观光农业园中智慧技术的应用

冯 磊，赵 洁

（河南建筑职业技术学院建筑系，河南 郑州450000）

1 引言

我国是发展中的农业大国，有悠久的农业历史和丰富的农耕文化。在当今社会信息化快速发展的影响下，传统农业面临着发展不平衡、生产力水平不高、资源短缺、环境恶化等问题。在国家调整产业结构的背景下，农业的基础地位日益凸显，农业的创新形态也不断涌现。观光农业园将农业生产和旅游活动相结合，是一种新的农村生产经营方式，在发展现代农业生产的同时对维护城乡生态自然环境、引导城乡居民互动融合、传承乡土文化等方面起到了重要作用,并为发展乡村生态经济和生态农业旅游等提供良好的平台。

近年来，全国各地观光农业迅猛发展，观光农业园建设成为农业发展的新模式和新热点，建设规模逐渐扩大，对拓展农业功能与提高农业附加值发挥了重要作用。目前国内专家学者对观光农业园的研究主要集中在观光农业的的景观资源特征、旅游发展模式与产业结构、开发策略等方面，为观光农业园区的规划、建设、运营提供了基础理论指导。在观光农业园快速发展的同时也存在不少问题，主要集中在缺乏科学调研、选址不合理、项目设置雷同、景观缺乏特色、经营管理滞后等方面，这直接影响到园区的示范与带动能力，不利于我国观光农业的发展[1]。

2009年底，“智慧城市”的理念及其解决方案由IBM 公司首先提出，强调运用“智慧技术”协调城市各功能配合运作，辅助城市管理者决策计划，提高城市管理效率等[2]。智慧技术是指将计算机、信息网络、人工智能、云计算等技术集成为一体的综合技术[3]。通过传感器的信息获取，物联网的数据传输，云计算的分析处理，智慧信息平合的管理发布四个信息处理阶段实现[4]。将智慧技术应用于现代观光农业园建设、生产、经营、管理等过程，有利于实现智能化管理和功能整合，进而优化观光农业园构建机制，提高运行效率。

2 智慧化观光农业园框架的构建

智慧化观光农业园综合应用平台的构建，可以通过建立智慧信息系统和观光农业园综合应用平台“智慧化”两个步骤来实现(见图1)。

基于智慧城市理念，构建由信息基础设施、信息共享平台、信息处理中心和信息交互终端组成的观光农业园综合应用平台的智慧信息系统。信息基础设施是智慧信息系统运作的物理平台，由计算机软硬件、互联网系统、通讯集成等硬件模块组成；信息共享平台以大型计算机服务器为基础，对收集的海量数据进行分类、存储和处理；信息处理中心是基于云计算技术的辅助决策平台；信息交互终端是直接面对各类用户的硬件设备和软件界面，也是各类用户进行信息交互的端口[5]。

将智慧信息系统应用于观光农业园建设、生产、经营和管理的全过程。智慧信息系统在信息采集、信息处理、信息交互以及辅助决策方面的优势，对观光农业园建设运营的各个阶段都能提供快速、高效和安全的优化支持作用，从而实现观光农业园综合应用平台的“智慧化”[6]。

智慧化观光农业园综合应用平台基础设施体系由摄影设备、视频设备、PC 设备、定位设备、感应器、控制器、解码器等组成。技术支持系统由:3S技术（RS、GPS、GIS）、通讯技术、传感技术、人工智能技术、多媒体技术、专家系统、无线射频识别技术等组成。

3 智慧技术在佳多琵琶寺生态农林园中的应用

3.1 基地位置与现状

佳多琵琶寺生态农林园位于河南省汤阴县宜沟镇，总用地面积为667 hm2，含琵琶寺、赵窑、香寺、大洼等7个行政村，琵琶寺水库座落于园区的南部[7]。园区地势北高南低，由西北向东南倾斜，地表沟壑纵横，植被稀疏，土壤贫瘠，钙化严重[8]。目前园区已完成土地流转，并进行了部分基础设施建设及前期开发。

3.2 基于分析模拟技术的规划设计过程

观光农业园建设过程中，现状资源的调查及管理至关重要。佳多琵琶寺生态农林园在规划建设之前，组织专家进行规划区资源调查，利用RS技术和GPS技术快速获得准确的信息，在对资源种类及分布情况进行处理后，利用GIS技术建立数据资源库，为园区资源的查询、动态管理及规划建设提供详实的基础数据，确定了园区的土地利用现状（见图2）及旅游资源分布情况（见图3），为科学合理的规划建设提供依据。

在规划设计中利用GIS数据平台准确的获取园区的基础数据资料，通过对地形、高程、坡度、光照、植被、水资源等基础数据的分析处理（见图4），得出规划区域的生态敏感性等级和生态适宜性分析，优化规划区景观格局，合理的进行功能分区及总体规划布局（见图5）。利用园区基础数据建立的可视化数字模型可以预测检验规划设计的合理性和科学性。同时，利用三维建模技术和三维漫游技术将园区相关的景点制作成互动的虚拟现实场景，可以让游客身临其境地感受到虚拟的实地旅游全过程；结合互联网和移动通讯等新型信息技术，将园区现代化设施栽培、智能化数字化管理模式以实景的形式近距离地展示在观光游客面前，通过展示现代化农业高新技术对公众进行科普教育。

3.3 基于实时数据监测处理技术的生产过程

佳多琵琶寺生态农林园在生产过程中利用智慧技术，在“佳多病虫害自动测控系统(ATCSP）”的基础上（见图6），增加完善自动节水灌溉系统（CAIS）、测土测肥配方系统（SFMFS）、智能控制系统（ICS）、智能追踪系统（ITS），构建智能综合生产系统平台。

通过传感器技术、RFID技术、GPS技术以及RS技术实时采集园区气象、土壤和病虫害等数据信息，监测土壤和气象条件的变化，测报病虫害预警，为园区综合信息监测、环境控制以及智能管理提供科学依据；还可以实时查看园区的环境数据、作物生长情况、设备运行状态。

智能控制系统将监测到的数据和信息实时传输到信息平台进行分析处理，利用专家智能决策系统，根据农产品生长的各项指标要求，及时精确地遥控指定生产设备自动开启或者关闭，远程控制节水浇灌、节能增氧、排风、降温等，实现智能化、自动化的农业生产过程[9]。

智能追踪系统能够满足公众对园区产品质量安全的要求。信息采集设备（MEMS 传感器、二维码、RFID、多媒体信息等)可以高度集成产品的信息(特征、生长、环境、管理等)，使公众更容易检查信息，有利于提高产品的市场认可度，提高产品的经济利益。

3.4 基于优化分析决策系统的经营管理过程

在营销过程中，利用公众号和二维码等方式将佳多琵琶寺生态农林园中景点和生产活动的实时信息对公众宣传展示，推送园区的特色项目和活动信息，并能进行预订服务。

管理数据统计系统采用智能物联网设备自动采集数据，精准度高，无需人工进行采集上传，可避免人为操作失误，确保对园区的精细管理。云计算技术的最大优势就是对数据的高效快速处理，通过大数据分析为决策提供依据。报表中心可实时查看、对比园区各区域的环境数据、设备运行数据，可以随时调取各时间节点的数据报表，支持协同办公处理，提高工作效率。

同时，基于互联网技术的自动化办公平台可以及时掌握、分析、决策园区内部生产、经营、管理等方面出现的问题，通过便捷的即时通讯和信息交互技术可以协调各部门之间关系，提高运营效率。

4 结论

随着我国经济的转型升级，传统的农业生产模式已经制约了农村的发展。智慧技术有利于促进农业生产方式的转变，提高生产资源的利用和生产力，为我国现代农业发展提供了新的思路和途径。

以河南佳多琵琶寺生态农林园为例运用智慧技术进行观光农业园建设管理过程中也发现不少问题：智慧技术的理论研究与实践存在差距，与真正的农业环境进行对接还存在难度，实际应用性还有待提高；网络基础设施较差，数据传输速度慢，效率低；信息决策系统的相关技术模型不够成熟，使用率不高；传感技术研究深度和广度有待提高，除监测空气湿度、温度、土壤水分、肥力、水资源等方面信息外，还需要加强对农作物生长信息及其他环境因子的监测；整体资金投入大，回报慢，技术操作难度大，不利于示范推广。

借助物联网技术的快速发展，结合我国观光农业发展的实际情况，针对存在的现实问题，加快信息技术基础设施建设，运用智慧技术来构建“环境可测，生产可控，质量可溯”的观光农业智慧化模式，为我国农业集约、优质、高效、可持续的发展提供有效保障。