摘要：【目的】為農(nóng)業(yè)航空植保作業(yè)服務(wù)商和終端農(nóng)戶提供溝通和服務(wù)的橋梁，推進(jìn)農(nóng)業(yè)航空標(biāo)準(zhǔn)的建立，推動(dòng)科研院校的成果轉(zhuǎn)化，對(duì)全國(guó)植保無(wú)人機(jī)實(shí)施跟蹤和監(jiān)管，促進(jìn)農(nóng)業(yè)航空市場(chǎng)規(guī)范，普及農(nóng)業(yè)航空技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥化肥施藥零增長(zhǎng)?！痉椒ā坷?ldquo;互聯(lián)網(wǎng)＋”的思維和方法，結(jié)合我國(guó)農(nóng)業(yè)航空的發(fā)展?fàn)顩r與農(nóng)業(yè)航空服務(wù)的特點(diǎn)，設(shè)計(jì)１套“互聯(lián)網(wǎng)＋”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)體系架構(gòu)。采用大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)以及ＨＴＭＬ５等新一代信息技術(shù)，進(jìn)行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)的底層架構(gòu)設(shè)計(jì)、服務(wù)作業(yè)流程設(shè)計(jì)、用戶界面設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等。【結(jié)果】建立了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)的互聯(lián)網(wǎng)綜合服務(wù)平臺(tái)，包含植保服務(wù)管理、作業(yè)效果評(píng)估管理、無(wú)人機(jī)檢測(cè)管理、植保無(wú)人機(jī)監(jiān)管、大數(shù)據(jù)應(yīng)用等系統(tǒng)功能。它具有良好的平臺(tái)特性、用戶特性、大數(shù)據(jù)特性和擴(kuò)展性?！窘Y(jié)論】平臺(tái)的體系架構(gòu)能滿足農(nóng)業(yè)航空植保用戶、植保服務(wù)商對(duì)植保作業(yè)服務(wù)簡(jiǎn)化操作的需求，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了政府和有關(guān)部門(mén)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化有效管理的目的，并且通過(guò)數(shù)據(jù)分析與挖掘等技術(shù)手段提供多種增值服務(wù)，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)生態(tài)圈的有效良性循環(huán)，讓農(nóng)業(yè)航空更好地為我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化服務(wù)。

　　關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)；精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空；服務(wù)平臺(tái)；體系架構(gòu)

　　農(nóng)業(yè)航空技術(shù)有著作業(yè)效率高、作業(yè)效果好、作業(yè)適應(yīng)性廣和作業(yè)成本低等特點(diǎn)［１］，因此農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用最近幾年在中國(guó)得到快速發(fā)展。目前，我國(guó)農(nóng)業(yè)航空作業(yè)量在逐年增加，但農(nóng)業(yè)航空行業(yè)的發(fā)展仍面臨著諸多問(wèn)題，比如農(nóng)業(yè)航空政策法規(guī)體系不完善、配套核心科學(xué)技術(shù)研究不足、專業(yè)隊(duì)伍人才匱乏、社會(huì)化服務(wù)體系不健全等，我國(guó)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)發(fā)展亟需加強(qiáng)管理和規(guī)范［１-２］。２０１５年國(guó)務(wù)院出臺(tái)的枟國(guó)務(wù)院關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)＋”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)枠明確提出要充分推動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與農(nóng)業(yè)的深入融合和創(chuàng)新發(fā)展，充分發(fā)揮“互聯(lián)網(wǎng)＋”的重要作用，利用互聯(lián)網(wǎng)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理和服務(wù)水平［３］。因此，將“互聯(lián)網(wǎng)＋”與農(nóng)業(yè)航空結(jié)合，將有助于構(gòu)建新型農(nóng)業(yè)航空生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)體系、發(fā)展農(nóng)業(yè)航空精準(zhǔn)化生產(chǎn)方式、提升農(nóng)業(yè)航空網(wǎng)絡(luò)化服務(wù)水平。美國(guó)農(nóng)業(yè)部較早建立了計(jì)算機(jī)飄移模型數(shù)據(jù)庫(kù)，在試驗(yàn)數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)了Ａｅｒｉａｌｓｐｒａｙ，ＤＲＩＦＴＳＩＭ等軟件工具來(lái)協(xié)助官方監(jiān)管農(nóng)業(yè)航空噴霧施藥，幫助農(nóng)戶進(jìn)行精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空作業(yè)［４-６］。ＩＢＭ和Ａｉｒｍａｐ聯(lián)合推出了可提供準(zhǔn)確、可靠、值得信賴的低空導(dǎo)航無(wú)人機(jī)行業(yè)氣象數(shù)據(jù)（溫度、降水、壓力、云量等）和通信工具，為農(nóng)業(yè)航空駕駛員的安全作業(yè)和航線規(guī)劃提供支撐［７］。日本研制了基于無(wú)人駕駛直升機(jī)的攝像傳感器和激光測(cè)距儀等設(shè)備生成作物生長(zhǎng)狀況、地形地貌特征的精細(xì)圖場(chǎng)信息系統(tǒng)［８］。英國(guó)政府于２０１３年啟動(dòng)的“農(nóng)業(yè)技術(shù)倡議”高度重視利用“大數(shù)據(jù)”和信息技術(shù)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，美國(guó)的部分學(xué)者開(kāi)展了大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)上的應(yīng)用研究，他們認(rèn)為大數(shù)據(jù)的運(yùn)用可以提高精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的水平，有助于經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)和減少對(duì)環(huán)境的影響［９-１３］。國(guó)內(nèi)一些科研機(jī)構(gòu)對(duì)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)業(yè)遙感、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)等現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)中的應(yīng)用也取得了一定的成果［１４］。而對(duì)于新興的農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用產(chǎn)業(yè)，目前與之對(duì)應(yīng)的農(nóng)業(yè)航空服務(wù)信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)航空監(jiān)管系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)航空大數(shù)據(jù)分析與挖掘應(yīng)用系統(tǒng)都尚處于初步發(fā)展階段。

　　1試驗(yàn)構(gòu)想

　　采用大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、移動(dòng)應(yīng)用技術(shù)以及ＨＴＭＬ５等新一代信息技術(shù)，開(kāi)展“互聯(lián)網(wǎng)＋”農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)的頂層設(shè)計(jì)、底層架構(gòu)設(shè)計(jì)、服務(wù)作業(yè)流程設(shè)計(jì)、用戶界面（Ｕｓｅｒｉｎｔｅｒｆａｃｅ，ＵＩ）設(shè)計(jì)以及數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)等。將新一代信息技術(shù)所包含的諸多思維方式、設(shè)計(jì)方法與應(yīng)用技術(shù)融入“互聯(lián)網(wǎng)＋”農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)體系框架設(shè)計(jì)中，為農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)的可持續(xù)發(fā)展和服務(wù)推廣提供技術(shù)支撐。

　　1．1運(yùn)用互聯(lián)網(wǎng)思維進(jìn)行“互聯(lián)網(wǎng)＋”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)的頂層設(shè)計(jì)

　　互聯(lián)網(wǎng)思維是一種全面的系統(tǒng)性的思維方式，平臺(tái)思維是互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代大眾參與的驅(qū)動(dòng)力。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)的頂層設(shè)計(jì)，需要搭建一套由無(wú)人機(jī)生產(chǎn)廠商、植保服務(wù)商、生產(chǎn)合作社或生產(chǎn)大戶、檢驗(yàn)檢疫部門(mén)、科研院所、政府監(jiān)管機(jī)構(gòu)等多主體共建的、資源共享、能夠?qū)崿F(xiàn)共贏的、開(kāi)放的一種生態(tài)系統(tǒng)。其次，用戶思維是農(nóng)業(yè)航空服務(wù)的核心，需要將“以用戶為中心”貫穿于“互聯(lián)網(wǎng)＋”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)框架設(shè)計(jì)的各個(gè)環(huán)節(jié)中。最后，農(nóng)業(yè)航空服務(wù)的終端農(nóng)戶體驗(yàn)對(duì)于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，所有的植保無(wú)人機(jī)、農(nóng)資產(chǎn)品或植保服務(wù)都是為了保證農(nóng)戶的植保作業(yè)效果，因此自始至終都要將用戶對(duì)植保作業(yè)效果體驗(yàn)作為指導(dǎo)原則，創(chuàng)造農(nóng)戶在農(nóng)業(yè)航空服務(wù)全流程的最佳體驗(yàn)［１６］。

　　1．2運(yùn)用云計(jì)算技術(shù)構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)＋”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)的基礎(chǔ)支撐

　　云計(jì)算以公開(kāi)的標(biāo)準(zhǔn)和服務(wù)為基礎(chǔ)，以互聯(lián)網(wǎng)為中心，提供安全、快速、便捷的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)計(jì)算服務(wù)。在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)體系設(shè)計(jì)中采用云計(jì)算作為底層基礎(chǔ)設(shè)施的交付和使用模式，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)提供虛擬化的資源計(jì)算方式，將動(dòng)態(tài)易擴(kuò)展的資源以按需的方式提供和獲取，通過(guò)公有云和私有云的混合搭建，輕松地?cái)U(kuò)展農(nóng)業(yè)航空的各種應(yīng)用和服務(wù)，提高計(jì)算資源的利用率，使得農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)具有良好的擴(kuò)展性和伸縮性［１７］。基于云計(jì)算技術(shù)搭建的支撐平臺(tái)對(duì)客戶端計(jì)算機(jī)配置要求較低，大量的計(jì)算分布在云端、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)匯聚在云端，從而具有價(jià)格低廉甚至免費(fèi)的優(yōu)勢(shì)，使用云計(jì)算模式的基礎(chǔ)支撐平臺(tái)可以在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空的信息服務(wù)平臺(tái)中得到快速實(shí)現(xiàn)和普及應(yīng)用［１７-１８］。

　　2試驗(yàn)實(shí)施與結(jié)果

　　2．1“互聯(lián)網(wǎng)＋”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)體系架構(gòu)

　　“互聯(lián)網(wǎng)＋”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)體系架構(gòu)（圖１）包含投入層、產(chǎn)出層和績(jī)效層。投入層主要指技術(shù)投入和資源投入，它是為了構(gòu)建“互聯(lián)網(wǎng)＋”農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)體系架構(gòu)所進(jìn)行的技術(shù)和資源投入，包括云技術(shù)、數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)、分布式計(jì)算、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)的使用以及對(duì)自然資源、基礎(chǔ)設(shè)施資源和信息資源的開(kāi)發(fā)和利用。產(chǎn)出層則需要結(jié)合農(nóng)業(yè)航空的線下作業(yè)內(nèi)容和大數(shù)據(jù)技術(shù)來(lái)搭建涉及農(nóng)業(yè)航空植保作業(yè)服務(wù)管理、作業(yè)效果管理、農(nóng)田作業(yè)處方圖、農(nóng)業(yè)資源管理、農(nóng)田環(huán)境管理、農(nóng)產(chǎn)品安全溯源管理、植保無(wú)人機(jī)追蹤和監(jiān)控等各種應(yīng)用平臺(tái)和業(yè)務(wù)系統(tǒng)，它為管理和服務(wù)提供技術(shù)支撐。

　　2．2“互聯(lián)網(wǎng)＋”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)框架與功能模塊

　　“互聯(lián)網(wǎng)＋”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空平臺(tái)總體框架由９個(gè)部分組成，包括植保作業(yè)服務(wù)、植保無(wú)人機(jī)的功能和性能檢驗(yàn)檢測(cè)、植保服務(wù)效果評(píng)估、農(nóng)用航空成果推廣與轉(zhuǎn)化、無(wú)人機(jī)監(jiān)管、無(wú)人機(jī)培訓(xùn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)、制度法規(guī)、大數(shù)據(jù)應(yīng)用，總體框架見(jiàn)圖２。無(wú)人機(jī)植保服務(wù)是“互聯(lián)網(wǎng)＋”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空平臺(tái)的核心內(nèi)容，植保服務(wù)商通過(guò)地面控制或自動(dòng)導(dǎo)航飛行操作無(wú)人駕駛飛行器，為廣大農(nóng)戶完成噴灑藥劑、施肥、播種或授粉等農(nóng)林植物保護(hù)作業(yè)服務(wù)。植保服務(wù)流程見(jiàn)圖３。

　　3結(jié)論

　　本研究提出將“互聯(lián)網(wǎng)＋”思維與技術(shù)與精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)相結(jié)合，構(gòu)建了精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)平臺(tái)的體系架構(gòu)，該體系采用的開(kāi)放式的互聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)有著良好的平臺(tái)特性、用戶特性、大數(shù)據(jù)特性、社會(huì)化特性，促進(jìn)了圍繞著農(nóng)業(yè)航空服務(wù)的多方融合，加速了信息的共享，既能滿足農(nóng)業(yè)航空植保用戶、植保服務(wù)商對(duì)植保作業(yè)服務(wù)簡(jiǎn)化操作的需求，又實(shí)現(xiàn)了政府和有關(guān)部門(mén)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行信息化有效管理的目的。在此架構(gòu)基礎(chǔ)上利用移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)開(kāi)發(fā)的平臺(tái)具有良好的擴(kuò)展性，并可以通過(guò)大數(shù)據(jù)分析挖掘等技術(shù)手段提供不斷豐富的增值服務(wù)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)航空服務(wù)的有效良性循環(huán)。

　　下一步研究方向是通過(guò)獲取更精確的數(shù)據(jù)來(lái)源、運(yùn)用更豐富的分析技術(shù)、提供可視化的綜合服務(wù)，建立一個(gè)良好的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空社會(huì)化服務(wù)體系平臺(tái)。該平臺(tái)的進(jìn)一步完善和運(yùn)營(yíng)，需要所有農(nóng)業(yè)航空參與者的共同努力，實(shí)現(xiàn)共建共享的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空社會(huì)化服務(wù)生態(tài)圈，從而進(jìn)一步促進(jìn)農(nóng)業(yè)航空技術(shù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用，實(shí)現(xiàn)農(nóng)藥化肥施藥零增長(zhǎng)，讓農(nóng)業(yè)航空更好地為我國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化服務(wù)。

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