情境感知技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)中的運(yùn)用

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摘要：在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)科研領(lǐng)域中，農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)提供了豐富的傳感數(shù)據(jù)和信息，情景感知技術(shù)是有效利用這些感知信息，為農(nóng)業(yè)提供優(yōu)質(zhì)綜合服務(wù)的一種技術(shù)手段。但是如今對(duì)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的情景感知技術(shù)還沒有得到深入研究。應(yīng)該按照設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的需求目標(biāo)，探討情景感知技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的具體運(yùn)用情況，為開發(fā)和應(yīng)用相關(guān)軟件，提升設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的水平，提供充足的技術(shù)參考與現(xiàn)實(shí)依據(jù)。筆者分析了農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中情景感知技術(shù)的運(yùn)用需求，對(duì)情景感知技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用狀況進(jìn)行相關(guān)分析，首先是設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)計(jì)算與三維數(shù)據(jù)場(chǎng)可視化，感知認(rèn)知一體化，網(wǎng)絡(luò)三維交互式服務(wù)。進(jìn)而分析設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中運(yùn)用情景感知技術(shù)的狀況。

關(guān)鍵詞：設(shè)施農(nóng)業(yè)；物聯(lián)網(wǎng)；情景感知技術(shù)

如今計(jì)算機(jī)業(yè)已在我們的生活與工作中得到了普及，隨著計(jì)算機(jī)資源日益增多，情景感知技術(shù)也應(yīng)運(yùn)而生。情景感知技術(shù)是處理信息的一種技術(shù)，擁有豐富的信息是物聯(lián)網(wǎng)的最顯著特征，情景感知技術(shù)利用這種特征為廣大用戶提供相關(guān)服務(wù)。各地的農(nóng)業(yè)科技園區(qū)、家庭農(nóng)場(chǎng)與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化綜合體是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的主要發(fā)展方向，物聯(lián)網(wǎng)與情境感知技術(shù)會(huì)被更多地運(yùn)用到設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)中，為農(nóng)業(yè)增效增產(chǎn)、農(nóng)民增收建設(shè)高水平、科技化、智能化的良好平臺(tái)。

1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中情景感知技術(shù)的運(yùn)用需求分析

近10年來(lái)，國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中越來(lái)越多地運(yùn)用信息技術(shù)，農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)服務(wù)、營(yíng)銷、物流、生產(chǎn)等諸多等產(chǎn)業(yè)鏈與環(huán)節(jié)起到了非常關(guān)鍵的作用。它有效提升了國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)服務(wù)的質(zhì)量與生產(chǎn)效果。設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的普及與應(yīng)用，推動(dòng)了我國(guó)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化的持續(xù)升級(jí)，對(duì)國(guó)內(nèi)整合與利用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的龐大信息量，完善服務(wù)模式的要求越來(lái)越高。所以，應(yīng)該積極地響應(yīng)設(shè)施農(nóng)業(yè)的此類需求，打造以設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的情景感知技術(shù)體系，為增強(qiáng)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的綜合效能找出針對(duì)性的解決途徑。聯(lián)系情境感知技術(shù)與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)概念，可以這樣界定農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)情景感知技術(shù)：面向質(zhì)量安全追溯、農(nóng)產(chǎn)品物流、智能管理與農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)生產(chǎn)等，貨物具有代表性的應(yīng)用目標(biāo)的相關(guān)情景數(shù)據(jù)，對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行解析處理，定制相關(guān)服務(wù)的一種信息服務(wù)體系與綜合計(jì)算模式。

2情景感知技術(shù)在設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中的應(yīng)用分析

2.1設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)計(jì)算與三維數(shù)據(jù)場(chǎng)可視化

如今，在發(fā)展現(xiàn)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的過(guò)程中，科學(xué)研究日益凸顯了信息化、數(shù)字化的特征，設(shè)施農(nóng)業(yè)的相關(guān)科研部門業(yè)已建立了設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)研究的總體發(fā)展環(huán)境。如今大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展日益成熟，設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)為設(shè)施農(nóng)業(yè)科研活動(dòng)的開展，提供了豐富多彩的信息和數(shù)據(jù)，基于數(shù)據(jù)中心地位的設(shè)施農(nóng)業(yè)科研模式機(jī)制初步完善和發(fā)展，在數(shù)字化設(shè)施農(nóng)業(yè)發(fā)展研究的過(guò)程中，設(shè)施農(nóng)業(yè)科學(xué)計(jì)算發(fā)揮著非常關(guān)鍵的作用，應(yīng)該將其當(dāng)作計(jì)算科學(xué)的關(guān)鍵性趨勢(shì)。因此，設(shè)施農(nóng)業(yè)計(jì)算科研與三維技術(shù)可視化，會(huì)變成我國(guó)重點(diǎn)發(fā)展設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)感知計(jì)算與情感的具體形式。作物與環(huán)境是三維數(shù)據(jù)場(chǎng)與科學(xué)計(jì)算的兩大重點(diǎn)。首先，在采集設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的相關(guān)信息過(guò)程中，應(yīng)該采集氣候、光照、土壤等諸多信息，通常情況下，傳感器的具體設(shè)置形式非常獨(dú)特。因此應(yīng)該它的具體設(shè)置狀況，密切結(jié)合相應(yīng)的模型發(fā)展體系，以達(dá)成可視化的二維數(shù)據(jù)場(chǎng)。其次，就農(nóng)作物的實(shí)際發(fā)展而言，不少技術(shù)措施為獲取諸多微觀組織與支持各種農(nóng)作的具體物性狀信息，為完善和豐富農(nóng)作物領(lǐng)域的三維數(shù)據(jù)發(fā)展輔以必要信息保障。

2.2感知認(rèn)知一體化

隨著硬件、軟件環(huán)境發(fā)展越來(lái)越快，設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的情境感知技術(shù)也快速進(jìn)步，以往的信息處理方法無(wú)法有效地滿足設(shè)施農(nóng)業(yè)快速發(fā)展的形勢(shì)。處理模式與采集信息面向感知環(huán)節(jié)而實(shí)施，在采集與處理這些數(shù)據(jù)的過(guò)程中，重點(diǎn)涵蓋了遙感影像、氣候環(huán)境、視頻圖像等諸多類型的信息感知。然而在確認(rèn)與解析相關(guān)感知信息時(shí)，依舊處于一定范圍中，設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)科技的發(fā)展，在較大程度上促進(jìn)情境感知技術(shù)的運(yùn)用。從這個(gè)環(huán)節(jié)來(lái)看，情境感知技術(shù)的發(fā)展，重點(diǎn)涵蓋了下列方面，如知識(shí)轉(zhuǎn)型、數(shù)據(jù)分析、信息融合、理解語(yǔ)義、科學(xué)計(jì)算等，可以在一定程度上推動(dòng)數(shù)據(jù)與信息間的有效轉(zhuǎn)換。在傳輸與采集物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)、處理物聯(lián)網(wǎng)信息的過(guò)程中，應(yīng)該讓認(rèn)知體系與感知體系密切結(jié)合起來(lái)；在設(shè)施農(nóng)業(yè)的管理和生產(chǎn)環(huán)節(jié)中，構(gòu)建起具有較高的數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性、信息反饋能力較強(qiáng)的機(jī)制。因此，必須立足于相關(guān)感知數(shù)據(jù)，緊緊依托數(shù)字化、可視化三維境模型，統(tǒng)一協(xié)調(diào)認(rèn)知與感知的計(jì)算模式。

2.3網(wǎng)絡(luò)三維交互式服務(wù)

就當(dāng)代設(shè)施農(nóng)業(yè)的實(shí)際發(fā)展而言，應(yīng)該將其功能定位于設(shè)施農(nóng)業(yè)會(huì)展、生產(chǎn)加工、設(shè)施農(nóng)業(yè)園區(qū)、休閑娛樂、生態(tài)旅游與農(nóng)產(chǎn)品電商等領(lǐng)域。特別是部分地區(qū)的些經(jīng)濟(jì)水平比較高，對(duì)這個(gè)層面出現(xiàn)了更大需求。網(wǎng)絡(luò)訪問量為有效運(yùn)用設(shè)施農(nóng)業(yè)的技術(shù)與產(chǎn)品服務(wù)，提供了良好的保障體系。興盛于網(wǎng)絡(luò)的人際交互應(yīng)用程序與界面，獲得了迅猛發(fā)展。按照網(wǎng)絡(luò)三維交互的整體性服務(wù)模式，仿佛變成了設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)情境的相關(guān)計(jì)算發(fā)展模式，事實(shí)上是統(tǒng)一運(yùn)用前文論述的三維數(shù)據(jù)模型的有效融合，以植物數(shù)字為核心內(nèi)容的綜合計(jì)算。在設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，必須按照網(wǎng)絡(luò)三維交互，提供仿真應(yīng)用的管理與服務(wù)界面。這套系統(tǒng)立足于設(shè)施農(nóng)業(yè)的相關(guān)物聯(lián)網(wǎng)情境，將電腦技術(shù)當(dāng)作切入點(diǎn)，將作物的實(shí)際環(huán)境的變化當(dāng)作感知信息，進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)三維的展示與互動(dòng)。按照三維網(wǎng)絡(luò)實(shí)景交互的實(shí)際情況，為消費(fèi)者構(gòu)建了不同程度的在線虛擬環(huán)境。它重點(diǎn)涵蓋了農(nóng)事體驗(yàn)、虛擬漫游等非常具有代表性的服務(wù)，如此以來(lái)它可以強(qiáng)化設(shè)施農(nóng)業(yè)的總體服務(wù)效能，增加了設(shè)施農(nóng)業(yè)的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，促使我國(guó)設(shè)施農(nóng)業(yè)的不斷升級(jí)與轉(zhuǎn)型。

3設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中運(yùn)用情景感知技術(shù)的研究

此處將監(jiān)測(cè)玉米的實(shí)際生長(zhǎng)過(guò)程當(dāng)作案例，重點(diǎn)采取情景感知計(jì)算，它涵蓋了3個(gè)部分，依次是提供服務(wù)、數(shù)據(jù)處理與數(shù)據(jù)獲取。一是數(shù)據(jù)獲取，在該環(huán)節(jié)中，在田間安裝各類光照、溫度、濕度的視頻監(jiān)控設(shè)備與傳感器。而且通過(guò)網(wǎng)絡(luò)傳輸實(shí)施傳輸監(jiān)測(cè)到的相關(guān)數(shù)據(jù)；在信息處理的過(guò)程中，首先是識(shí)別與分析前面收集的各種信息，而且要提取有用信息，聯(lián)系玉米生長(zhǎng)的相關(guān)模型，分析這些信息實(shí)施適應(yīng)性。通過(guò)此類方法收集相關(guān)信息，大部分屬于圖像信息與視頻數(shù)據(jù)。在這種情況下，應(yīng)該采取圖像處理方法，把各種圖像信息與視頻，轉(zhuǎn)變成語(yǔ)義理解，在此基礎(chǔ)上把握玉米的實(shí)際生長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，涵蓋整齊度、株高、株行距等多種參數(shù)。最終是對(duì)上述信息構(gòu)建整體性計(jì)算模式，以有效分析相關(guān)信息，獲得有關(guān)結(jié)論，為相關(guān)決策人員提供有益的借鑒和參考。

4結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)循序漸進(jìn)的推動(dòng)下，情景感知技術(shù)的發(fā)展也非常穩(wěn)健。設(shè)施農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)中會(huì)運(yùn)用越來(lái)越多的情境感知技術(shù)，促使未來(lái)農(nóng)業(yè)日益綜合化、現(xiàn)代化，融服務(wù)、生產(chǎn)、流通、銷售于一體，從而更好地推動(dòng)當(dāng)代農(nóng)業(yè)的平穩(wěn)發(fā)展。

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作者：孫聰 曹亮 史志明 黃仕聰 趙旭輝 單位：成都市農(nóng)林科學(xué)院