土壤數(shù)據(jù)服務(wù)助力現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展

　　土壤是一個(gè)國(guó)家極其重要的自然資源，它是農(nóng)業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。通過(guò)有效的辦法對(duì)土壤中的微量、中量、大量元素，及土壤顆粒組成和容重等數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)控，并用于指導(dǎo)種植，是信息化應(yīng)用于農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的重要突破。

　　農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展中，數(shù)據(jù)的整合和應(yīng)用是關(guān)鍵。然而在農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)應(yīng)用中，多數(shù)公司的產(chǎn)品，都是在遙感、天氣、作物生長(zhǎng)等數(shù)據(jù)方面投入更多精力，而土壤數(shù)據(jù)由于存在時(shí)間、空間的差異性，且在各類(lèi)普查和檢測(cè)中沒(méi)有形成標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)據(jù)，因此在目前的農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展中不太受關(guān)注。

　　而武漢禾大科技有限公司(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“禾大科技”)卻另辟蹊徑，從土壤著手，以3S技術(shù)(RemoteSensing、GeographicInformationSystem、GlobalPositioningSystem，遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng))為依托，圍繞土壤各項(xiàng)指標(biāo)的分析和檢測(cè)展開(kāi)技術(shù)探索，建立了國(guó)內(nèi)先進(jìn)的數(shù)字化土壤數(shù)據(jù)服務(wù)平臺(tái)——土庫(kù)，應(yīng)用于科學(xué)、快速、高效、精準(zhǔn)的大面積土壤普查及深度的土壤數(shù)據(jù)分析應(yīng)用。

　　標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字土壤普查

　　現(xiàn)在，全國(guó)第二次土壤普查已過(guò)去了近40年，在這期間，我國(guó)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、作物布局、農(nóng)資使用等方面都已發(fā)生很大變化。同時(shí)，快速工業(yè)化將大量的廢棄物和污染物排放到土壤，使土壤質(zhì)量狀況發(fā)生巨變，已經(jīng)缺乏與第二次土壤普查數(shù)據(jù)在時(shí)間和空間上的接續(xù)，因此亟待進(jìn)行新一次的土壤普查。

　　要實(shí)現(xiàn)土壤資源的持續(xù)利用，就要摸清土壤“家底”。考慮到土壤普查數(shù)據(jù)可能要在未來(lái)的30年甚至更長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行應(yīng)用和動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)，因此對(duì)新一次的土壤普查就提出了更高的要求：一是要建立詳盡的土壤數(shù)字檔案;二是要進(jìn)行明確定位，以便今后的定點(diǎn)動(dòng)態(tài)觀測(cè)和數(shù)據(jù)對(duì)比。

　　作為一家專(zhuān)注“互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)業(yè)”的移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)公司，禾大科技將土壤地圖技術(shù)與3S技術(shù)相結(jié)合，建立了全方位的智慧農(nóng)業(yè)平臺(tái)，提供數(shù)字土壤地圖、精準(zhǔn)配肥方案、遙感監(jiān)測(cè)的一體化服務(wù)，為農(nóng)戶(hù)和農(nóng)場(chǎng)提供優(yōu)質(zhì)種植管理方案和種植決策，努力實(shí)現(xiàn)投入更少、收獲更多、品質(zhì)更好、環(huán)境影響更小的土壤檢測(cè)和使用方案。

　　禾大科技利用現(xiàn)代信息技術(shù)，幫助客戶(hù)建立標(biāo)準(zhǔn)數(shù)字化測(cè)土流程，將測(cè)土規(guī)劃、現(xiàn)場(chǎng)取土、立地條件調(diào)查、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)、數(shù)據(jù)建檔與成果輸出等流程進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)從采樣規(guī)劃到數(shù)據(jù)輸出的全程可追溯。由數(shù)字土壤普查后臺(tái)系統(tǒng)和數(shù)字土壤普查APP組成的標(biāo)準(zhǔn)化數(shù)字土壤普查平臺(tái)，成為主要的檢測(cè)工具。

　　工作人員通過(guò)土壤普查后臺(tái)系統(tǒng)，可以科學(xué)規(guī)劃每個(gè)取土位置及土樣點(diǎn)數(shù)，設(shè)定現(xiàn)場(chǎng)取土要求(拍照數(shù)量等)，指派取土人員。在傳統(tǒng)的土壤檢測(cè)中，取土工作往往會(huì)耗費(fèi)大量人工，尤其是大面積取樣時(shí)，工作量大、耗時(shí)長(zhǎng)。通過(guò)科學(xué)規(guī)劃取土位置和土樣點(diǎn)，運(yùn)用遙感技術(shù)精準(zhǔn)識(shí)別取土區(qū)域中的自然因素影響，可以精準(zhǔn)合理規(guī)劃取土密度，獲得高精密度的取土密度，同時(shí)通過(guò)遙感技術(shù)識(shí)別取土區(qū)域中冰雪、房屋等障礙物的位置，確保取土任務(wù)的科學(xué)性、合理性、安全性。

　　數(shù)字土壤普查APP，則是專(zhuān)為取土人員提供數(shù)字化服務(wù)的工具。使用平臺(tái)配備的具有GPS(GlobalPositioningSystem，全球定位系統(tǒng))、北斗多模亞米級(jí)定位功能且適配野外勘測(cè)功能的平板電腦，取土人員可以在數(shù)字土壤普查APP上進(jìn)行取土任務(wù)領(lǐng)取，再根據(jù)APP導(dǎo)航至指定取土點(diǎn)進(jìn)行定點(diǎn)土樣采集。

　　系統(tǒng)還配備了帶有全球唯一二維碼的標(biāo)準(zhǔn)取土袋，通過(guò)APP智能化采集和記錄取土位置、樣點(diǎn)經(jīng)緯度等數(shù)據(jù)，并與標(biāo)準(zhǔn)取土袋進(jìn)行匹配，可以確保土樣的準(zhǔn)確性和可靠性，為土壤數(shù)據(jù)提供科學(xué)、有代表性的土壤樣本，并實(shí)現(xiàn)取土過(guò)程全程可追溯。

　　使用該套系統(tǒng)，取土人員只需要取土、拍照、裝土等簡(jiǎn)單操作，不需要特別的專(zhuān)業(yè)知識(shí)即可在系統(tǒng)輔助下完成取土的任務(wù)分解、坐標(biāo)定位、質(zhì)量控制、立地條件調(diào)查等一系列可溯源操作，保障土壤數(shù)據(jù)科學(xué)準(zhǔn)確。通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的取土流程，可以實(shí)現(xiàn)一人一天可取40～50個(gè)土樣，大幅度提升了取土效率，有效降低了取土環(huán)節(jié)的人力投入。

　　通過(guò)掃描帶有全球唯一二維碼的標(biāo)準(zhǔn)取土袋，可以實(shí)時(shí)查看每一個(gè)土樣選取的經(jīng)緯度、取樣現(xiàn)場(chǎng)照片、實(shí)驗(yàn)室檢測(cè)結(jié)果等信息，實(shí)現(xiàn)土壤從取樣到檢測(cè)的全程記錄和可追溯。

　　深度化土壤數(shù)據(jù)分析應(yīng)用

　　通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的土壤普查平臺(tái)，用戶(hù)可以準(zhǔn)確記錄每一個(gè)階段的工作情況，保證土壤取樣檢測(cè)的真實(shí)性;通過(guò)盲樣、重復(fù)樣等手段，保障土壤檢測(cè)數(shù)據(jù)的有效性;通過(guò)標(biāo)準(zhǔn)化的取土流程，大幅度提高取土效率，降低取土成本……這種基于互聯(lián)網(wǎng)、GIS(GeographicInformationSystem，地理信息系統(tǒng))技術(shù)提供的定制化SaaS(Software-as-a-Service，軟件即服務(wù))服務(wù)，為用戶(hù)提供土壤數(shù)據(jù)檢測(cè)指標(biāo)、規(guī)則、步驟和流程、數(shù)據(jù)管理及展示等全周期的應(yīng)用服務(wù)。

　　

　　但土壤數(shù)據(jù)并不止步于數(shù)據(jù)采集。依據(jù)獲得的土壤數(shù)據(jù)和空間分布情況，配合氣象、遙感等農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)，可以進(jìn)行一系列更深程度的數(shù)據(jù)分析應(yīng)用，用于指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、土壤改良決策，土庫(kù)的數(shù)據(jù)整合和應(yīng)用效應(yīng)也在現(xiàn)實(shí)的土壤管理中得到了體現(xiàn)。

　　2017年1月至4月，禾大科技通過(guò)土庫(kù)平臺(tái)率先在全國(guó)范圍內(nèi)打造數(shù)字化農(nóng)業(yè)區(qū)域，依托測(cè)土技術(shù)，對(duì)湖北應(yīng)城約100萬(wàn)畝的土地土壤進(jìn)行了全面體檢，建立了一套完整的土壤數(shù)字地圖和手冊(cè)，并根據(jù)土壤數(shù)據(jù)和空間分區(qū)情況，指導(dǎo)應(yīng)城農(nóng)戶(hù)種植出品質(zhì)最好、用肥最優(yōu)、綠色環(huán)保的農(nóng)作物產(chǎn)品，從而提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)農(nóng)戶(hù)增產(chǎn)增收，同時(shí)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展。

　　2017年年底至2018年年初，禾大科技與內(nèi)蒙古自治區(qū)巴彥淖爾市農(nóng)牧局合作，通過(guò)土庫(kù)平臺(tái)對(duì)普查區(qū)域進(jìn)行了測(cè)土規(guī)劃、取土實(shí)施、田塊立地條件調(diào)查、土壤檢測(cè)、土壤地圖發(fā)布等，幫助用戶(hù)合理規(guī)劃取土方案，智能化采集和記錄取土位置、樣點(diǎn)經(jīng)緯度等數(shù)據(jù)，提高取土效率，保障取土質(zhì)量，助力內(nèi)蒙古100萬(wàn)畝鹽堿地土壤改良項(xiàng)目。

　　基于土庫(kù)土壤普查平臺(tái)和遙感技術(shù)應(yīng)用，該公司研發(fā)的田小二CT測(cè)土車(chē)，利用國(guó)際領(lǐng)先土壤CT(ComputedTomography，電子計(jì)算機(jī)斷層掃描)檢測(cè)技術(shù)SoilOptix，每畝可提供53組以上的深度土壤CT檢測(cè)數(shù)據(jù)，快速檢測(cè)PH值，有機(jī)質(zhì)，速效氮、磷、鉀、鈣、鎂等養(yǎng)分?jǐn)?shù)據(jù)，及重金屬含量多項(xiàng)土壤信息，同時(shí)結(jié)合該公司的人工智能大數(shù)據(jù)挖掘算法，可以有效提高農(nóng)業(yè)高精度土壤數(shù)字地圖的生成效率。

　　

　　除了協(xié)助政府部門(mén)更加精準(zhǔn)、科學(xué)、高效地完成土壤數(shù)據(jù)的采集工作，為土壤后期的綜合治理提供精準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，土庫(kù)的土壤數(shù)字地圖還可以有效地服務(wù)于生產(chǎn)實(shí)踐。例如結(jié)合土壤普查數(shù)據(jù)，結(jié)合中心配肥站，可以實(shí)現(xiàn)測(cè)土配方配肥和施肥，實(shí)現(xiàn)肥料的精準(zhǔn)科學(xué)施用，實(shí)現(xiàn)節(jié)肥增產(chǎn)的目的;結(jié)合作物生長(zhǎng)模型，可以為農(nóng)戶(hù)提供更加科學(xué)、合理的作物種植解決方案，實(shí)現(xiàn)土地田塊智慧化管理等。

　　土壤，是農(nóng)作物生長(zhǎng)的重要基礎(chǔ)，同時(shí)也是大部分污染物的最終受體。土壤污染的風(fēng)險(xiǎn)有很多種，如耕地污染影響農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量、危害人居環(huán)境安全、威脅生態(tài)環(huán)境安全等。2016年5月28日，《土壤污染防治行動(dòng)計(jì)劃》由國(guó)務(wù)院印發(fā)，是黨中央、國(guó)務(wù)院推進(jìn)生態(tài)文明建設(shè)，堅(jiān)決向污染宣戰(zhàn)的一項(xiàng)重大舉措，是系統(tǒng)開(kāi)展污染治理的重要戰(zhàn)略部署，對(duì)確保生態(tài)環(huán)境質(zhì)量得到改善、各類(lèi)自然生態(tài)系統(tǒng)安全穩(wěn)定具有積極作用。

　　禾大科技在傳統(tǒng)土壤普查工作上實(shí)現(xiàn)了新的突破——從采樣規(guī)劃到數(shù)據(jù)輸出的全程可追溯，有利于幫助政府、科研機(jī)構(gòu)、肥料企業(yè)、農(nóng)場(chǎng)更加精準(zhǔn)、科學(xué)、高效地完成土壤數(shù)據(jù)的采集工作，同時(shí)為土壤后期的綜合治理提供精準(zhǔn)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

　　作為農(nóng)業(yè)信息化領(lǐng)域的一項(xiàng)創(chuàng)新，土壤數(shù)字化管理為行業(yè)發(fā)展帶來(lái)了新思路。數(shù)字化程度較低的行業(yè)，必然需要數(shù)字化革命，禾大科技所代表的新一代技術(shù)與最底層的大數(shù)據(jù)，在中國(guó)智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展進(jìn)程中必定會(huì)越來(lái)越重要。

《土壤數(shù)據(jù)服務(wù)助力現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展》

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