《時空遙感大數據賦能農業農村高質量發展.pdf》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《時空遙感大數據賦能農業農村高質量發展.pdf(40頁珍藏版)》請在三個皮匠報告上搜索。
1、時空遙感大數據賦能農業農村高質量發展航天宏圖信息技術股份有限公司農業農村事業部總工程師、博士 段丁丁匯報目錄1業務介紹2核心能力3典型案例政策背景 農業農村部農業農村部“十四五”全國農業農村信息化發展規劃發展目標發展目標:到到20252025年,農業農村信息化發展水平明顯提升,現代信息技術與農業農村各領域各環節深度融年,農業農村信息化發展水平明顯提升,現代信息技術與農業農村各領域各環節深度融合合,支撐農業農村現代化的能力顯著增強支撐農業農村現代化的能力顯著增強。智慧種業、智慧農田、智慧種植、智慧畜牧、智慧漁業、智能農機和智慧農墾七個方面突破加速農產品“加工-倉儲物流-電商-追溯”各環節數字化改
2、造升級,形成農業全產業鏈信息流閉環重點建立健全農業農村數據資源體系,深入推進農業農村大數據發展應用推進鄉村治理數字化,發展鄉村信息服務,培育鄉村數字經濟,全面提升數字鄉村發展水平強化科技創新體系,加大關鍵核心技術攻關,壯大農業農村信息化產業體系 智慧農業邁上新臺階 農業農村大數據體系基本建立 數字鄉村建設取得重要進展 信息化創新能力顯著增強發展智慧農業推動全產業鏈數字化夯實大數據基礎建設數字鄉村強化科技創新重點任務 黨的二十大在擘畫全面建成社會主義現代化強國宏偉藍圖時,對農業農村工作進行了總體部署:黨的二十大在擘畫全面建成社會主義現代化強國宏偉藍圖時,對農業農村工作進行了總體部署:未來未來5年
3、“三農”工作要全面推進鄉村振興,到年“三農”工作要全面推進鄉村振興,到2035年基本實現農業現代化,到本世紀中葉建成農業強國。年基本實現農業現代化,到本世紀中葉建成農業強國。業務布局農業農村大數據產品特點產品簡介 農業農村大數據平臺產品面向各級農業農村管理部門用戶,打造“4+N”的產品體系,包括一個天空地感知網絡、一個農業農村資源數據庫、一個時空數據服務平臺、一個農業農村一張圖、N個大數據應用系統。1、產品以自主研發的國內首個遙感與地理信息云服務平臺PIE-Engine為基礎,整合農業農村離散的數據資源,實現多源異構數據的統一管理,構建了適合農業特點的標準化涉農數據體系。2、產品融合遙感技術、
4、氣象預報預警和農作物種植監測等模型算法,監測農情信息,作為生產經營管理監測、分析、預警的有力工具。3、產品基于實景三維構建農業農村數字畫像,將物聯網設備、攝像頭等映射到虛擬世界,融合宅基地、美麗鄉村、休閑農業等應用場景,實現虛擬與現實的實時交互。4、產品服務各類農業經營主體,幫助供需信息對接,解決信息渠道難題,擴大農村產權交易市場,盤活農業農村閑置資產。5、產品具備靈活性和可擴展性,能夠適應農業農村業務變化的要求,具備較好的縱向拓展、橫向深化能力,便于拓展新的應用服務,深化已有應用功能。一個農業農村一個農業農村一張圖一張圖N N個大數據應個大數據應用系統用系統一個天空地感一個天空地感知網絡知網
5、絡一個農業農村一個農業農村資源數據庫資源數據庫一個時空數據一個時空數據服務平臺服務平臺智慧農業產品特點產品簡介 PIE-Landscape風景智慧農業決策支持平臺產品產品優勢產品面向用戶面向農業行業各類用戶需求,利用公司遙感、氣象、云服務、數據分析挖掘等優勢技術,打造“數字農業”產品。PIE-Landscape產品體系不斷向橫縱方向延伸,合理配置衛星遙感、精準氣象氣象、無人機航拍、物聯網、農機北斗定位等手段,提供種子、土壤、地塊、農作物、溯源、電商等農業產業鏈生產監測自動化、監管決策智能化的數字農業標準化產品。1、SaaS服務與平臺建設靈活選擇,是航天宏圖三農大數據綜合服務標桿產品2、平臺經過
6、多年迭代與項目落地驗證,功能符合省市縣、大型農企產業智慧監管、大數據統籌應用、天空地一體化監測等主流需求,成果能快速落地3、平臺運營多年,積累多種作物農業氣象及農業遙感監測人工智能算法,包括作物識別、長勢、估產、災害預報、農事預報等藍圖版藍圖版TO G端&B端,農業農村局、農科院、現代農業產農業農村局、農科院、現代農業產業基地業基地/產業園、涉農企業(褚橙、隆平高科、農墾集產業園、涉農企業(褚橙、隆平高科、農墾集團等)團等)耕耘版耕耘版TO C端&B端,氣象局、脫貧縣、小型農企、種植氣象局、脫貧縣、小型農企、種植戶、農技師戶、農技師田園版田園版TO G端,農業農村局、規劃院、農科院、農大農業農
7、村局、規劃院、農科院、農大藍圖版藍圖版智慧農業產業發展服務平臺耕耘版耕耘版智慧農業生產SaaS服務平臺,包含小程序田園版田園版高標準農田綜合管護平臺數字鄉村產品特點產品簡介 數字鄉村治理平臺產品(村情通)鄉村資源監測 農業生產監測 AI監測預警 隨手拍移動端利用行政范圍內遙感監測、高點視頻、土地確權、國土三調、地質災害等數據,實現資源監測、作物監測;利用高點視頻,結合AI智能算法,實現秸稈焚燒、火點、垃圾傾倒、違章建筑、違法建房、河堤違法建筑等監測預警。實現鄉村綜合治理數字化轉型,提升鄉村治理能力和治理成效。農村產權改革產品特點產品簡介六個“一”產品體系,數據管理一個庫、二維三維一張圖、申請審
8、批一條鏈、監測監管一張網、盤活利用一中心、便民服務一個端。農村宅基地管理信息平臺產品設計“內外業建庫”、“審批上圖管理”、“衛片巡查監管”和“綜合臺賬二三維一張圖“4大特色,滿足宅基地基礎信息調查和宅基地改革信息化管理能力要求。1、“內外業建庫”:通過專業數據處理與建庫軟件,搭配支持圖解法的移動端數據信息采集APP,實現宅基地基礎信息現場快速采集、核對、處理、質檢和建庫,解決宅基地基礎信息調查難、流程繁的問題。2、“審批上圖管理”:宅基地申請、流轉、有償使用、退出等核心業務,全部基于空間數據庫成果,實現上圖管理。審批流程過程充分融合遙感地圖位置和屬性信息,保證宗地權屬清楚無誤。3、“衛片巡查監
9、管”:充分利用遙感技術手段,通過衛片分析,快速獲取宅基地變化情況,識別農村亂搭亂建房屋等違法情況,同時支持網格員日常巡查和群眾舉報,配合衛片信息開展巡查執法工作。4、“綜合臺賬二三維一張圖“:結合宅基地綜合臺賬、遙感地圖和傾斜攝像三維建模技術,詳細記錄和展示具有二三維特征的宅基地基礎信息,實現圖屬一體。同時應用大數據技術進行數據分析,準確得知”一戶多宅”、“閑置宅基地”等宅基地利用現狀,為農村宅基地政策規范提供數據支撐。農村宅基地管理信息平臺產品匯報目錄1業務介紹2核心能力3典型案例核心能力一:農業生產全過程精準監測,實現一網統管FY系列FY-3B/3C/3DFY-4A/4BMODISTerr
10、aAqua高分系列GF-1GF-2GF-4GF-6HJ系列HJ-1AHJ-1BZY系列ZY01ZY03雷達衛星GF-3Sentinel-1氣象衛星NOAA-18/19H8天天PIE-U08PIE-U12PIE-U25PIE-U15空空地地 長勢監測長勢監測 面積監測面積監測 產量估算產量估算 病蟲害監測病蟲害監測作物作物監測監測 農業資源遙感農業資源遙感調查調查 耕地、草地、耕地、草地、林地、漁業等林地、漁業等資源資源監測監測 農業自然災害農業自然災害應急監測應急監測 旱災、洪澇等旱災、洪澇等災害災害監測監測核心能力一:農業生產全過程精準監測,實現一網統管星座設計軌道高度星座設計軌道高度500
11、500-600600公里,由公里,由5454顆遙感衛星構成高分辨率混合遙顆遙感衛星構成高分辨率混合遙感衛星星座:感衛星星座:一、一、4 4顆顆XSARXSAR衛星衛星:4 4顆顆XSARXSAR衛星,構成分布式干涉衛星,構成分布式干涉XSARXSAR衛星星座。衛星星座。二、二、2424顆顆XSARXSAR衛星衛星:2424顆顆XSARXSAR衛星,構成衛星,構成XSARXSAR衛星星座。衛星星座。三、三、1616顆顆CSARCSAR衛星衛星:1616顆顆CSARCSAR衛星,構成衛星,構成CSARCSAR衛星星座。衛星星座。四、四、10 10 顆光學衛星顆光學衛星:1010顆顆0.50.5米光
12、學衛星,構成光學衛星星座。米光學衛星,構成光學衛星星座。航天宏圖女媧衛星星座航天宏圖女媧衛星星座全球覆蓋全球覆蓋重點目標檢測重點目標檢測全極化成像全極化成像形變測量形變測量2424顆顆XSARXSAR衛星星座衛星星座4 4顆分布式干涉顆分布式干涉SARSAR衛星星座衛星星座(航天宏圖一號)(航天宏圖一號)全球陸地全球陸地地形測繪地形測繪全球快速重訪全球快速重訪對地觀測對地觀測1616顆顆CSARCSAR衛星星座衛星星座1010顆光學顆光學衛星星座衛星星座女媧星座建成后,可實現女媧星座建成后,可實現小時級對地觀測小時級對地觀測能能力,圖像紋理清晰、色彩豐富、定位精準,衛力,圖像紋理清晰、色彩豐富
13、、定位精準,衛星遙感數據獲取能力達到國際領先水平。星遙感數據獲取能力達到國際領先水平。天基核心能力一:農業生產全過程精準監測,實現一網統管航天宏圖一號(女媧星座首批4顆衛星)是全球首個“1+3”分布式雷達遙感衛星星座,在全球地形測繪、地質災害監測、洪澇災害監測、實景三維建設、農業資源監測等方面具備極強的服務能力。采用15天運行227圈的太陽同步回歸凍結軌道,軌道高度為528km一期采用“1主+3輔”多星多基線干涉SAR衛星系統方案,采用四星共面運行方式具備高精度地形測繪、高分寬幅成像、高精度形變監測以及三維立體成像、農業資源監測等能力天基核心能力一:農業生產全過程精準監測,實現一網統管參與北斗
14、三號基礎設施建設,開拓北斗系統參與北斗三號基礎設施建設,開拓北斗系統3.03.0時代,助力北斗全球服務。時代,助力北斗全球服務。地面站地面站北斗衛星北斗衛星地面信號收發與處理大數據大數據分析系統分析系統北斗應用驗證數據分析評估平臺北斗應用驗證數據分析評估平臺全球用戶觀測數據數據產品狀態信息觀測數據監測站監測站注入站注入站信息服務信息服務系統系統遙測數據中國的北斗!世界的北斗!中國的北斗!世界的北斗!天基核心能力一:農業生產全過程精準監測,實現一網統管核心能力一:農業生產全過程精準監測,實現一網統管通過布設環境監測設備、病蟲害監測設備、視頻監控設備等地面物聯網,實現作物生長環境實時監測。地基實時
15、農場生產環境監測核心能力二:農業大數據挖掘分析能力,實現智能分析決策在線實時大規模、大尺度遙感智能計算云服務在線實時大規模、大尺度遙感智能計算云服務農業資源監測、農作物監測、耕地非糧化及撂荒監測、農業氣象監測、農業保險農業資源監測、農作物監測、耕地非糧化及撂荒監測、農業氣象監測、農業保險遙感處理云服務遙感處理云服務PIE-Engine Factory智能解譯云服務智能解譯云服務PIE-Engine AI遙感計算云服務遙感計算云服務PIE-Engine Studio數據共享云服務數據共享云服務PIE-Engine Server知識圖譜知識圖譜PIE-Engine Knowledge信息交互與分發
16、多源數據存儲及處理PIE-Engine時空遙感云服務平臺時空遙感云服務平臺智能數據管理智能數據管理遙感影像數據、傾斜攝影、街景、矢量、氣象水文數據圖片、POI、DEM、社交網絡等數據高分、資源、氣象、海洋、Landsat、MODIS、哨兵、無人機等已匯聚:已匯聚:180+類型數據8PB數據集云原生服務框架云原生服務框架遙感計算遙感計算流程編排豐富算法計算調度兼容生態并行計算資源彈性應用敏捷算法集成運行監控PIE-Engine桌面軟件桌面軟件核心能力二:農業大數據挖掘分析能力,實現智能分析決策18實時并行計算2020年12月19日,由王橋、陳軍院士等組成的時空遙感云服務平臺(PIE-Engine
17、)研發及應用成果評價委員會一致認為:“該成果整體技術達到國際先進水平,其中基于動態腳本的遙感影像并行計算技術達到國際領先水平?!边b感云服務數據實時計算能力核心能力二:農業大數據挖掘分析能力,實現智能分析決策核心能力二:農業大數據挖掘分析能力,實現智能分析決策核心能力二:農業大數據挖掘分析能力,實現智能分析決策核心能力二:農業大數據挖掘分析能力,實現智能分析決策核心能力二:農業大數據挖掘分析能力,實現智能分析決策核心能力二:農業大數據挖掘分析能力,實現智能分析決策序號序號服務名稱服務名稱內容內容產品周期或頻次產品周期或頻次1 1土地利用類型識別土地利用類型識別包括識別耕地、草地、林地、建設用地、
18、水域包括識別耕地、草地、林地、建設用地、水域一年一次一年一次2 2土壤類型分布識別土壤類型分布識別包括識別鹽堿土、黑土、巖性土等包括識別鹽堿土、黑土、巖性土等一年一次一年一次3 3作物種植分布提取作物種植分布提取小麥種植位置、面積遙感識別小麥種植位置、面積遙感識別一年一年1 1或或2 2次次4 4水稻種植位置、面積遙感識別水稻種植位置、面積遙感識別一年一年1 1或或2 2次次5 5玉米種植位置、面積遙感識別玉米種植位置、面積遙感識別一年一年1 1或或2 2次次6 6棉花種植位置、面積遙感識別棉花種植位置、面積遙感識別一年一年1 1或或2 2次次7 7作物長勢作物長勢小麥、水稻、玉米、棉花的作物
19、長勢,劃定長勢好壞級別小麥、水稻、玉米、棉花的作物長勢,劃定長勢好壞級別全生長季全生長季6 6-1010次次8 8苗情監測苗情監測小麥、水稻、玉米、棉花的作物苗期的長勢情況,劃定苗情好壞級別小麥、水稻、玉米、棉花的作物苗期的長勢情況,劃定苗情好壞級別全生長季全生長季2 2-3 3次次9 9土壤墑情土壤墑情小麥、水稻、玉米、棉花的作物種植區土壤墑情,劃定墑情好壞級別小麥、水稻、玉米、棉花的作物種植區土壤墑情,劃定墑情好壞級別全生長季全生長季6 6-1010次次1010干旱監測干旱監測干旱災害發生時,遙感監測小麥、水稻、玉米、棉花的種植區干旱災害嚴干旱災害發生時,遙感監測小麥、水稻、玉米、棉花的種
20、植區干旱災害嚴重程度重程度災害發生后災害發生后2 2-3 3次次1111洪澇監測洪澇監測洪澇災害方式后,遙感監測小麥、水稻、玉米、棉花的種植區被淹沒區域、洪澇災害方式后,遙感監測小麥、水稻、玉米、棉花的種植區被淹沒區域、受災程度等受災程度等災害發生后災害發生后2 2-3 3次次1212倒伏監測倒伏監測洪澇或者大風、暴雨等災害后,遙感監測小麥、水稻、玉米、棉花的種植洪澇或者大風、暴雨等災害后,遙感監測小麥、水稻、玉米、棉花的種植區作物倒伏面積、位置等區作物倒伏面積、位置等災害發生后災害發生后2 2-3 3次次1313作物產量估測作物產量估測利用遙感和當年氣象積溫數據評估小麥種植地塊產量利用遙感和
21、當年氣象積溫數據評估小麥種植地塊產量全生長季全生長季1 1-3 3次次1414利用遙感和當年氣象積溫數據評估水稻種植地塊產量利用遙感和當年氣象積溫數據評估水稻種植地塊產量全生長季全生長季1 1-3 3次次1515利用遙感和當年氣象積溫數據評估玉米種植地塊產量利用遙感和當年氣象積溫數據評估玉米種植地塊產量全生長季全生長季1 1-3 3次次1616利用遙感和當年氣象積溫數據評估棉花種植地塊產量利用遙感和當年氣象積溫數據評估棉花種植地塊產量全生長季全生長季1 1-3 3次次1717水稻病蟲害監測水稻病蟲害監測監測水稻稻瘟病監測水稻稻瘟病災害發生后災害發生后2 2-3 3次次1818農業氣象災害預報預
22、警及農事預報農業氣象災害預報預警及農事預報 作物霜凍、寒潮、高溫、連陰雨、干熱風、灼傷、大風、暴雨等災害預報作物霜凍、寒潮、高溫、連陰雨、干熱風、灼傷、大風、暴雨等災害預報每日更新每日更新1919病蟲害氣象預警病蟲害氣象預警小麥、水稻、玉米作物的主要病蟲害小麥、水稻、玉米作物的主要病蟲害每日更新每日更新2020歷史氣候數據歷史氣候數據熱量資源、水分資源、日照資源月季統計、年際統計熱量資源、水分資源、日照資源月季統計、年際統計逐月更新逐月更新核心能力三:構建農業農村一張圖,實現一圖統覽無人機遙感農機作業農業物聯網衛星遙感移動終端耕地地塊農作物農業氣象畜牧養殖設施農業無人機植保生產主體果園綠色鄉村
23、農村宅基地高標準農田土壤普查漁業養殖耕地地塊耕地地塊生產主體生產主體種植結構種植結構病蟲害病蟲害土壤數據土壤數據農業氣象農業氣象以空間數據為基礎匯集各類農業相關數據資源,利用時空大數據技術實現一張圖可視化,實現以圖管農、以圖管地、以圖決策。作物長勢作物長勢遙感數據遙感數據行政區劃數據行政區劃數據核心能力四:利用新技術打造農業數字孿生PIE-U15無人機智慧城市智慧鄉村宏圖一號衛星多行業數字化場景應用服務全工藝流程數據生產軟件符合信創的大數據平臺全套自研數據采集設備數字化場景服務02 PIE-Model單體化建模軟件01 PIE-Smart全自動建模軟件多源數據采集數據建模集成數據管理PIE三維
24、時空大數據平臺應用方向自有飛控和相機數字孿生流域多元數據集成數字政府單體化模型智慧園區點云數據其他數據傾斜影像林權管理鄉村振興固廢監測BIM模型CIM 實景三維實景三維匯報目錄1業務介紹2核心能力3典型案例多應用場景利用農業基礎數據資源、行業監測數據資源,發揮空天地遙感數據采集加工優勢,實現對耕地、土壤、水資源、氣象等重要農業資源的變化監測,實現對農業生產過程中涉及的作物農情、氣象災害、病蟲害的監測預警,支撐農業災害的預防、監測預警,保障糧食安全,落實農業穩產增產,實現農業可持續發展。典型案例1:土壤資源調查(第三次全國土壤普查)外業采樣遙感技術助力數字土壤制圖第三次土壤普查成果數據信息化管理
25、平臺業主單位:各區縣農業農村局開展第三次全國土壤普查外業采樣工作,基于多環境變量,采用數字制圖方法,繪制土壤普查專題成果圖;研發土壤大數據平臺,實現土壤普查數據的統一管理,繪制土壤普查“一張圖”案例簡介典型案例2:耕地資源監測(耕地地塊提?。└氐貕K智能化提取結果智能解譯模型解譯樣本庫業主單位:農業農村部大數據發展中心基 于 實 地 采 樣 構 建 解 譯 樣 本 庫,利 用Segformer深度學習模型智能化提取四川省的耕地地塊邊界,測量耕地面積,耕地地塊識別準確率達到 90%以上。案例簡介典型案例2:耕地資源監測(耕地種植用途管控)基于衛星遙感數據,結合高點位視頻,開展耕地用途遙感監測形成
26、耕地用途遙感監測“一張圖”,實現耕地用途常態化全覆蓋監測,準確掌握耕地資源的用途情況。非糧食作物夏:馬鈴薯(分散種植)、小麥、大豆秋:水稻為主,少量玉米、大豆(分散種植)夏:油菜籽、蔬菜為主秋:蔬菜為主、少量瓜果(西瓜、甜瓜)糧食作物新津區總體分類精度:89.12%,玉米分類精度:83.33%,水稻分類精度:85.29%,小麥分類精度:80.39%糧食作物分類精度:96.98%,非糧食作物分類精度:93.06%。業主單位:農業農村部大數據發展中心案例簡介典型案例2:耕地資源監測(耕地質量監測評價)通過構建耕地質量評價指標體系,采用隨機森林、支持向量機、決策樹等算法,實現耕地質量評價結果的數字制
27、圖。耕地質量監測評價模型構建耕地質量監測指標體系耕地質量監測評價結果業主單位:華南農業大學案例簡介典型案例2:耕地資源監測(高標準農田綜合管護)可追溯可追溯可核查可核查可統計可統計可視化可視化高標準農田時空分布高標準農田時空分布高標準農田物聯網監測高標準農田物聯網監測高標準農田地力信息高標準農田地力信息高標準農田監管信息高標準農田監管信息五年發展規劃階段變化展示五年發展規劃階段變化展示業主單位:山東省農業科學院通過建設高標準農田物聯網設備,將大田土壤數據、氣象數據、蟲情數據、苗情數據自動進行傳輸到專業平臺,實現高標準農田信息化遠程監測自動化。根據農田土壤墑情與旱情變化情況,結合當前種植作物的生
28、育期和長勢狀況,提升農業種植管理水平及生產效率。典型案例3:作物資源監測(主要農作物的空間分布測量)業主單位:國家統計局基于中分辨率遙感影像,按照夏收、早稻、秋收三個糧食作物收獲季節,開展全國16個省份,每省3-5種主要農作物的空間分布測量,形成滿足精度需求的空間分布成果。案例簡介B類地區典型案例3:作物資源監測(農作物類型識別)序號序號作物類型作物類型研制時間研制時間1 1冬小麥冬小麥20232023年年3 3月月2 2玉米玉米20232023年年6 6月月3 3大豆大豆2023年6月4 4水稻水稻2023年6月5 5設施大棚設施大棚2023年6月針對河南省的糧食糧作物(冬小麥、玉米、水稻、
29、大豆)及設施大棚,通過衛星影像數據的收集及預處理,作物樣本知識庫的創建,最終構建作物智能解譯模型。業主單位:農業農村部大數據發展中心案例簡介典型案例3:作物資源監測(農作物類型識別)基于ConvLSTM智能識別2021年新疆、內蒙地區棉花、小麥、玉米識別F1分值94.44%,89.21%,88.09%。作物分類結果展示作物分類結果展示真實標簽真實標簽預測標簽預測標簽業主單位:中國水利水電科學研究院案例簡介典型案例4:農業金融服務(農業保險)案例簡介基于衛星遙感技術,完成承保階段的耕地地塊提取及農作識別,已經理賠階段的農作物受災程度定量監測服務。業主單位:陽光農業相互保險有限公司耕地地塊提取作物
30、類型識別受災程度評估典型案例5:設施大棚智能識別山東省設施大棚監測案例(綠色為識別的大棚)時間范圍:20182021年空間分辨率:0.6米產品精度:與真值測試集的驗證結果為 mIoU=0.94;Accuracy(準確性)=0.98業主單位:山東省農業科學院基于高分辨率衛星遙感影像,利用智能監測模型動態識別設施大棚的空間分布,準確率超過95%。典型案例6:鄉村治理(視頻智能識別)無人機視頻流實時目標(人、車等)識別與跟蹤火點識別簡易房違建識別火點及煙霧自動識別違法建筑自動識別白天違法垂釣識別夜間違法垂釣識別業主單位:赤壁市柳山湖鎮基于無人機、高位視頻監控,研發智能算法模型,動態監測人居環境、地質災害、社會綜治等,提升鄉村綜合治理水平和治理能力,助力打造生態宜居、產業興旺、綠色環保、鄉風文明、治理高效的美麗鄉村。感謝聆聽感謝聆聽