《智慧土肥建設(shè)方法研究與實踐探索》從智慧農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵與特征出發(fā)，系統(tǒng)性地分析了智慧土肥的地位與作用、發(fā)展基礎(chǔ)及發(fā)展愿景；進而基于土肥業(yè)務發(fā)展的智慧化需求出發(fā)，提出了智慧土肥的總體框架、技術(shù)體系，并對智慧土肥建設(shè)中的核心業(yè)務系統(tǒng)進行了需求分析和設(shè)計。然后，《智慧土肥建設(shè)方法研究與實踐探索》結(jié)合各地區(qū)、各領(lǐng)域的智慧土肥實踐經(jīng)驗，對智慧土肥的建設(shè)方法進行了研究，分析了智慧土肥建設(shè)的組織架構(gòu)、推動策略、投入模式、標準規(guī)范建設(shè)策略、系統(tǒng)建設(shè)與整合策略以及應用實施策略，以期為智慧土肥的推動與建設(shè)提供參考。
第一章 緒言
第一節(jié) 信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)智慧化
一、智慧農(nóng)業(yè)提出的背景
二、智慧農(nóng)業(yè)的內(nèi)涵
三、智慧農(nóng)業(yè)的特征
四、智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)與挑戰(zhàn)
第二節(jié) 智慧農(nóng)業(yè)建設(shè)與土肥智慧發(fā)展
一、土肥工作是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)工作
二、智慧農(nóng)業(yè)是土肥智慧發(fā)展的基礎(chǔ)
三、智慧土肥是智慧農(nóng)業(yè)的有機組成部分
四、智慧土肥是土肥信息化的高級階段
第三節(jié) 土肥智慧化發(fā)展的基礎(chǔ)
一、網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)
二、數(shù)據(jù)基礎(chǔ)
三、業(yè)務系統(tǒng)基礎(chǔ)
四、新技術(shù)應用示范基礎(chǔ)
第四節(jié) 土肥智慧化發(fā)展的愿景
第二章 土肥業(yè)務智慧化需求分析
第一節(jié) 土肥業(yè)務概述
一、土肥工作對象與內(nèi)容
二、土肥基本業(yè)務框架
第二節(jié) 土肥智慧業(yè)務需求分析
一、作物生長及需肥水規(guī)律智慧管理
二、耕地質(zhì)量及肥力智慧管理
三、作物、肥、水關(guān)系動態(tài)控制與管理
四、土肥投人品智能監(jiān)管
五、智慧土肥決策
六、土肥信息智慧服務
第三節(jié) 土肥智慧技術(shù)需求分析
一、土肥業(yè)務的技術(shù)過程分析
二、土肥智慧支撐技術(shù)需求分析
第三章 智慧土肥關(guān)鍵技術(shù)
第一節(jié) 關(guān)鍵技術(shù)體系框架
第二節(jié) 物聯(lián)網(wǎng)
一、物聯(lián)網(wǎng)的提出
二、物聯(lián)網(wǎng)的內(nèi)涵
三、物聯(lián)網(wǎng)的技術(shù)架構(gòu)
四、物聯(lián)網(wǎng)的關(guān)鍵技術(shù)
五、物聯(lián)網(wǎng)在土肥中的應用
第三節(jié) 土肥信息采集技術(shù)
一、土肥信息傳感器技術(shù)
二、土肥圖像信息采集技術(shù)
三、遙感技術(shù)
四、土肥個體信息識別技術(shù)
五、衛(wèi)星導航信息采集技術(shù)
六、地理信息系統(tǒng)技術(shù)
第四節(jié) 土肥信息傳輸技術(shù)
一、無線傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)
二、移動通信技術(shù)
三、信息傳輸技術(shù)在土肥領(lǐng)域的應用
第五節(jié) 土肥信息處理技術(shù)
一、大數(shù)據(jù)技術(shù)
二、云計算技術(shù)
三、計算機視覺信息處理技術(shù)
第六節(jié) 自動控制技術(shù)
第七節(jié) 智慧支撐技術(shù)
一、預測預警技術(shù)
二、模型技術(shù)
三、專家系統(tǒng)技術(shù)
四、知識推理技術(shù)
五、本體及其應用
第四章 智慧土肥總體框架
第一節(jié) 建設(shè)原則
第二節(jié) 智慧土肥應用總體框架
一、智慧土肥層次框架
二、智慧土肥多級應用框架
第三節(jié) 感知終端架構(gòu)設(shè)計
一、傳感設(shè)備布點基本方法
二、信息采集節(jié)點設(shè)計
第四節(jié) 傳輸網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計
一、智慧土肥傳輸網(wǎng)絡(luò)基本框架
二、無線傳感網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)設(shè)計
第五節(jié) 智慧土肥應用支撐平臺設(shè)計
一、智慧土肥應用支撐平臺定位與框架
二、傳感設(shè)備接入管理系統(tǒng)
三、傳感設(shè)備編碼賦碼系統(tǒng)
四、傳感設(shè)備基礎(chǔ)信息管理系統(tǒng)
五、智慧土肥信息交換管理系統(tǒng)
六、智慧土肥信息整合系統(tǒng)
七、智慧土肥信息位置服務系統(tǒng)
八、認證授權(quán)管理系統(tǒng)
九、云存儲系統(tǒng)基本功能
第五章 智慧土肥核心應用系統(tǒng)需求與設(shè)計
第一節(jié) 作物生長及需肥水規(guī)律智慧管理系統(tǒng)
一、概述
二、業(yè)務需求
三、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及功能
第二節(jié) 耕地質(zhì)量及肥力智慧管理系統(tǒng)
一、概述
二、業(yè)務需求
三、系統(tǒng)構(gòu)成及功能
第三節(jié) 作物、肥、水關(guān)系動態(tài)控制與管理系統(tǒng)
一、概述
二、智能灌溉子系統(tǒng)
三、智慧施肥子系統(tǒng)
第四節(jié) 農(nóng)業(yè)投入品（肥料）智能監(jiān)管系統(tǒng)
一、概述
二、總體框架
三、系統(tǒng)與功能設(shè)計
第五節(jié) 智慧設(shè)施農(nóng)業(yè)系統(tǒng)
一、概述
二、業(yè)務需求
三、系統(tǒng)架構(gòu)
四、功能設(shè)計
第六節(jié) 智能決策系統(tǒng)
一、概述
二、業(yè)務需求
三、主要模型
四、處理過程與系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
第六章 智慧土肥建設(shè)方法¨
第一節(jié) 智慧土肥建設(shè)的總體思路
第二節(jié) 智慧土肥建設(shè)的組織架構(gòu)
第三節(jié) 智慧土肥推動策略
第四節(jié) 智慧土肥投人模式
第五節(jié) 智慧土肥標準規(guī)范建設(shè)
一、智慧土肥標準規(guī)范體系框架
二、智慧土肥標準建設(shè)策略
第六節(jié) 智慧土肥系統(tǒng)建設(shè)與整合策略
一、當前智慧土肥系統(tǒng)建設(shè)模式
二、智慧土肥系統(tǒng)整合策略
第七節(jié) 智慧土肥應用實施策略
一、區(qū)域試驗策略
二、因地制宜策略
三、地域推進策略
四、階段性推進策略
第七章 智慧土肥的萌芽
第一節(jié) 土肥智慧技術(shù)研究情況
一、土肥信息采集技術(shù)研究情況
二、作物監(jiān)測技術(shù)研究情況
三、傳感網(wǎng)絡(luò)技術(shù)研究及應用
四、預測模型與預測方法研究情況
五、精準與變量技術(shù)研究情況
第二節(jié) 智慧土肥系統(tǒng)研究與建設(shè)情況
一、土肥信息自動監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)情況
二、作物生長及需肥智能監(jiān)測系統(tǒng)建設(shè)情況
三、自動控制系統(tǒng)建設(shè)情況
四、智能施肥系統(tǒng)建設(shè)情況
五、設(shè)施農(nóng)業(yè)智慧化應用系統(tǒng)建設(shè)情況
六、決策與智慧支持系統(tǒng)建設(shè)情況
第三節(jié) 區(qū)域智慧土肥實踐進展情況
一、省級實踐案例
二、市級實踐案例
三、區(qū)縣級實踐案例
第四節(jié) 基于云服務的智慧土肥系統(tǒng)構(gòu)建與應用探索
一、概述
二、土壤養(yǎng)分采集布點策略分析
三、智慧施肥推薦系統(tǒng)
第八章 土肥智慧發(fā)展展望
第一節(jié) 智慧土肥技術(shù)發(fā)展的趨勢
第二節(jié) 當前智慧土肥建設(shè)中急需解決的問題
第三節(jié) 智慧土肥發(fā)展近期面臨的主要任務
參考文獻
（1）農(nóng)業(yè)發(fā)展本身面臨的挑戰(zhàn)
�、俎r(nóng)產(chǎn)品數(shù)量需求壓力加大解決好13億人的吃飯問題始終是我國的頭等大事，我國人口不斷增多，耕地面積不斷減少，農(nóng)業(yè)生態(tài)惡化的趨勢還沒有根本遏制，保障農(nóng)產(chǎn)品供給安全的壓力持續(xù)加大，改變這一狀況的根本出路是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，利用信息技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，提高農(nóng)業(yè)資源利用率和勞動生產(chǎn)率，確保國家農(nóng)產(chǎn)品供給安全。
�、谵r(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全形勢嚴峻農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全是保障人民群眾身心健康和生活質(zhì)量的前提，是提高政府公信力的重要方面，也是增強農(nóng)業(yè)競爭力不可或缺的元素。近年來，農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全問題頻發(fā)，已成為影響社會和諧穩(wěn)定及公共安全的重要問題。監(jiān)測手段不足，信息技術(shù)應用不夠是原因之一，迫切需要利用現(xiàn)代信息技術(shù)對農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)到餐桌進行全產(chǎn)業(yè)鏈質(zhì)量監(jiān)管。
�、坜r(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境亟待改善農(nóng)業(yè)生態(tài)安全是國家生態(tài)安全的重要組成部分，是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的基本前提。近年來，我國耕地、草原的農(nóng)藥、化肥污染以及水域的富營養(yǎng)化問題十分突出，保護和修復生態(tài)環(huán)境，保障農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，迫切需要利用現(xiàn)代信息技術(shù)開展耕地質(zhì)量、草原生態(tài)系統(tǒng)和漁業(yè)水域生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、分析、評價、預警及科學管理與調(diào)控。
�、苻r(nóng)業(yè)規(guī)�；潭炔桓咿r(nóng)業(yè)生產(chǎn)規(guī)�；侵腔坜r(nóng)業(yè)得以推廣的前提，也是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)和設(shè)備進一步應用與推廣的重要條件。在市場經(jīng)濟條件下，小規(guī)模生產(chǎn)在農(nóng)產(chǎn)品價格和成本方面，往往處于劣勢，農(nóng)戶無力采用先進的技術(shù)和更新市場信息，無法參與激烈的市場競爭，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)被壓在商品價值鏈的低端。這種小規(guī)模的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式嚴重影響了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。
�、蒉r(nóng)業(yè)發(fā)展的綜合化機械水平有待提高農(nóng)業(yè)發(fā)展的機械化是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。2013年，我國農(nóng)作物耕種收綜合機械化水平達到59．5％，農(nóng)業(yè)機械化水平有了大幅度的提高。但是農(nóng)業(yè)發(fā)展綜合機械化水平仍然面臨困難。由于地區(qū)之間、民族之間經(jīng)濟和自然條件等方面的差異，農(nóng)業(yè)綜合機械化水平發(fā)展不平衡；農(nóng)業(yè)機械化結(jié)構(gòu)不合理；農(nóng)業(yè)機械化面臨的自然資源緊缺和生態(tài)環(huán)境的破壞等，這些問題嚴重影響了未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的方向。
�。�2）農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展環(huán)境存在的問題
①認識不到位由于我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展處于起步階段，一些地方農(nóng)業(yè)部門尚未認識到加快推進農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化的重要性和緊迫性，尚未認識到發(fā)展農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化是轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，實現(xiàn)城鄉(xiāng)統(tǒng)籌，促進農(nóng)民增收的重要手段，導致一些地方對發(fā)展農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化的積極性不高，投入力度不夠，措施不力。智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展迫切需要一批高素質(zhì)的農(nóng)業(yè)科研人員和農(nóng)業(yè)科技推廣人
�、谡卟幻鞔_農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化是一項惠及億萬農(nóng)民的公益性事業(yè)，亟待各項政策扶持。我國目前尚沒有專門針對農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化的政策法規(guī)，各地缺乏面向農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)民專業(yè)合作社、農(nóng)民的各種優(yōu)惠政策，導致各地發(fā)展農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化的動力不足。
�、蹤C制不靈活我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展尚沒有形成長效的運營機制，政府、農(nóng)業(yè)企業(yè)、電信運營商以及IT企業(yè)等主體在農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化推進過程中的角色定位不夠明確，政府不夠主動，企業(yè)不夠積極。如何建立并完善農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化工作的長效運營機制是當前我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化推進工作面臨的一大難題。
④管理不規(guī)范我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化建設(shè)多頭并進，為信息化的發(fā)展注入了生機與活力，但也不可避免地出現(xiàn)了條塊分割、各行其道的局面，信息孤島現(xiàn)象嚴重。同時，由于缺乏相應的農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化標準規(guī)范，導致農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化推進工作職責不明、管理不力，運行不暢，建設(shè)無序。
�。�3）農(nóng)業(yè)信息技術(shù)應用存在的問題
�、偌夹g(shù)不成熟目前，我國農(nóng)業(yè)信息技術(shù)產(chǎn)品主要產(chǎn)自高校和科研院所的實驗室，科研成果轉(zhuǎn)化率和產(chǎn)業(yè)化率不高，集成示范應用力度不夠，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營信息化所需的低成本、高質(zhì)量的信息技術(shù)產(chǎn)品嚴重滯后，阻礙了我國農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的應用與推廣。取得廣泛應用的技術(shù)條件還不成熟，目前物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)發(fā)展勢頭良好，但仍處于起步階段，技術(shù)研發(fā)和標準均需突破。雖然隨著寬帶技術(shù)、3G技術(shù)、智能終端的普及，突破了物聯(lián)網(wǎng)應用瓶頸，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已在食品溯源、環(huán)境監(jiān)控、設(shè)施農(nóng)業(yè)等方面得到應用。但真正實現(xiàn)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中的廣泛應用還有差距。目前，物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應用涵蓋了農(nóng)業(yè)資源利用、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管，并在政策扶持、技術(shù)研發(fā)、示范應用、人才培養(yǎng)等方面積累了一定的經(jīng)驗。但農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用總體還處于初步應用階段，存在關(guān)鍵技術(shù)產(chǎn)品及集成體系成熟度較低、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用標準規(guī)范缺失、有效的運營機制和模式尚未建立、專業(yè)人才缺乏等問題，迫切需要國家開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應用示范項目，加快建設(shè)應用示范基地，深入開展相關(guān)技術(shù)研發(fā)和集成創(chuàng)新，探索產(chǎn)業(yè)化應用模式，制定農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應用標準規(guī)范，推進物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的規(guī)�；�、標準化、產(chǎn)業(yè)化應用。
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