觀光農業園中智慧技術的應用

馮 磊，趙 潔

（河南建筑職業技術學院建筑系，河南 鄭州450000）

1 引言

我國是發展中的農業大國，有悠久的農業歷史和豐富的農耕文化。在當今社會信息化快速發展的影響下，傳統農業面臨著發展不平衡、生產力水平不高、資源短缺、環境惡化等問題。在國家調整產業結構的背景下，農業的基礎地位日益凸顯，農業的創新形態也不斷涌現。觀光農業園將農業生產和旅游活動相結合，是一種新的農村生產經營方式，在發展現代農業生產的同時對維護城鄉生態自然環境、引導城鄉居民互動融合、傳承鄉土文化等方面起到了重要作用,并為發展鄉村生態經濟和生態農業旅游等提供良好的平臺。

近年來，全國各地觀光農業迅猛發展，觀光農業園建設成為農業發展的新模式和新熱點，建設規模逐漸擴大，對拓展農業功能與提高農業附加值發揮了重要作用。目前國內專家學者對觀光農業園的研究主要集中在觀光農業的的景觀資源特征、旅游發展模式與產業結構、開發策略等方面，為觀光農業園區的規劃、建設、運營提供了基礎理論指導。在觀光農業園快速發展的同時也存在不少問題，主要集中在缺乏科學調研、選址不合理、項目設置雷同、景觀缺乏特色、經營管理滯后等方面，這直接影響到園區的示范與帶動能力，不利于我國觀光農業的發展[1]。

2009年底，“智慧城市”的理念及其解決方案由IBM 公司首先提出，強調運用“智慧技術”協調城市各功能配合運作，輔助城市管理者決策計劃，提高城市管理效率等[2]。智慧技術是指將計算機、信息網絡、人工智能、云計算等技術集成為一體的綜合技術[3]。通過傳感器的信息獲取，物聯網的數據傳輸，云計算的分析處理，智慧信息平合的管理發布四個信息處理階段實現[4]。將智慧技術應用于現代觀光農業園建設、生產、經營、管理等過程，有利于實現智能化管理和功能整合，進而優化觀光農業園構建機制，提高運行效率。

2 智慧化觀光農業園框架的構建

智慧化觀光農業園綜合應用平臺的構建，可以通過建立智慧信息系統和觀光農業園綜合應用平臺“智慧化”兩個步驟來實現(見圖1)。

基于智慧城市理念，構建由信息基礎設施、信息共享平臺、信息處理中心和信息交互終端組成的觀光農業園綜合應用平臺的智慧信息系統。信息基礎設施是智慧信息系統運作的物理平臺，由計算機軟硬件、互聯網系統、通訊集成等硬件模塊組成；信息共享平臺以大型計算機服務器為基礎，對收集的海量數據進行分類、存儲和處理；信息處理中心是基于云計算技術的輔助決策平臺；信息交互終端是直接面對各類用戶的硬件設備和軟件界面，也是各類用戶進行信息交互的端口[5]。

將智慧信息系統應用于觀光農業園建設、生產、經營和管理的全過程。智慧信息系統在信息采集、信息處理、信息交互以及輔助決策方面的優勢，對觀光農業園建設運營的各個階段都能提供快速、高效和安全的優化支持作用，從而實現觀光農業園綜合應用平臺的“智慧化”[6]。

智慧化觀光農業園綜合應用平臺基礎設施體系由攝影設備、視頻設備、PC 設備、定位設備、感應器、控制器、解碼器等組成。技術支持系統由:3S技術（RS、GPS、GIS）、通訊技術、傳感技術、人工智能技術、多媒體技術、專家系統、無線射頻識別技術等組成。

3 智慧技術在佳多琵琶寺生態農林園中的應用

3.1 基地位置與現狀

佳多琵琶寺生態農林園位于河南省湯陰縣宜溝鎮，總用地面積為667 hm2，含琵琶寺、趙窯、香寺、大洼等7個行政村，琵琶寺水庫座落于園區的南部[7]。園區地勢北高南低，由西北向東南傾斜，地表溝壑縱橫，植被稀疏，土壤貧瘠，鈣化嚴重[8]。目前園區已完成土地流轉，并進行了部分基礎設施建設及前期開發。

3.2 基于分析模擬技術的規劃設計過程

觀光農業園建設過程中，現狀資源的調查及管理至關重要。佳多琵琶寺生態農林園在規劃建設之前，組織專家進行規劃區資源調查，利用RS技術和GPS技術快速獲得準確的信息，在對資源種類及分布情況進行處理后，利用GIS技術建立數據資源庫，為園區資源的查詢、動態管理及規劃建設提供詳實的基礎數據，確定了園區的土地利用現狀（見圖2）及旅游資源分布情況（見圖3），為科學合理的規劃建設提供依據。

在規劃設計中利用GIS數據平臺準確的獲取園區的基礎數據資料，通過對地形、高程、坡度、光照、植被、水資源等基礎數據的分析處理（見圖4），得出規劃區域的生態敏感性等級和生態適宜性分析，優化規劃區景觀格局，合理的進行功能分區及總體規劃布局（見圖5）。利用園區基礎數據建立的可視化數字模型可以預測檢驗規劃設計的合理性和科學性。同時，利用三維建模技術和三維漫游技術將園區相關的景點制作成互動的虛擬現實場景，可以讓游客身臨其境地感受到虛擬的實地旅游全過程；結合互聯網和移動通訊等新型信息技術，將園區現代化設施栽培、智能化數字化管理模式以實景的形式近距離地展示在觀光游客面前，通過展示現代化農業高新技術對公眾進行科普教育。

3.3 基于實時數據監測處理技術的生產過程

佳多琵琶寺生態農林園在生產過程中利用智慧技術，在“佳多病蟲害自動測控系統(ATCSP）”的基礎上（見圖6），增加完善自動節水灌溉系統（CAIS）、測土測肥配方系統（SFMFS）、智能控制系統（ICS）、智能追蹤系統（ITS），構建智能綜合生產系統平臺。

通過傳感器技術、RFID技術、GPS技術以及RS技術實時采集園區氣象、土壤和病蟲害等數據信息，監測土壤和氣象條件的變化，測報病蟲害預警，為園區綜合信息監測、環境控制以及智能管理提供科學依據；還可以實時查看園區的環境數據、作物生長情況、設備運行狀態。

智能控制系統將監測到的數據和信息實時傳輸到信息平臺進行分析處理，利用專家智能決策系統，根據農產品生長的各項指標要求，及時精確地遙控指定生產設備自動開啟或者關閉，遠程控制節水澆灌、節能增氧、排風、降溫等，實現智能化、自動化的農業生產過程[9]。

智能追蹤系統能夠滿足公眾對園區產品質量安全的要求。信息采集設備（MEMS 傳感器、二維碼、RFID、多媒體信息等)可以高度集成產品的信息(特征、生長、環境、管理等)，使公眾更容易檢查信息，有利于提高產品的市場認可度，提高產品的經濟利益。

3.4 基于優化分析決策系統的經營管理過程

在營銷過程中，利用公眾號和二維碼等方式將佳多琵琶寺生態農林園中景點和生產活動的實時信息對公眾宣傳展示，推送園區的特色項目和活動信息，并能進行預訂服務。

管理數據統計系統采用智能物聯網設備自動采集數據，精準度高，無需人工進行采集上傳，可避免人為操作失誤，確保對園區的精細管理。云計算技術的最大優勢就是對數據的高效快速處理，通過大數據分析為決策提供依據。報表中心可實時查看、對比園區各區域的環境數據、設備運行數據，可以隨時調取各時間節點的數據報表，支持協同辦公處理，提高工作效率。

同時，基于互聯網技術的自動化辦公平臺可以及時掌握、分析、決策園區內部生產、經營、管理等方面出現的問題，通過便捷的即時通訊和信息交互技術可以協調各部門之間關系，提高運營效率。

4 結論

隨著我國經濟的轉型升級，傳統的農業生產模式已經制約了農村的發展。智慧技術有利于促進農業生產方式的轉變，提高生產資源的利用和生產力，為我國現代農業發展提供了新的思路和途徑。

以河南佳多琵琶寺生態農林園為例運用智慧技術進行觀光農業園建設管理過程中也發現不少問題：智慧技術的理論研究與實踐存在差距，與真正的農業環境進行對接還存在難度，實際應用性還有待提高；網絡基礎設施較差，數據傳輸速度慢，效率低；信息決策系統的相關技術模型不夠成熟，使用率不高；傳感技術研究深度和廣度有待提高，除監測空氣濕度、溫度、土壤水分、肥力、水資源等方面信息外，還需要加強對農作物生長信息及其他環境因子的監測；整體資金投入大，回報慢，技術操作難度大，不利于示范推廣。

借助物聯網技術的快速發展，結合我國觀光農業發展的實際情況，針對存在的現實問題，加快信息技術基礎設施建設，運用智慧技術來構建“環境可測，生產可控，質量可溯”的觀光農業智慧化模式，為我國農業集約、優質、高效、可持續的發展提供有效保障。