CN117786014A - 一种数字农业产业链数据处理分析系统 - Google Patents

Abstract

一种数字农业产业链数据处理分析系统，涉农数据仓库包括数据管理单元、数据资源单元、数据汇聚单元、数据上报单元和数据挖掘单元；指挥决策中心包括物联监控单元、基地可视化单元、农机精准作业管理单元和农产品质量安全追溯单元；农产品质量安全追溯单元包括监管端和产业端，监管端用于对指定区域内加入农产品溯源的主体进行全方位全流程的监管，产业端用于构建农产品质量安全“追溯与监管”信息化体系。农业气象站配置有虫情测报单元、孢子分析单元、苗情监控单元和土壤分析单元。本发明易用性强，提高用户使用效率；安全性高，可靠性强，灵活性大，让用户更直观地了解各数据的变化和各个转折点，利于农业决策、指挥。

Description

一种数字农业产业链数据处理分析系统

技术领域

本发明属于数字农业技术领域，具体涉及一种数字农业产业链数据处理分析系统。

背景技术

数字农业农村既是数字经济的组成部分，也是数字中国的重要内容，实施乡村振兴战略，实现农业农村现代化，离不开数字农业农村的发展和应用。我国农村居民家庭经营耕地面积在近年来呈上升趋势，即土地集约化程度逐年增高，粮食单位面积产量呈逐年上升趋势。这就为农业集中化服务创造了契机，通过为种植大户、农业合作社等提供农机耕种收割、粮食收储、金融贷款服务、农业信息服务等综合性农业服务，提高种植效率，提升种植收益，从而达到双赢的效果。随着我国农业的发展，农业的规模经营、集约化生产势在必行，农业种植规模化、机械化、科学化、信息化将成为趋势。

目前，在智能农业上，由于缺乏统一的农业传感器技术标准和应用后台数据规范，导致传感器通用性差，物联网操作平台之间联网对接困难，升级整合成本较高。在数字资源应用上，农业信息资源分散、数据标准不统一缺乏数据共享机制、数据支撑能力薄弱已成为制约大数据建设的重要瓶颈，省级各类涉农系统的数据以孤岛的形式存在，各系统之间没有关联，且与农业农村部、市县级的涉农平台也未形成数据互通互联的发展局面，各级农业农村部门决策者和使用者无法准确、全面地获取信息资源，不能从多维度进行决策分析和高效管理。为此，有必要研发一种数字农业产业链数据处理分析系统。

发明内容

为此，本发明提供一种数字农业产业链数据处理分析系统，以解决涉农数据难以进行统一的数据处理分析，影响数据的使用问题。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种数字农业产业链数据处理分析系统，包括：

涉农数据仓库：所述涉农数据仓库包括数据管理单元、数据资源单元、数据汇聚单元、数据上报单元和数据挖掘单元；所述数据管理单元用于对涉农数据进行收集、存储、处理和应用；所述数据资源单元用于采用多维元数据和模板配置，按照业务和资源建立数据资源目录；所述数据汇聚单元用于将不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上进行集中以提供数据共享；所述数据上报单元用于对平台的可视化页面提供数据来源和上报途径；所述数据挖掘单元用于将数据输入输出、数据预处理、挖掘建模、模型评估环节通过流程化的方式进行连接，以达到数据分析挖掘的目的；

数字驾驶舱：所述数字驾驶舱包括首页一张图单元、价格行情单元和专题分析单元；所述首页一张图单元用于以量化的指标统计展示指定区域的农业发展情况；所述价格行情单元用于对农产品市场价格数据进行实时采集，对结构化与非结构化数据抽取、剥离、归类；把供需、价格数据分别以地域、批发、零售维度细致分类存储，实现价格数据实时发布和行情分析；所述专题分析单元用于进行专题农业地图展示、特色产业分析、环境数据展示、虫情测报展示、畜牧一张图展示和调运信息流动展示；

指挥决策中心：所述指挥决策中心包括物联监控单元、基地可视化单元、农机精准作业管理单元和农产品质量安全追溯单元；所述物联监控单元用于和基地内部署的前端感知设备进行对接，整合指定监测数据，对土壤墒情数据、监控影像进行实时展示与分析，结合阈值报警机制和生长模型，为生产提供数据支撑；所述基地可视化单元用于以可视化的形式直观展示基地种植情况、设备分布及环境监测数据概览；所述农机精准作业管理单元用于为果园机械配置作业远程监测终端，利用GPS/北斗卫星定位技术，对装备位置、运动轨迹、工作状态信息进行实时监测；所述农产品质量安全追溯单元包括监管端和产业端，所述监管端用于对指定区域内加入农产品溯源的主体进行全方位全流程的监管，所述产业端用于构建农产品质量安全“追溯与监管”信息化体系。

作为数字农业产业链数据处理分析系统优选方案，所述涉农数据仓库还包括数据治理单元，所述数据治理单元用于将涉农数据清洗、加工、编排，实施质量管控和执行任务调度。

作为数字农业产业链数据处理分析系统优选方案，所述专题分析单元的专题农业地图展示过程，将指定市区涉农数据与地图相关联，以地图坐标的形式展示辖区内区县的土地情况、主体情况、装备情况、区划情况、村庄情况、监测情况及机构情况的分布数量；

所述专题分析单元的特色产业分析过程，对指定市区进行数字建模并进行行政区域划分，形成指定市区的GIS地图，通过指定市区的GIS地图进行特色产业数据联动；

所述专题分析单元的环境数据展示过程，通过在GIS地图上对设备进行打点标记，查看指定设备的所在位置。

作为数字农业产业链数据处理分析系统优选方案，所述专题分析单元的虫情测报展示过程，运用图像融合算法，对采集到的虫害照片识别，将病虫害数据收集整理，展示虫情监测设备数量、虫害发生等级、危害虫态预测、虫害发生趋势、主要虫害占比、虫害同比/环比分析以及虫体照片；

所述专题分析单元的畜牧一张图展示过程，展示动物调运数据、处理数据、GIS地图、运输路径信息。

作为数字农业产业链数据处理分析系统优选方案，所述基地可视化单元运用地理信息可视化配置技术，将地块、传感器、设备以色块和图标的形式标定在地图上，形成可视化的基地实景图。

作为数字农业产业链数据处理分析系统优选方案，通过所述基地可视化单元进行作物模型展示、生产管理、气象监测、墒情监测、虫情监测、病情分析和苗情监控；

生产管理过程，利用种植批次建立、农事记录添加、采收及加工管理模块，建立作物种植信息档案，实现作物生产的全流程信息化管理；

气象监测过程，显示传感器监测的环境参数，包括空气温湿度、土壤温湿度、光照强度；当参数不在指定范围内时，生成预警提示；将作物生长的环境数据以及预警事件信息以图表形式展示；

墒情监测过程，布设土壤墒情监测系统，墒情监测对墒情设备上传的墒情数据进行统计和展示，对异常监测数据进行实时告警；

虫情监测过程，构建害虫识别技术模型，对虫害情况进行实时展示与分析，结合历史数据和趋势分析，实现虫害的预报预警；

病情分析过程，对接病害监测设备，运用图像融合算法，对采集到的病菌、孢子照片进行感官优化，结合历史数据和趋势分析，实现病害的分析和预警；

苗情监控过程，布设高清球机监控系统，实现苗情数据的采集、分类、分时管理和维护。

作为数字农业产业链数据处理分析系统优选方案，所述基地可视化单元配置有知识库，知识库整合多元数据库数据，为用户提供农业知识调取服务，为农户提供专业的病虫害防治、农业气象灾害应对以及作物种植评估提供专业的技术指导。

作为数字农业产业链数据处理分析系统优选方案，所述指挥决策中心还包括3D全息展示单元，所述3D全息展示单元对产品进行实拍和构建三维模型，使用电脑数字处理制作成360度旋转动画，通过图像投影设备将动画投射到分光镜面上，再折射到四个面的成像锥体上边，形式360度立体成像。

作为数字农业产业链数据处理分析系统优选方案，所述指挥决策中心还包括沙盘展示单元，所述沙盘展示单元用于展示数字园区区域，展示园区区域未来规划、交通路网情况和周边配套设；

所述指挥决策中心还包括人机交互单元，所述人机交互单元通过把实物与屏幕结合，对物体进行平移或者旋转，在物体不动的时候对弹出的信息通过触摸，实现图片和视频的缩放，平移，旋转操作。

作为数字农业产业链数据处理分析系统优选方案，还包括农业气象站，所述农业气象站配置有虫情测报单元、孢子分析单元、苗情监控单元和土壤分析单元；

所述虫情测报单元利用内置超高清摄像头对储虫盒的虫体进行拍照，通过网络及时将照片发送至远程信息处理平台，利用图像处理技术，对照片进行分析处理，对测报设备每天收集的害虫进行分类与计数，并且形成数据库，通过数据分析与统计，判断指定区域指定作物发生指定虫害的趋势；

所述孢子分析单元用于检测病害孢子存量及其扩散动态，为预测和预防病害流行、传染提供数据，所述孢子分析单元通过对随空气流动、传染的病菌、孢子及花粉尘粒进行采集、拍照、上传及图像融合处理，通过平台对病害数据进行展示、分析与预测，实现在线式的病害监测预警服务；

所述苗情监控单元采集现场作物生长情况视频，判断作物的整体发育与生长是否良好，所述苗情监控单元将每个指定时期的作物长势图片拍照并上传至数据中心，为后期的作物长势分析提供依据；

所述土壤分析单元通过土壤管式剖面水分仪完成土壤的分层土壤墒情、土壤盐分、土壤pH值参数探测与上传。

本发明的有益效果如下，涉农数据仓库包括数据管理单元、数据资源单元、数据汇聚单元、数据上报单元和数据挖掘单元；数据管理单元用于对涉农数据进行收集、存储、处理和应用；数据资源单元用于采用多维元数据和模板配置，按照业务和资源建立数据资源目录；数据汇聚单元用于将不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上进行集中以提供数据共享；数据上报单元用于对平台的可视化页面提供数据来源和上报途径；数据挖掘单元用于将数据输入输出、数据预处理、挖掘建模、模型评估环节通过流程化的方式进行连接，以达到数据分析挖掘的目的；数字驾驶舱包括首页一张图单元、价格行情单元和专题分析单元；首页一张图单元用于以量化的指标统计展示指定区域的农业发展情况；价格行情单元用于对农产品市场价格数据进行实时采集，对结构化与非结构化数据抽取、剥离、归类；把供需、价格数据分别以地域、批发、零售维度细致分类存储，实现价格数据实时发布和行情分析；专题分析单元用于进行专题农业地图展示、特色产业分析、环境数据展示、虫情测报展示、畜牧一张图展示和调运信息流动展示；指挥决策中心包括物联监控单元、基地可视化单元、农机精准作业管理单元和农产品质量安全追溯单元；物联监控单元用于和基地内部署的前端感知设备进行对接，整合指定监测数据，对土壤墒情数据、监控影像进行实时展示与分析，结合阈值报警机制和生长模型，为生产提供数据支撑；基地可视化单元用于以可视化的形式直观展示基地种植情况、设备分布及环境监测数据概览；农机精准作业管理单元用于为果园机械配置作业远程监测终端，利用GPS/北斗卫星定位技术，对装备位置、运动轨迹、工作状态信息进行实时监测；农产品质量安全追溯单元包括监管端和产业端，监管端用于对指定区域内加入农产品溯源的主体进行全方位全流程的监管，产业端用于构建农产品质量安全“追溯与监管”信息化体系。本发明易用性强，提高用户使用效率，真正为最终用户提供良好的信息化工具；安全性高，可靠性强，灵活性大，让用户更直观地了解各数据的变化和各个转折点，利于农业决策、指挥。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是示例性的，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图引申获得其他的实施附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容能涵盖的范围内。

图1为本发明实施例提供的数字农业产业链数据处理分析系统架构示意图；

图2为本发明实施例提供的数字农业产业链数据处理分析系统首页一张图单元界面；

图3为本发明实施例提供的数字农业产业链数据处理分析系统价格行情单元界面；

图4为本发明实施例提供的数字农业产业链数据处理分析系统基地可视化单元界面；

图5为本发明实施例提供的数字农业产业链数据处理分析系统墒情监测界面；

图6为本发明实施例提供的数字农业产业链数据处理分析系统虫情监测界面；

图7为本发明实施例提供的数字农业产业链数据处理分析系统苗情监测界面；

图8为本发明实施例提供的数字农业产业链数据处理分析系统知识库界面；

图9为本发明实施例提供的数字农业产业链数据处理分析系统监管端界面；

图10为本发明实施例提供的数字农业产业链数据处理分析系统产业端界面。

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

参见图1，本发明实施例提供一种数字农业产业链数据处理分析系统，包括：

涉农数据仓库：所述涉农数据仓库包括数据管理单元、数据资源单元、数据汇聚单元、数据上报单元和数据挖掘单元；所述数据管理单元用于对涉农数据进行收集、存储、处理和应用；所述数据资源单元用于采用多维元数据和模板配置，按照业务和资源建立数据资源目录；所述数据汇聚单元用于将不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上进行集中以提供数据共享；所述数据上报单元用于对平台的可视化页面提供数据来源和上报途径；所述数据挖掘单元用于将数据输入输出、数据预处理、挖掘建模、模型评估环节通过流程化的方式进行连接，以达到数据分析挖掘的目的；

数字驾驶舱：所述数字驾驶舱包括首页一张图单元、价格行情单元和专题分析单元；所述首页一张图单元用于以量化的指标统计展示指定区域的农业发展情况；所述价格行情单元用于对农产品市场价格数据进行实时采集，对结构化与非结构化数据抽取、剥离、归类；把供需、价格数据分别以地域、批发、零售维度细致分类存储，实现价格数据实时发布和行情分析；所述专题分析单元用于进行专题农业地图展示、特色产业分析、环境数据展示、虫情测报展示、畜牧一张图展示和调运信息流动展示；

指挥决策中心：所述指挥决策中心包括物联监控单元、基地可视化单元、农机精准作业管理单元和农产品质量安全追溯单元；所述物联监控单元用于和基地内部署的前端感知设备进行对接，整合指定监测数据，对土壤墒情数据、监控影像进行实时展示与分析，结合阈值报警机制和生长模型，为生产提供数据支撑；所述基地可视化单元用于以可视化的形式直观展示基地种植情况、设备分布及环境监测数据概览；所述农机精准作业管理单元用于为果园机械配置作业远程监测终端，利用GPS/北斗卫星定位技术，对装备位置、运动轨迹、工作状态信息进行实时监测；所述农产品质量安全追溯单元包括监管端和产业端，所述监管端用于对指定区域内加入农产品溯源的主体进行全方位全流程的监管，所述产业端用于构建农产品质量安全“追溯与监管”信息化体系。

本实施例中，涉农数据仓库的数据管理单元能够对涉农数据进行有效的收集、存储、处理和应用，发挥涉农数据的作用，实现涉农数据的有效管理和数据组织。数据管理单元支持数据源在线配置和管理，支持数据源的分组管理，支持数据源的在线联通测试，支持数据源连通状态的在线监控。数据管理单元还支持对物理数据库的数据表的信息提取，包括表名，表创建时间，字段名，字段类型，字段数据的提取和实现，并支持表注释和字段注释的在线修改；数据管理单元还支持物理数据库的建表语句的在线生成，可实现使用在线对数据表数据的查询和展示，支持提供SQL执行器，在线进行SQL语句的编写和执行，支持SQL执行器的语法的高亮展示，支持对查询表名的快速的补全。

本实施例中，涉农数据仓库的数据资源单元采用多维元数据和模板配置，建立数据资源目录，按照业务和资源进行组织编排。数据资源单元支持数据模型对应的数据表的数据内容的在线分页查询；支持通过不同的字段选择不同的逻辑运算方式(模糊，等于，大于，小于，区间)来实现对数据内容的筛选；支持将数据内容在线导出；支持数据资源的多个字段的统计图表展示；支持同时多个数据模型数据资源的在线检索，将检索内容分页展示，并显示数据资源的相关信息。

本实施例中，涉农数据仓库的数据汇聚单元把不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上有机地集中，提供全面的数据共享。数据汇聚单元支持可视化ETL任务配置；数据汇聚单元支持多种任务方式(DataX，Shell，Python等)，支持多种任务周期调度(分钟、小时、天、周、月)；支持汇聚任务的分组管理；支持任务的失败重试次数和超时时间配置，支持任务告警的邮件通知；支持任务的模板配置，可通过模板流程化来进行任务配置；支持任务执行器的多节点分布式调度；支持任务调用的日志查看，包括任务的描述，调度时间，调度结果，执行时间，执行结果。

本实施例中，涉农数据仓库的数据上报单元对平台的可视化页面提供数据来源和上报途径。数据上报单元支持表单设计器，可通过导入Excel表格直接生成在线填报的表单；支持年报，月报，周报，日报和不定期上报的表单形式，按设置的时间周期自动生成填报表单；支持表单的检索功能；支持表单进行字体大小，对齐方式，字体颜色，背景填充色等修改，可以进行多样的表单设计；支持在线进行设计表单的填写，可通过上传Excel表格方式直接进行数据的填充；支持通过通用接口实现对填报数据的提取和调用。

本实施例中，涉农数据仓库的数据挖掘单元通过拖拽的方式进行操作，将数据输入输出、数据预处理、挖掘建模、模型评估等环节通过流程化的方式进行连接，以达到数据分析挖掘的目的。数据挖掘单元支持Python机器学习计算框架；支持多种数据源包括CSV文件和关系型数据库；支持数据源/目标、SQL/Python脚本处理、数据处理与分析、特征工程、模型预测、模型评估等算法组件；通过组件拖拉拽组成完整的可视化实验流程，完成可视化建模；支持执行全部节点、单个节点、从根节点执行到此节点、从此节点执行到尾节点多种任务运行方式；可视化分析各组件的输出数据；支持查看单个节点的数据输出结果，数据结果支持表格展示；支持查看单个节点的运行日志，支持查看模型评估报告；支持创建任务以及任务克隆；支持用户自定义参数的配置，灵活自定义代码参数；提供数据预处理、分类、聚类、时序模型等数据挖掘算法。

本实施例中，涉农数据仓库的数据治理单元能够将数据清洗、加工，并编排，实施质量管控，执行任务调度。数据治理单元支持数据资源类目管理，可统计该类目下数据模型的数量；支持可通过数据管理配置的数据源在线读取物理数据库的表元数据来反向实现数据模型的创建；支持在模型创建过程中，配置数据筛选字段和字段说明，并可筛选需要的字段；支持在线进行字段的图形化配置，支持任意字段配置为横或竖坐标轴；支持折线、柱状、饼状等图表展示，同时支持数据的多种计算方式(求和，平均，数量求和等)；支持超过10个以上的数据图表的配置项；支持数据模型的全文索引配置功能，可指定数据模型的字段纳入到索引库中。

辅助图2，本实施例中，数字驾驶舱的首页一张图单元，通过首页一张图的形式综合展示指定市区农业发展情况，将指定市区的农业企业数量、龙头企业数量、农业品牌数量、休闲观光农业区数量等进行统计并展示。此外对指定市区的农业总产值、占地总面积、农民人均收入等概况数据；历年总产值及总面积、各产业产值分布、特色农产品产值分析、品牌农业以及规模养殖场分布等发展数据以量化的指标进行可视化展示。并通过GIS地图的形式将苏州市各特色农产品的主要生产地区进行打点标注，方便参观者了解其主要产地、种植面积以及产量，为指定市区农业发展的分析决策和统筹管理提供信息管理渠道。

辅助图3，本实施例中，数字驾驶舱的价格行情单元通过人工报送和网络大数据采集技术，对农产品市场价格数据进行实时采集，运用大数据和云计算能力对结构化与非结构化数据抽取、剥离、归类。把供需、价格等数据分别以地域、批发、零售等维度细致分类存储，实现相关价格数据实时发布、行情分析，为企业的发展规划及结构调整提供有效辅助。为用户提供全方位、高时效的价格数据查询服务及价格行情分析服务，方便用户了解市场行情及波动，从而快速掌握市场动态，以指导销售行为，提高盈利水平。

本实施例中，数字驾驶舱的所述专题分析单元的专题农业地图展示过程，将指定市区涉农数据与地图相关联，以地图坐标的形式展示辖区内区县的土地情况、主体情况、装备情况、区划情况、村庄情况、监测情况及机构情况的分布数量，方便相关部门及领导更直观地了解辖区内各地农业发展水平，提高管控能力。

其中，所述专题分析单元的特色产业分析过程，对指定市区进行数字建模并进行行政区域划分，形成指定市区的GIS地图，通过指定市区的GIS地图进行特色产业数据联动。通过统计当地产业化数据，展示产业化主体、突出产业链及产值，展示当地农业主体情况，重点特色产业数量、分布情况以及当地产业化示范基地等信息，同时用“特色产业一张图”的形式展示特色产业的情况，管理者可在一张图中了解当地特色产业分布情况，产值情况、价格情况等等，帮助对指定市区整个农业主体进行监管统计，为科学决策提供辅助支撑，形成特色产业一面旗。

其中，GIS地图上的各乡镇均支持模块的逐级下沉，点击后能够进入该乡镇的专题模块，并将全市的特色产业发展数据同步更新为该乡镇的特色产业数据，进行数据联动。方便管理者能够从宏观(全市)和微观(乡镇)两个角度了解全市的特色产业发展态势，从而更好地指导和优化特色产业工作。

本实施例中，数字驾驶舱的所述专题分析单元的环境数据展示过程，通过在GIS地图上对设备进行打点标记，查看指定设备的所在位置。

具体的，环境数据展示同样基于GIS地图对全市整体的环境情况进行展示，通过在GIS地图上对设备进行打点标记，能够查看不同设备的所在位置。将平台与全市内布设的综合农业气象站、墒情监测系统相对接，将前端智能化装备所采集的空气温湿度、土壤温湿度、光照强度、降雨量、露点温度等数据进行统计分析，根据数据特点形成饼状图、柱状图等，以可视化的方式了解苏州市的环境变化情况，为农业种植和气象灾害防控预警提供科学可靠的数据。

本实施例中，数字驾驶舱的所述专题分析单元的虫情测报展示过程，运用图像融合算法，对采集到的虫害照片识别，将病虫害数据收集整理，展示虫情监测设备数量、虫害发生等级、危害虫态预测、虫害发生趋势、主要虫害占比、虫害同比/环比分析以及虫体照片。

具体的，将平台与前端布设的虫情测报灯、性诱测报系统进行数据对接，运用图像融合算法，对采集到的虫害照片自动识别，将病虫害数据收集整理，直观展示全市的虫情监测设备数量、虫害发生等级、危害虫态预测、虫害发生趋势、主要虫害占比、虫害同比/环比分析以及虫体照片等，为病虫害防控预警提供支撑。

本实施例中，数字驾驶舱的所述专题分析单元的畜牧一张图展示过程，展示动物调运数据、处理数据、GIS地图、运输路径信息。

具体的，畜牧一张图实现畜牧智慧管理，通过展示动物调运数据、处理数据、GIS地图、运输路径等信息，监管畜牧状况。对动物卫生督导所、检疫站、养殖厂等信息上图展示，点击可以显示详细信息(区域、类型、地址、业主姓名、联系方式等)。同时展示检疫数据，支持历年数据分类搜索。左侧展示动物调运量、存栏量、检疫动物数量、无害处理数量。调运路线图可展示畜牧调入和调出路线图，显示调入地、目的地名称、数量。

本实施例中，指挥决策中心的物联监控单元通过在云端部署物联网平台，为指定市区各农业现代化生产基地提供数字化应用服务，平台支持对不同基地的数据划分和分类管理，根据登录账号的权限不同，系统自动识别该账号所属的基地，从而进行针对性监管；对管理员账号则开放全部基地的管理权限，方便进行后台的管理和维护。

其中，物联监控单元能够与基地内部署的前端感知设备进行对接，整合各项监测数据，借助大数据、图像识别、可视化等技术手段，对土壤墒情数据、监控影像等进行实时展示与分析，结合阈值报警机制和生长模型，为生产提供数据支撑，从而构建科学可靠的数字化农业生产管理体系。

辅助图4，本实施例中，所述基地可视化单元运用地理信息可视化配置技术，将地块、传感器、设备以色块和图标的形式标定在地图上，形成可视化的基地实景图。

具体的，基地可视化单元以可视化的形式直观展示基地种植情况、设备分布及环境监测数据概览。运用地理信息可视化配置技术，将地块、传感器、设备以色块和图标的形式标定在地图上，形成可视化的基地实景图。结合农业物联设备，基于IoT、智能算法、数据分析等能力，提供专业可靠的环境实时监测服务、异常传感数据告警、设备远程控制、数据分析应用服务。方便农业生产管理者查看基地信息，及时了解基地种植情况，为农业生产管理者在基地的科学种植，合理决策方面提供有力的数据基础。

本实施例中，通过所述基地可视化单元进行作物模型展示、生产管理、气象监测、墒情监测、虫情监测、病情分析和苗情监控。

具体的，作物模型展示过程，通过对作物种植全过程数据的收集，包括环境数据、灌溉数据、土壤数据、虫害数据、施肥用药数据等，经过长期的数据积累分析，探索并研究作物在不同生长阶段时对于土壤温湿度、土壤pH、空气温湿度、光照强度等条件的需求，进而生成专项农事作业指导，配合人工干预为作物的科学种植提供标准化的管理手段。

具体的，生产管理过程，采用信息化的方式进行生产操作管理，让作物种植更加规范和准确。生产管理分为种植方案、农事管理、采收管理、加工管理、农事建议、农事配置等操作，利用种植批次建立、农事记录添加、采收及加工管理模块，建立作物种植信息档案，实现作物生产的全流程信息化管理，同时操作信息也可为产品追溯提供数据支撑。

具体的，气象监测过程，对接气象墒情感知单元，整合作物生长的环境数据，结合阈值报警机制，实现对作物生长环境的动态监测，为作物的生产种植提供及时、准确的气象灾害预警服务，最大程度减少气象灾害对作物的影响。实时显示传感器监测的环境参数，包括空气温湿度、土壤温湿度、光照强度等，支持按天、周、月、生长周期形成气象参数曲线图，当参数不在适宜范围内时，可自动生成预警提示，同时可以将作物生长的环境数据以及预警事件信息以图表形式展示，供管理人员做出适当的作物生长管理、分析与决策。

辅助图5，墒情监测过程，布设土壤墒情监测系统，墒情监测对墒情设备上传的墒情数据进行统计和展示，对异常监测数据进行实时告警。包括土壤水分(4层)，土壤温度(4层)，本系统的土壤温度和土壤水分监测单元各配置4个传感器，分别在地表往下不同的土壤深度监测土壤温度和水分，定时将监测到的气象数据通过无线网络(GPRS、4G、5G或光纤)发送到监测平台或者管理人员的手机上，指导生产。

辅助图6，虫情监测过程，基于30多万张害虫标准图库的积累，运用人工智能技术，构建害虫自动识别技术模型，目前已能识别数百种害虫，识别率高达90％以上。借助大数据、可视化等技术手段，对虫害情况进行实时展示与分析，结合历史数据和趋势分析，实现虫害的预报预警，为针对性防控方案制定预留时间，可有效遏制虫害的爆发，最大程度地降低虫害的影响和损失。

具体的，病情分析过程，通过对接病害监测设备，运用图像融合算法，对采集到的病菌、孢子照片进行感官优化，可显著提高识别率，结合专家识别服务，打造在线式的病害监测模式，结合历史数据和趋势分析，实现病害的分析和预警，为实现作物的丰收丰产提供基础保障。

辅助图7，苗情监控过程，布设高清球机监控系统，实现苗情数据的采集、分类、分时管理和维护，支持对不同数据类型的模块化维护，视频监测模块通过可视化监控设备，实时采集现场作物生长情况，通过高清视频了解作物的生长态势来判断整体发育与生长是否良好，并且提供定时拍照功能，将每个特定时期的作物长势图片拍照并上传至数据中心，以备后期的作物长势分析提供依据。

辅助图8，本实施例中，所述基地可视化单元配置有知识库，知识库整合多元数据库数据，为用户提供农业知识调取服务，为农户提供专业的病虫害防治、农业气象灾害应对以及作物种植评估提供专业的技术指导。

本实施例中，指挥决策中心的农机精准作业管理单元为果园现有机械配置作业远程监测终端，利用GPS/北斗卫星定位技术，对装备位置、运动轨迹、工作状态等信息进行实时监测。对果园机械提供作业数据采集、任务收发、机手/机具调度、统计分析、安全防盗、运行状态监测等精准作业管理。

本实施例中，指挥决策中心的农产品质量安全追溯单元由产业端和监管端两个系统构成，产业端涉及的内容包括生产管理、仓储管理、销售管理、农资管理、质检管理、溯源档案、企业管理和主体管理；监管端涉及的内容包括统计分析、主体管理、台账管理、农资监管、质量监管、溯源监管、资料审核、巡查监管和互动交流。

辅助图9，监管端结合产业端主体管理，打通主体与监管端的信息壁垒，完成主体基础信息和荣誉资质的上报审核，构建农产品生产主体的备案准入机制、基础资料审核机制。运用溯源监管模块，对区域内的加入农产品溯源的主体进行全方位全流程的监管，通过主体生产台账(农事、采收、加工)的统计查阅来有效监管农产品生产规范、运用农产品检测报告的查看及审批流程来锁定高风险主体与产品进一步把控当地的农产品质量安全、结合农资台账管理与农资准入审核，完善当地的农资使用规范。

辅助图10，产业端服务于全市内各农业主体等，以保障消费者安全为宗旨，以追溯到责任主体为基本要求。打造产业端溯源监管系统，实现农产品质量安全信息的全程可查，让消费者放心。建成源头可溯、全程可控、风险可防、责任可究、公众可查的农产品质量安全“追溯与监管”信息化体系，着力提升农产品科学监管能力、公众服务能力、社会治理能力，推动农产品监管水平的质的飞跃。

本实施例中，所述指挥决策中心还包括3D全息展示单元，所述3D全息展示单元对产品进行实拍和构建三维模型，使用电脑数字处理制作成360度旋转动画，通过图像投影设备将动画投射到分光镜面上，再折射到四个面的成像锥体上边，形式360度立体成像。

具体的，3D全息展示单元由柜体，分光镜面，成像锥体，图像投影和图像处理器五部分组成，对产品进行实拍和构建三维模型，再用电脑数字处理制作成360度旋转动画，通过图像投影设备将动画投射到分光镜面上，再折射到四个面的成像锥体上边，形式360度立体成像，参观者可以360度参观产品，不需要佩戴任何偏光眼镜，在完全没有束缚下就可以尽情观看3D幻影立体显示特效，给人以视觉上的强烈冲击。

本实施例中，所述指挥决策中心还包括沙盘展示单元，所述沙盘展示单元用于展示数字园区区域，展示园区区域未来规划、交通路网情况和周边配套设。

具体的，沙盘展示单元的沙盘展示技术是一种新的展示技术模式，全景展示数字园区区域，清晰的展示园区区域未来规划、交通路网情况、周边配套设施展示等。整体沙盘反映园区布局，住宅和办公区域的现代建筑风格，方便的交通流线和便捷的生活办公环境。重点展示本项目总平面规划、景观规划、商业配套、交通动线以及建筑立面风格等，通过沙盘的整体展示形成整体统一、局部精彩的格局。

本实施例中，所述指挥决策中心还包括人机交互单元，所述人机交互单元通过把实物与屏幕结合，对物体进行平移或者旋转，在物体不动的时候对弹出的信息通过触摸，实现图片和视频的缩放，平移，旋转操作。

具体的，通过人机交互式系统将人、物、屏三者结合，单一的物品实物展示，不足以满足参与者所求知的欲望，单一的虚拟展示显得很枯燥，因此通过把实物与屏幕的结合让参与者有身临其境的体验，可以对物体进行平移或者旋转，也可以在物体不动的时候对弹出的信息进一步进行点击触摸，对图片和视频进行缩放，平移，旋转等操作。物体的外观，轮廓等让参与者有实质的认识，屏幕的详细介绍让参与者更能全面认知，达到了一种全方位的效果。

本实施例中，还包括农业气象站，所述农业气象站配置有虫情测报单元、孢子分析单元、苗情监控单元和土壤分析单元；

所述虫情测报单元利用内置超高清摄像头对储虫盒的虫体进行拍照，通过网络及时将照片发送至远程信息处理平台，利用图像处理技术，对照片进行分析处理，对测报设备每天收集的害虫进行分类与计数，并且形成数据库，通过数据分析与统计，判断指定区域指定作物发生指定虫害的趋势；

所述孢子分析单元用于检测病害孢子存量及其扩散动态，为预测和预防病害流行、传染提供数据，所述孢子分析单元通过对随空气流动、传染的病菌、孢子及花粉尘粒进行采集、拍照、上传及图像融合处理，通过平台对病害数据进行展示、分析与预测，实现在线式的病害监测预警服务；

所述苗情监控单元采集现场作物生长情况视频，判断作物的整体发育与生长是否良好，所述苗情监控单元将每个指定时期的作物长势图片拍照并上传至数据中心，为后期的作物长势分析提供依据；

所述土壤分析单元通过土壤管式剖面水分仪完成土壤的分层土壤墒情、土壤盐分、土壤pH值参数探测与上传。

本实施例中，农业气象监测通过研究环境气象条件与农业生产的相互关系，预测环境气象条件的演变趋势，估算其对农业生产的影响，对复杂多变的农业气象环境和农业生产过程进行动态、准确的监测。通过农业气象监测站的建设，构建智慧大田气象监测网络，为农事生产、灾害防御提供决策依据，实现亩均产量的最大化。气象站能够将实时监测到的气象数据，通过无线网络传输到系统监测平台或平台管理人员的手机APP上。可通过大数据分析手段，提前预知基地气象环境信息，以便采取正确科学的措施应对。

其中，虫情测报单元由前端虫情采集设备(太阳能智能虫情测报灯)加后台远程信息处理平台组成。利用害虫的趋光天性，对害虫进行诱杀，并利用内置超高清摄像头对储虫盒的虫体进行拍照，通过网络即时将照片发送至远程信息处理平台，利用图像处理技术，对照片进行分析处理，即可对测报设备每天收集的害虫进行分类与计数，并且形成数据库，通过数据分析与统计，就能判断某个区域某种作物发生某种虫害的趋势，并且发出有效预警，提醒相关管理人员以及职能部门提前采取防治措施，真正做到防灾、减灾。

其中，孢子分析单元在基地病害高暴发区建设孢子捕捉仪，对孢子信息及时掌握，及时治理，增强预警能力，减少病情暴发。智能孢子捕捉设备运用高倍光学显微成像、精度限位、自动智能化聚焦融合、4G/5G无线传输控制等高新技术手段，全天候实时采集分析致病孢子信息，结合软件图像融合算法，可以更直观清晰的拍摄清楚微小目标体，主要用于检测病害孢子存量及其扩散动态，为预测和预防病害流行、传染提供可靠数据。通过对随空气流动、传染的病菌、孢子及花粉尘粒进行采集、拍照、上传及图像融合处理，通过平台对病害数据进行展示、分析与预测，打造在线式的病害监测预警服务模式。

其中，苗情监控单元能够对大田进行全方位监测，采集大田作物生长情况和农事情况等，实现图像数据的采集、分类、分时管理和维护，支持对不同数据类型的模块化维护，图像监测模块通过可视化监控设备，实时采集现场作物生长情况，通过高清视频了解作物的生长态势来判断作物的整体发育与生长是否良好，并且提供定时拍照功能，将每个特定时期的作物长势图片拍照并上传至数据中心，以备后期的作物长势分析提供依据。

其中，土壤分析单元在大田部署土壤监测设备，完成土壤的分层(深度为：地表、10cm、30cm、50cm、70cm的温度、湿度数据)土壤墒情、土壤盐分、土壤pH值等参数探测与上传，以实时掌握土壤情况。为灌溉、施肥、采收等农事管理提供数据支撑，辅助提升作物产量及品质。

综上所述，本发明涉农数据仓库包括数据管理单元、数据资源单元、数据汇聚单元、数据上报单元和数据挖掘单元；数据管理单元用于对涉农数据进行收集、存储、处理和应用；数据资源单元用于采用多维元数据和模板配置，按照业务和资源建立数据资源目录；数据汇聚单元用于将不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上进行集中以提供数据共享；数据上报单元用于对平台的可视化页面提供数据来源和上报途径；数据挖掘单元用于将数据输入输出、数据预处理、挖掘建模、模型评估环节通过流程化的方式进行连接，以达到数据分析挖掘的目的；数字驾驶舱包括首页一张图单元、价格行情单元和专题分析单元；首页一张图单元用于以量化的指标统计展示指定区域的农业发展情况；价格行情单元用于对农产品市场价格数据进行实时采集，对结构化与非结构化数据抽取、剥离、归类；把供需、价格数据分别以地域、批发、零售维度细致分类存储，实现价格数据实时发布和行情分析；专题分析单元用于进行专题农业地图展示、特色产业分析、环境数据展示、虫情测报展示、畜牧一张图展示和调运信息流动展示；指挥决策中心包括物联监控单元、基地可视化单元、农机精准作业管理单元和农产品质量安全追溯单元；物联监控单元用于和基地内部署的前端感知设备进行对接，整合指定监测数据，对土壤墒情数据、监控影像进行实时展示与分析，结合阈值报警机制和生长模型，为生产提供数据支撑；基地可视化单元用于以可视化的形式直观展示基地种植情况、设备分布及环境监测数据概览；农机精准作业管理单元用于为果园机械配置作业远程监测终端，利用GPS/北斗卫星定位技术，对装备位置、运动轨迹、工作状态信息进行实时监测；农产品质量安全追溯单元包括监管端和产业端，监管端用于对指定区域内加入农产品溯源的主体进行全方位全流程的监管，产业端用于构建农产品质量安全“追溯与监管”信息化体系。农业气象站配置有虫情测报单元、孢子分析单元、苗情监控单元和土壤分析单元；虫情测报单元利用内置超高清摄像头对储虫盒的虫体进行拍照，通过网络即时将照片发送至远程信息处理平台，利用图像处理技术，对照片进行分析处理，对测报设备每天收集的害虫进行分类与计数，并且形成数据库，通过数据分析与统计，判断指定区域指定作物发生指定虫害的趋势；孢子分析单元用于检测病害孢子存量及其扩散动态，为预测和预防病害流行、传染提供数据，孢子分析单元通过对随空气流动、传染的病菌、孢子及花粉尘粒进行采集、拍照、上传及图像融合处理，通过平台对病害数据进行展示、分析与预测，实现在线式的病害监测预警服务；苗情监控单元采集现场作物生长情况视频，判断作物的整体发育与生长是否良好，苗情监控单元将每个指定时期的作物长势图片拍照并上传至数据中心，为后期的作物长势分析提供依据；土壤分析单元通过土壤管式剖面水分仪完成土壤的分层土壤墒情、土壤盐分、土壤pH值参数探测与上传。本发明易用性强，提高用户使用效率，真正为最终用户提供良好的信息化工具；安全性高，可靠性强，灵活性大，让用户更直观地了解各数据的变化和各个转折点，利于农业决策、指挥。

虽然，上文中已经用一般性说明及具体实施例对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对之作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种数字农业产业链数据处理分析系统，其特征在于，包括：

涉农数据仓库：所述涉农数据仓库包括数据管理单元、数据资源单元、数据汇聚单元、数据上报单元和数据挖掘单元；所述数据管理单元用于对涉农数据进行收集、存储、处理和应用；所述数据资源单元用于采用多维元数据和模板配置，按照业务和资源建立数据资源目录；所述数据汇聚单元用于将不同来源、格式、特点性质的数据在逻辑上或物理上进行集中以提供数据共享；所述数据上报单元用于对平台的可视化页面提供数据来源和上报途径；所述数据挖掘单元用于将数据输入输出、数据预处理、挖掘建模、模型评估环节通过流程化的方式进行连接，以达到数据分析挖掘的目的；

数字驾驶舱：所述数字驾驶舱包括首页一张图单元、价格行情单元和专题分析单元；所述首页一张图单元用于以量化的指标统计展示指定区域的农业发展情况；所述价格行情单元用于对农产品市场价格数据进行实时采集，对结构化与非结构化数据抽取、剥离、归类；把供需、价格数据分别以地域、批发、零售维度细致分类存储，实现价格数据实时发布和行情分析；所述专题分析单元用于进行专题农业地图展示、特色产业分析、环境数据展示、虫情测报展示、畜牧一张图展示和调运信息流动展示；

指挥决策中心：所述指挥决策中心包括物联监控单元、基地可视化单元、农机精准作业管理单元和农产品质量安全追溯单元；所述物联监控单元用于和基地内部署的前端感知设备进行对接，整合指定监测数据，对土壤墒情数据、监控影像进行实时展示与分析，结合阈值报警机制和生长模型，为生产提供数据支撑；所述基地可视化单元用于以可视化的形式直观展示基地种植情况、设备分布及环境监测数据概览；所述农机精准作业管理单元用于为果园机械配置作业远程监测终端，利用GPS/北斗卫星定位技术，对装备位置、运动轨迹、工作状态信息进行实时监测；所述农产品质量安全追溯单元包括监管端和产业端，所述监管端用于对指定区域内加入农产品溯源的主体进行全方位全流程的监管，所述产业端用于构建农产品质量安全“追溯与监管”信息化体系。

2.根据权利要求1所述的一种数字农业产业链数据处理分析系统，其特征在于，所述涉农数据仓库还包括数据治理单元，所述数据治理单元用于将涉农数据清洗、加工、编排，实施质量管控和执行任务调度。

3.根据权利要求1所述的一种数字农业产业链数据处理分析系统，其特征在于，所述专题分析单元的专题农业地图展示过程，将指定市区涉农数据与地图相关联，以地图坐标的形式展示辖区内区县的土地情况、主体情况、装备情况、区划情况、村庄情况、监测情况及机构情况的分布数量；

所述专题分析单元的特色产业分析过程，对指定市区进行数字建模并进行行政区域划分，形成指定市区的GIS地图，通过指定市区的GIS地图进行特色产业数据联动；

所述专题分析单元的环境数据展示过程，通过在GIS地图上对设备进行打点标记，查看指定设备的所在位置。

4.根据权利要求3所述的一种数字农业产业链数据处理分析系统，其特征在于，所述专题分析单元的虫情测报展示过程，运用图像融合算法，对采集到的虫害照片识别，将病虫害数据收集整理，展示虫情监测设备数量、虫害发生等级、危害虫态预测、虫害发生趋势、主要虫害占比、虫害同比/环比分析以及虫体照片；

所述专题分析单元的畜牧一张图展示过程，展示动物调运数据、处理数据、GIS地图、运输路径信息。

5.根据权利要求1所述的一种数字农业产业链数据处理分析系统，其特征在于，所述基地可视化单元运用地理信息可视化配置技术，将地块、传感器、设备以色块和图标的形式标定在地图上，形成可视化的基地实景图。

6.根据权利要求5所述的一种数字农业产业链数据处理分析系统，其特征在于，通过所述基地可视化单元进行作物模型展示、生产管理、气象监测、墒情监测、虫情监测、病情分析和苗情监控；

生产管理过程，利用种植批次建立、农事记录添加、采收及加工管理模块，建立作物种植信息档案，实现作物生产的全流程信息化管理；

气象监测过程，显示传感器监测的环境参数，包括空气温湿度、土壤温湿度、光照强度；当参数不在指定范围内时，生成预警提示；将作物生长的环境数据以及预警事件信息以图表形式展示；

墒情监测过程，布设土壤墒情监测系统，墒情监测对墒情设备上传的墒情数据进行统计和展示，对异常监测数据进行实时告警；

虫情监测过程，构建害虫识别技术模型，对虫害情况进行实时展示与分析，结合历史数据和趋势分析，实现虫害的预报预警；

病情分析过程，对接病害监测设备，运用图像融合算法，对采集到的病菌、孢子照片进行感官优化，结合历史数据和趋势分析，实现病害的分析和预警；

苗情监控过程，布设高清球机监控系统，实现苗情数据的采集、分类、分时管理和维护。

7.根据权利要求5所述的一种数字农业产业链数据处理分析系统，其特征在于，所述基地可视化单元配置有知识库，知识库整合多元数据库数据，为用户提供农业知识调取服务，为农户提供专业的病虫害防治、农业气象灾害应对以及作物种植评估提供专业的技术指导。

8.根据权利要求1所述的一种数字农业产业链数据处理分析系统，其特征在于，所述指挥决策中心还包括3D全息展示单元，所述3D全息展示单元对产品进行实拍和构建三维模型，使用电脑数字处理制作成360度旋转动画，通过图像投影设备将动画投射到分光镜面上，再折射到四个面的成像锥体上边，形式360度立体成像。

9.根据权利要求8所述的一种数字农业产业链数据处理分析系统，其特征在于，所述指挥决策中心还包括沙盘展示单元，所述沙盘展示单元用于展示数字园区区域，展示园区区域未来规划、交通路网情况和周边配套设；

所述指挥决策中心还包括人机交互单元，所述人机交互单元通过把实物与屏幕结合，对物体进行平移或者旋转，在物体不动的时候对弹出的信息通过触摸，实现图片和视频的缩放，平移，旋转操作。

10.根据权利要求1所述的一种数字农业产业链数据处理分析系统，其特征在于，还包括农业气象站，所述农业气象站配置有虫情测报单元、孢子分析单元、苗情监控单元和土壤分析单元；

所述虫情测报单元利用内置超高清摄像头对储虫盒的虫体进行拍照，通过网络及时将照片发送至远程信息处理平台，利用图像处理技术，对照片进行分析处理，对测报设备每天收集的害虫进行分类与计数，并且形成数据库，通过数据分析与统计，判断指定区域指定作物发生指定虫害的趋势；

所述孢子分析单元用于检测病害孢子存量及其扩散动态，为预测和预防病害流行、传染提供数据，所述孢子分析单元通过对随空气流动、传染的病菌、孢子及花粉尘粒进行采集、拍照、上传及图像融合处理，通过平台对病害数据进行展示、分析与预测，实现在线式的病害监测预警服务；

所述苗情监控单元采集现场作物生长情况视频，判断作物的整体发育与生长是否良好，所述苗情监控单元将每个指定时期的作物长势图片拍照并上传至数据中心，为后期的作物长势分析提供依据；

所述土壤分析单元通过土壤管式剖面水分仪完成土壤的分层土壤墒情、土壤盐分、土壤pH值参数探测与上传。