智慧灌区发展现状与未来趋势

2023年01月09日 16:49

  我国是农业大国,同时也是一个水资源短缺的国家。近年来,国家对粮食安全的重视程度越来越高,农业灌溉工程技术和装备也在不断地进步和发展。

  一、引言

  农业灌溉是一项复杂的系统工程,涉及工程、管理、技术和装备等多个方面。近年来,随着信息技术、物联网、云计算和移动互联网技术的发展,信息与农业灌溉领域产生了新的变化和需求,这些变化和需求催生了智慧灌区这一概念。

  智慧灌区的概念是在对灌区进行信息化建设的基础上提出的(图1),主要特征包括:信息化程度高、决策支撑能力强、可持续发展能力强以及服务方式灵活多样。

  随着农业机械化进程不断加快与智慧灌溉技术的发展,农业灌溉信息化建设进入了新阶段。如何在信息技术背景下加快我国农业基础设施的信息化和智能化建设,提高灌溉水资源利用效率成为了当前迫切需要解决的问题。

  二、概念及特征

  智慧灌区是指灌区信息化管理水平和现代化服务能力显著提升的现代灌溉工程。

  智慧灌区建设是一项系统工程,涉及范围广,建设任务重,需统筹考虑,同步推进。

  所谓“智慧”,主要是指运用信息技术,实现对作物生产过程中的人、机、物、环境等要素动态的感知与控制,实现灌区信息收集、传输和分析处理的智能化;而“灌区”主要体现在灌溉工程、服务和管理三个方面。

  所谓“感知”,就是要充分利用传感器等感知设备和信息系统实现灌区基础数据和运行数据的实时采集、处理与传输;

  所谓“控制”,就是要对所采集到的信息进行及时分析并反馈到控制系统;

  所谓“服务”就是让管理者根据需要实现不同程度的智能化决策;

  三、技术体系与应用现状

  智慧灌区的建设应以信息化为基础,通过构建物联网、云计算、大数据等信息技术,实现灌溉管理决策智能化、灌溉过程自动化、资源配置高效化的目的。

  智慧灌区技术体系分为3个层次,分别是感知层(感知网络平台):物联网是实现灌溉过程的智能化的重要途径;应用层:应用大数据和云计算对灌区进行全面管理;支撑层:基于移动互联网的灌溉应用服务。

  智慧灌区建设应遵循“因地制宜,适度超前,逐步推进”的原则,充分发挥科技创新在灌区现代化建设中的引领作用,在已有信息化基础上不断发展和完善智慧灌区技术体系。

  四、未来发展趋势

  智慧灌区是智慧城市的重要组成部分,随着现代信息技术的不断发展,对灌溉设施进行数字化管理已经成为可能。

  在传统灌溉系统中,需要通过采集和传输传感器信号才能获得监测数据,而这些信息要传输到灌区控制中心进行处理并将结果反馈给用户。

  在物联网技术支持下的灌溉系统将实时采集灌溉设备以及作物生长信息,并与互联网、物联网结合。

  五、结语

  智慧灌区的建设是一个长期过程,要充分发挥科技力量,整合多方资源,才能实现可持续发展。

  中国智慧灌区的建设与发展将会促进农业节水管理水平的提升,提高水资源的利用效率,并将为农业绿色发展提供有力支撑。

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