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    数字农业智能农业虫害监测
    时间:2025-06-10 涉川
    一、方案介绍
    本方案依托数字农业与智慧农场建设需求,采用图像识别、物联网、人工智能、大数据分析等现代技术,构建虫害智能识别监测系统,实现对农作物虫情的自动化、可视化、精准化监控。系统通过虫情诱捕设备、高清图像采集终端、边缘AI算法处理单元与4G无线通信网络组成完整的虫害监测网络,助力农业病虫害的早预警、早发现、早治理。
    二、监测目标
    1. 实现重点区域虫害的全天候远程图像采集与识别;
    2. 自动识别虫体种类、数量、等级,监测虫情发展趋势;
    3. 分析虫害时空分布特征,提供虫情预警与防控建议;
    4. 构建虫情时序数据库,支持区域联防联控与科学防治。
    三、需求分析
    传统虫情监测依赖人工识别和巡查,效率低、误差大、覆盖范围小,难以满足现代农业规模化、精准化管理需求。随着农业数字化转型加速,需建立自动虫情感知网络,替代人工观察,提高虫害识别速度与精度,减少病虫害损失,降低农药使用量,保障粮食产量与生态安全。
    四、监测方法
    本方案采用智能诱虫设备结合高清相机进行虫体图像采集,内嵌AI算法自动识别虫类并统计数量,通过4G网络将图像与识别结果上传云平台。管理人员可通过平台查看实时虫情图像、识别结果、历史趋势,并结合平台分析结果部署防治措施。系统可根据监测区域布设多个监测点,形成区域虫情网络图谱。
    五、应用原理
    虫情诱捕装置利用光源或气味引诱昆虫落入拍摄区域,图像采集模块定时抓拍虫体图像,图像处理模块利用训练好的AI识别模型对图像中的昆虫进行特征提取与种类识别。识别结果包括虫体种类、密度等级、分布图等,供后台分析与预警决策使用。
    六、功能特点
    1. 自动诱捕拍摄虫体图像,无需人工干预;
    2. 内置AI图像识别算法,自动识别害虫种类和数量;
    3. 4G无线远程上传数据,支持无人值守与边远地区部署;
    4. 支持虫体图像存储、查询、对比与统计;
    5. 可生成虫情时序曲线、密度热力图、趋势图等可视化分析结果;
    6. 多点部署支持区域虫情网络构建与统一管理;
    7. 可扩展病害图像识别、气象联动预警等功能;
    8. 支持太阳能供电、全天候户外运行。
    七、硬件清单
    1. 智能虫情诱捕装置(带诱虫光源、气味诱捕模块);
    2. 高清图像采集终端(低照度成像能力);
    3. AI边缘识别处理模块(内嵌虫类识别算法模型);
    4. 数据采集与4G通信模块;
    5. 防护机箱、支架、太阳能供电模块(选配);
    6. 云端监测平台及移动端应用支持。
    八、硬件参数(量程、精度)
    • 图像分辨率:≥500万像素;
    • 图像识别精度:主流害虫种类识别准确率≥90%;
    • 图像抓拍周期:可设定1次/15分钟至1次/3小时;
    • 通信方式:4G无线网络,支持断点续传;
    • 工作环境:温度-20~+60℃,湿度0~95%RH;
    • 电源配置:支持市电与太阳能双模供电;
    • 防护等级:IP65以上。
    九、方案实现
    根据作物种植种类、分布面积及虫害发生规律,科学规划虫情监测点布局。每个点布设1台智能虫情监测终端,连接4G网络,实现实时图像采集与远程识别分析。后台平台统一接收上传数据,生成虫情地图与预警信息,管理人员可在电脑端或手机APP查看虫情情况,远程安排防控工作。
    十、数据分析
    系统支持对不同虫类的时间密度变化分析、空间热力分布分析、虫情等级趋势图、虫体图像比对与回溯查询。可根据识别数据自动生成虫情日报、周报、月报,并结合历史虫害数据库进行智能诊断与预测。为虫情研判、防治窗口期判断提供数据支持。
    十一、预警决策
    根据虫体数量等级、虫种分布与气象条件,平台自动识别预警等级,分为蓝色、黄色、红色三级预警。当虫情等级超过设定阈值时,系统自动推送告警信息至手机、微信、平台终端,并提供相应作物防治建议,辅助农技人员快速部署农药喷洒与生物防控等措施。
    十二、方案优点
    1. 替代传统人工巡查,节省人力成本;
    2. 害虫识别快速精准,数据自动上传,效率高;
    3. 支持多虫类识别模型训练与扩展;
    4. 支持区域虫情统一调度与联防联控;
    5. 数据完整留痕,便于虫害分析、科研与决策;
    6. 模块化设计,兼容性强,可扩展环境因子采集模块。
    十三、应用领域
    广泛适用于水稻、小麦、玉米、蔬菜、水果、茶园、中药材等作物种植区域,特别适用于现代农业园区、农业科技示范区、高标准农田、数字农业基地、农科研究机构等场景。
    十四、效益分析
    本方案可大幅提高虫情监测效率与识别精度,提升农作物病虫害预测与防控水平,降低因虫害带来的产量损失,减少农药施用量与环境污染,提升农产品质量安全,实现绿色农业与智慧农业的有机融合,推动农业高质量发展。
    十五、国标规范
    1. 《GB/T 15796-2011 植保机械通用技术条件》;
    2. 《GB/T 19557.1-2017 农业虫害监测仪器通用技术条件》;
    3. 《NY/T 1860-2010 植物保护信息化术语》;
    4. 《GB/T 22240-2008 信息安全等级保护管理办法》;
    5. 《GB/T 22239-2019 信息安全技术 网络安全等级保护基本要求》。
    十六、参考文献
    1. 农业农村部《农业有害生物监测与防控技术指导意见》;
    2. 国家智慧农业科技创新联盟《数字农业标准体系白皮书》;
    3. 中国农业科学院《虫情图像识别AI算法研究进展》;
    4. 国家林草局《害虫预警监测技术手册》。
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