农业大数据应用体系架构和平台建设方案

农业大数据应用体系架构和平台建设方案目录第一部分、项目概况 (1)1.1、建设背景 (1)1.2、平台定位 (8)1.3、建设意义 (10)1.4、国内外同类产品分析 (13)第二部分、项目方案 (14)2.1、行业应用平台 (14)2.2、大数据分析平台 (33)2.3、网络拓扑图 (46)2.4、研发技术路径 (51)2.5、解决关键问题 (64)第三部分、项目建设进度 (67)第四部分、投资估算 (68)4.1、资金使用预算 (68)4.2、项目资金筹措方案 (68)4.3、项目资金使用计划 (69)第五部分、效益分析 (70)5.1、经济效益分析 (70)5.2、社会效益分析 (71)第六部分、项目风险分析及控制 (75)6.1、项目发展市场机遇 (75)6.2、项目的风险性及不确定性分析 (76)6.3、项目风险防范对策 (79)6.4、项目综合风险评价 (82)第一部分、项目概况1.1、建设背景1.1.1、中国农业植保现状和问题农业植保涉及我国粮食安全、食品安全、生态安全和农业丰产、农民丰收，在我国农业生产中起着举足轻重的作用, 提高农药有效利用率，减少农药使用量，控制和逐步降低农业生态环境污染，提高农产品、食品的安全质量水平，是农业可持续发展的必然要求，符合国家中长期规划重点支持方向要求。

我国农业植保存在以下几个方面的问题：第一、我国可用耕地情况复杂，存在很多不适合大型机械开展农业植保作业的农田，只能依靠人工作业，作业效率低，植保成本高。

第二、以人工或传统机械的方式开展的农业植保工作，未对植保过程和植保结果进行有效监控，各项工作开展无农业大数据专业指导，植保工作精度、准度、植保效果无法保障。

第三、“鸦片式治疗”致农药残留超标严重由于喷洒技术落后，大容量粗雾滴喷雾，农药利用率低，防治效果差，为了杀虫，农民不得不使用农药反复喷洒，如此一来，便形成了“鸦片式治疗”的恶性循环。

第四、目前国家的城镇化发展非常迅速，随着大量农村劳动力进城务工，在农村从事农业生产的劳动力不断减少，这自然就推高了农业生产的用工成本，加之进城务工人员的工时费高于农村，使得农业生产缺乏吸引力，让农户不得不提高雇工费来进行农业生产，但即便这样，在病虫害大面积爆发的时候，种植户还是会面临请不到人的困境。

第五、国家正在推进土地流转工作，据统计，我国土地流转面积4.43亿亩，这些土地都已经达到了规模化的种植，这种地块大、集中耕种的模式传统植保方式已经无法满足这种大规模的作业要求。

1.1.2、无人机农业植保的巨大优势中国是农业最大的需求国，传统农业作业方式的弊端正在逐步凸显，尤其是在植保这一细分领域，那么如何提高中国农作物病虫害防治机械化水平，实行统防统治的专业化服务，提高农业资源的利用率，增强突发性大面积病虫害防控能力，缓解农村劳动力短缺，增强农业抗风险能力，保障国家粮食安全、生态安全，实现农业可持续发展具有十分重要的意义。

近年来随着我国智能制造领域的不断创新，无人机领域得到了快速的发展，尤其是面向农业植保的无人机更是从“市场眼中的不可能”到“这事儿可行，这个好”，那么无人机农业植保与传统农业植保方式相比存在哪些明显的优势呢？主要体现如下几个方面：为突发性大面积病虫害防控提供了全新的技术与装备随着全球气候变化，突发性大面积的病虫害发生频繁，严重危害了我国粮食安全和农业生产稳定发展。

全国农作物病虫害发生48亿次，年损失粮食多达2157万吨。

突发大面积的玉米黏虫，缺乏专用高效的施药技术装备致使防治不利，仅这次玉米黏虫发生面积近5000万亩，占全国玉米播种面积的9.72%，其中严重发生面积650万亩，占到全国播种面积的 1.26%，这类突发性大面积的病虫害已经影响国家粮食安全，破坏农业可持续发展。

作业效率高无人机施药作业效率高，较常规机具可提高100～150倍，而作业成本5～8元/亩，仅为常规作业的1/4～1/6。

高效、低成本的无人机施药技术为解决突发性大面积病虫害防控难题提供了全新的技术与装备。

大大降低植保成本从水资源来看：无人机节省水资源90%；从农药来看：无人机精准施放节省农药50%；从喷洒工具来看：无人机的喷洒成本只是传统农业机器的15~25%。

通过上述调研情况来看，农业无人机的喷洒方式大大降低了农业植保客户的成本。

提高农药有效利用率，减少农药使用量农药施用技术与装备涉及我国粮食安全、食品安全、生态安全和农业丰产、农民丰收，在我国农业生产中起着举足轻重的作用。

提高农药有效利用率，减少农药使用量，控制和逐步降低农业生态环境污染，提高农产品、食品的安全质量水平，是农业可持续发展的必然要求，符合国家中长期规划重点支持方向要求。

操作简单植保无人机在田头地埂就能升起降落，实现低空飞行，可在视距范围内控制飞行喷洒效果。

非常适用于各类复杂地形农田和不同种类高矮的农植物与树林，相邻农田种植不同农作物情况下也可精准的喷洒。

配备先进的导航自驾系统可以通过地面基站或者一台笔记本电脑设计飞行路线实现飞机自主喷洒农药。

雾化均匀、精准喷洒和植保效果好植保无人机可采用远距离遥控操作和飞控导航，自主飞行只需在喷洒作业前，将农田的GPS信息采集到，并把航线规划好，输入到地面站的内部控制系统中，地面站对飞机下达指令，飞机就可以载着喷洒装置，自主将喷洒作业完成，完成之后自动飞回到起飞点，而在飞机喷洒作业的同时，还可通过地面站的显示界面做到实时观察喷洒作业的进展情况。

利用农业植保无人机向下的强烈旋转气流在喷洒农药时可以在翻动和摇晃农作物的同时，在下方的农作物形成一个紊流区，可以非常均匀地喷洒农药，因此能将部分农药喷洒到茎叶背面和根部，这是目前人工和其他喷洒设备无法做到的喷洒质量。

由于无人机下旋风力集中而有力，采用超细雾状喷洒比较容易透过植物绒毛的表面形成一层农药膜均匀而有效的杀灭害虫。

人药分离，避免药物中毒传统农药喷洒模式下，由于人就在农药的覆盖范围下，极易发生农药中毒事件，而且概率极大，然而植保无人机是自主飞行喷洒农药,喷洒作业人员避免了直接暴露于农药范围内的危险，保障了人员的安全。

即使采取手动遥控作业，人员与植保机距离较远，发生操作故障或紧急情况时也不会对操作人员造成危害。

1.1.3、市场机会与发展前景1）政策引导农业大数据应用体系架构和平台项目符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要（重点支持方向；符合“全国新增千亿斤粮食生产能力规划”和“粮食丰产工程”的要求；符合中央一号文件“加快推进农业机械化”的要求；符合农业部“关于推进农作物病虫害专业化防治的意见”精神；符合我国现代农业发展的需求。

加快农业机械化建设及布局，充分发挥农业机械集成技术、节本增效、推动规模经营的重要作用，不断拓展农机作业领域，提高农机服务水平。

加大信贷支持力度，鼓励种养大户、农机大户、农机合作社购置大中型农机具。

落实支持农机化发展的税费优惠政策，推动农机服务市场化和产业化。

2）巨大的市场空间未来无人机植保需求将会更加强劲；而按照我国18亿亩耕地红线测算，目前无人机植保的占有率为3%，未来的发展潜力无限，而且会集中式爆发，因此无人机植保的发展空间将是巨大的。

1.1.4、当前无人机农业植保服务的制约因素新生事物，市场和用户需要一个认知和接受的过程无人机农业植保服务起步较晚，属于新生事物，市场和用户需要有一个认知和接受的过程，随着植保无人机功能的不断完善，推广速度的不断加快，市场的认知程度在不断提高，植保无人机的市场前景非常广阔，必将占领主流农业植保市场。

缺少无人机喷洒施药经验及技术目前，在国内农业植保无人机在开展植保作业时，农药配比仍然是固有模式，缺少一套与植保无人机低空低量高效施药所配套的施药技术，也是当前市场的短板，使用者没有一套科学完善的判别标准以确定在喷雾过程中所需要的雾滴粒径、雾滴沉积分布密度、农药浓度等施药参数，需要建立一个以无人机农业喷洒为基础的行业大数据分析平台，基于无人机的喷洒参数建立分析模型，不断完善植保用药的专业性。

真正可用好用的无人机并不多植保无人机的企业较多，而大多数的机型都以多旋翼为主，主要因为飞控的成熟性，产品结构简单，技术门槛低，操作简单，所以市场上一些打着植保无人机企业是鱼龙混杂，真正掌握飞控技术只有少数。

相对于无人机中直升机系列的技术要求就很高了，现在国内能研发生产出植保无人直升机很少，这也代表一些企业在无人机领域的高度，植保无人机能否自主飞行、断点续航、断点记忆选配功能，在针对物种的时候能否定高、定速、定流量，均是最终能高效统防统治的基本要求。

飞手人员短缺，无法满足日益庞大的无人机植保市场需求我国农业植保无人机仍然处在蓝海市场，飞手、设备都供不应求，有专家预计到2020年，无人机植保从业人员需求量是40万人。

我国目前在册的专业飞手不到1万人，人才缺口巨大。

1.2、平台定位1.2.1、建立行业运营平台建立一套完善的农业植保运营管理平台，整合整个产业链，为无人机厂家、飞手、农药企业、植保客户提供全方位对接与服务，建立无人机与飞手、飞手与植保客户、农药厂商与植保客户的联系与沟通，打通了各个环节的断点和信息不对称。

同时，在植保服务的过程中，采集整个无人机植保服务的全过程数据，通过手动录入或自动采集等方式，完成平台的数据积累。

1.2.2、建立植保行业大数据中心平台以无人机植保农药喷洒这一行业细分领域为基础，通过人工录入植保服务过程，连接无人机、地面站、监测仪等相关采集设备，抓取互联网上的一些专业数据库以及与相关农业科学院所等专业机构的合作，采集地理信息，气象信息、土壤信息、农作物信息、病虫害信息、农药信息、药剂配比信息、配件信息、无人机飞行信息、飞手信息、飞行轨迹、药剂喷洒控制信息等等建立分析模型，通过效果评测信息逐步完善分析模型，从而形成覆盖农业无人机植保领域的大数据中心，成为行业的智脑，填补行业的空白。

目前，平台已经完成针对280万亩的农田进行数据采集工作，未来2~3年，预计采集的样本数据不少于5000万亩，这些数据的积累和沉淀将会是海量的、无比庞大的，其具有的数据意义是具有覆盖性及高价值的。

1.2.3、完善植保全过程的管理手段通过强大的数据分析、信息交换、海量存储、智能分析等业务能力，逐步完善植保全过程的管理手段，提高信息化装备，健全信息服务质量，提高平台农业植保工作服务能力，可为农业植保行业相关企业、从业者和种植户提供专业化、智能化的农业大数据服务，利用平台的基础服务用户能够更快，在提高植保无人机施药效率和施药效果的同时，进一步降低种植户农业植保作业成本，提升经济收入，为农业植保工作宏观决策提供坚实科学的大数据依据，带动并促进无人机植保服务的行业发展，促进我国农业智能化水平的提升、助力农业现代化快速发展。