墑情、光照、積溫、降水、寒潮等;

 ?。?)病蟲災(zāi)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(jié)合的無人機(jī)監(jiān)測系統(tǒng),包括:

  (1)無人機(jī)遙感信息獲取平臺

  AgriHawk輕小型無人機(jī)遙感系統(tǒng)由輕小型無人機(jī)飛行器、飛行控制系統(tǒng)、地面控制站以及光學(xué)傳感器組成。經(jīng)優(yōu)選、改造的無人機(jī)飛行器成本 低,采用手拋式起飛,滑翔式降落,操作簡單。強(qiáng)大的飛行控制系統(tǒng)能夠提供準(zhǔn)確的姿態(tài)估計,讓飛行器不需要地面手動控制校準(zhǔn),即能自動調(diào)整飛行狀態(tài)??刂普?只需要在地面站上給飛行器設(shè)定飛行任務(wù),飛行器自主飛行,所有的飛控、導(dǎo)航、姿態(tài)調(diào)整、任務(wù)執(zhí)行等工作由飛控板全自動完成。當(dāng)然,地面人員也可以隨時在自 動控制和手動控制兩種狀態(tài)間自由切換。除搭載常規(guī)數(shù)碼相機(jī)外,AgriHawk無人機(jī)可搭載農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測中常用的ADC多光譜相機(jī),獲取近紅外、紅、綠、 藍(lán)多波段遙感數(shù)據(jù)。同時,在遙感影像獲取時刻,可全自動同步記錄無人機(jī)位置、姿態(tài)信息。一次飛行,可獲取覆蓋6平方公里測區(qū)的遙感影像。

 ?。?)多旋翼無人機(jī)遙感信息獲取平臺

  多旋翼無人機(jī)遙感系統(tǒng)由六旋翼(或八旋翼)無人機(jī)飛行棋、飛行控制系統(tǒng)、地面控制站以及光學(xué)傳感器組成。經(jīng)優(yōu)選,改造的無人機(jī)飛行器操作簡單, 飛行高度和速度可根據(jù)用戶需要自由設(shè)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(shù)碼相機(jī)、攝像機(jī)、多光譜相機(jī)、熱紅外傳感 器、高光譜傳感器等)。強(qiáng)大的飛行控制系統(tǒng)能夠提供準(zhǔn)確的姿態(tài)估計,讓飛行器不需要地面手動控制校準(zhǔn),即能自動調(diào)整飛行姿態(tài)??刂普咧恍枰诘孛嬲旧辖o飛 行器規(guī)劃好飛行航線,飛行器即可按照設(shè)定好的任務(wù)自主飛行,所有的飛行過程都由飛行控制系統(tǒng)自動完成??刂普咭部呻S時切換到手動控制模式,從而實(shí)現(xiàn)手動控 制和自動控制等雙保險控制模式。多旋翼無人機(jī)載荷量大,控制方便,在獲取多種傳感器影像數(shù)據(jù)的同時亦可全自動同步記錄無人機(jī)位置、姿態(tài)等信息,為后期數(shù)據(jù) 處理提供方便。

  (3)信息快速處理與災(zāi)害解析軟件

  通過無人飛機(jī)對指定地塊進(jìn)行巡航拍攝,對無人飛機(jī)采集的遙感數(shù)據(jù)進(jìn)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(nóng)業(yè)無人機(jī)遙感數(shù) 據(jù)特點(diǎn),自主研發(fā)無人機(jī)遙感數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)。系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)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(jī)影像的幾何校正。系統(tǒng)能 夠?qū)崿F(xiàn)相機(jī)的自校驗,并能自動提取測區(qū)DEM,生成測區(qū)全景拼接圖。經(jīng)幾何校正后的遙感影像,自動提取其農(nóng)田邊界。構(gòu)建多種植被指數(shù),結(jié)合遙感影像特征, 反演災(zāi)害發(fā)生范圍及災(zāi)害等級。

  3、研發(fā)基于衛(wèi)星遙感技術(shù)的農(nóng)作物調(diào)優(yōu)栽培決策支持系統(tǒng),系統(tǒng)主要面向農(nóng)業(yè)管理部門、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)部門、作物協(xié)會及大型涉農(nóng)企業(yè)的專業(yè)技術(shù)及生產(chǎn)管 理人員,對主要農(nóng)作物的產(chǎn)前優(yōu)良品種種植區(qū)劃——產(chǎn)中調(diào)優(yōu)栽培及產(chǎn)量、品質(zhì)預(yù)報——產(chǎn)后指導(dǎo)按質(zhì)收購等作物生產(chǎn)全過程進(jìn)行信息化管理,最大限度地為農(nóng)作物 生產(chǎn)的信息化管理與糧食政策的制定提供決策支持。

  系統(tǒng)功能包括:作物長勢監(jiān)測、作物產(chǎn)量估算、作物品質(zhì)預(yù)測、病蟲害監(jiān)測、干旱監(jiān)測、凍害監(jiān)測、肥水診斷等。

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