吳才聰 方向明

摘要： 農(nóng)機(jī)精確導(dǎo)航技術(shù)正在中國(guó)大田種植領(lǐng)域規(guī)?；瘧?yīng)用，但農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)管理技術(shù)的應(yīng)用仍進(jìn)展緩慢，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、裝備與服務(wù)體系尚未完成構(gòu)建，節(jié)本增效和節(jié)能環(huán)保等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)仍缺乏技術(shù)手段。隨著物質(zhì)、能量和信息三要素的不斷融合，智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)呼之欲出，將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供安全、高效和科學(xué)的解決方案?；谥悄苻r(nóng)機(jī)系統(tǒng)的特點(diǎn)、中國(guó)農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)的特征及農(nóng)業(yè)財(cái)政補(bǔ)貼的現(xiàn)狀，本研究以節(jié)本增效和節(jié)能環(huán)保為主要目標(biāo)，圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織、農(nóng)機(jī)服務(wù)組織和農(nóng)業(yè)主管部門等農(nóng)機(jī)生產(chǎn)作業(yè)的核心參與者，融合農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)和農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)化服務(wù)，建立了中國(guó)農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)體系。該體系預(yù)期可精確監(jiān)測(cè)農(nóng)機(jī)作業(yè)面積和肥藥施用量等基本作業(yè)參數(shù)，可作為社會(huì)化服務(wù)結(jié)算和作業(yè)補(bǔ)助發(fā)放的精準(zhǔn)依據(jù)。本研究為實(shí)現(xiàn)肥藥雙減等目標(biāo)、幫助國(guó)家有關(guān)農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼政策調(diào)整和促進(jìn)中國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的全面應(yīng)用提供了解決思路和技術(shù)手段。

關(guān)鍵詞： 北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng);大田作物;智慧農(nóng)業(yè);社會(huì)化服務(wù);精準(zhǔn)服務(wù)

中圖分類號(hào)： F325 文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A 文章編號(hào)： 201911-SA001

引文格式：吳才聰， 方向明. 基于北斗系統(tǒng)的大田智慧農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)服務(wù)體系構(gòu)建[J]. 智慧農(nóng)業(yè)， 2019，1（4）： 83-90.

1 引言

從美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展歷程來看，順序發(fā)展農(nóng)機(jī)精確導(dǎo)航、農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)管理的脈絡(luò)較為清晰，與此同時(shí)發(fā)展社會(huì)化和專業(yè)化的精準(zhǔn)服務(wù)，以此形成較為完備的大田精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、裝備和服務(wù)體系[1-3]。近年來，中國(guó)同樣以農(nóng)機(jī)精確導(dǎo)航為切入點(diǎn)，發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、裝備和服務(wù)體系[4]。

隨著物質(zhì)、能量和信息三要素的不斷融合[5]，以節(jié)本增效和節(jié)能環(huán)保為目標(biāo)的智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)呼之欲出，將為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供安全、高效和科學(xué)的解決方案[6，7]。特別是隨著人類智慧不斷融入智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)，農(nóng)機(jī)裝備將迎來一場(chǎng)變革，其應(yīng)用模式和商業(yè)模式也將迎來一場(chǎng)革命[8，9]。

當(dāng)前中國(guó)有關(guān)機(jī)構(gòu)已建設(shè)數(shù)量眾多的農(nóng)機(jī)位置服務(wù)平臺(tái)，如深松作業(yè)監(jiān)測(cè)平臺(tái)、農(nóng)機(jī)管理調(diào)度平臺(tái)[10]、農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)[11]等。這些平臺(tái)滿足了一定的應(yīng)用需求，如作業(yè)面積計(jì)量、作業(yè)補(bǔ)貼發(fā)放和遠(yuǎn)程運(yùn)行維護(hù)等，但存在平臺(tái)重復(fù)建設(shè)、運(yùn)行效益低下、未能解決節(jié)本增效和節(jié)能環(huán)保等問題。如何構(gòu)建一個(gè)服務(wù)于農(nóng)民科學(xué)種田、政府補(bǔ)貼發(fā)放和促進(jìn)節(jié)能環(huán)保的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)服務(wù)體系，顯得異常必要和緊迫。

在智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)的快速發(fā)展及其社會(huì)化與專業(yè)化服務(wù)的發(fā)展趨勢(shì)下，本研究提出基于北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（北斗系統(tǒng)）構(gòu)建大田智慧農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)服務(wù)體系，在精確導(dǎo)航的基礎(chǔ)上，發(fā)展精準(zhǔn)作業(yè)和精細(xì)管理，形成較為完備的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)、裝備和服務(wù)體系，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、增加農(nóng)民收入和促進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展，為國(guó)家農(nóng)業(yè)財(cái)政補(bǔ)貼發(fā)放和肥藥減施監(jiān)測(cè)與補(bǔ)助等提供可靠的技術(shù)手段。

2 北斗系統(tǒng)概況

北斗系統(tǒng)是中國(guó)著眼于國(guó)家安全和經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（Global Satellite Navigation System，GNSS），是為全球用戶提供全天候、全天時(shí)、高精度的定位、導(dǎo)航和授時(shí)服務(wù)的國(guó)家重要空間基礎(chǔ)設(shè)施。2012年年底，中國(guó)建成北斗二號(hào)系統(tǒng)，向亞太地區(qū)提供服務(wù)，并計(jì)劃在2020年前后，建成北斗全球系統(tǒng)，向全球提供服務(wù)。2035年前還將建設(shè)完善更加泛在、更加融合、更加智能的綜合時(shí)空體系[12-15]。

北斗系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成?？臻g段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星三種軌道衛(wèi)星組成混合導(dǎo)航星座。地面段包括主控站、時(shí)間同步/注入站和監(jiān)測(cè)站等若干地面站。用戶段包括北斗兼容其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的芯片、模塊、天線等基礎(chǔ)產(chǎn)品，以及終端產(chǎn)品、應(yīng)用系統(tǒng)與應(yīng)用服務(wù)等。

隨著北斗系統(tǒng)建設(shè)和服務(wù)能力的發(fā)展，相關(guān)產(chǎn)品已廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、海洋漁業(yè)、水文監(jiān)測(cè)、氣象預(yù)報(bào)、測(cè)繪地理信息、森林防火、通信時(shí)統(tǒng)、電力調(diào)度、救災(zāi)減災(zāi)、應(yīng)急搜救等領(lǐng)域，逐步滲透到人類社會(huì)生產(chǎn)和人們生活的方方面面，為全球經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展注入新的活力。

2013年4月，在北斗二號(hào)系統(tǒng)建成并開始提供區(qū)域服務(wù)之際，為促進(jìn)中國(guó)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備發(fā)展和北斗系統(tǒng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用，財(cái)政部、農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在國(guó)家農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼目錄中，增加“精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)設(shè)備”小類，對(duì)“農(nóng)業(yè)用北斗終端（含漁船用）”進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼[4]。該補(bǔ)貼政策的實(shí)施，促進(jìn)了一批衛(wèi)星導(dǎo)航企業(yè)和農(nóng)機(jī)主機(jī)企業(yè)研制北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)，形成了良好的技術(shù)和市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)格局。截止到2019年9月，據(jù)作者初步統(tǒng)計(jì)，北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)已累計(jì)推廣近3萬臺(tái)（套）。

3 北斗系統(tǒng)農(nóng)業(yè)應(yīng)用概況

當(dāng)前，北斗系統(tǒng)在中國(guó)農(nóng)機(jī)化領(lǐng)域中的規(guī)?；瘧?yīng)用主要體現(xiàn)在3個(gè)方面：農(nóng)機(jī)精確導(dǎo)航、農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)管理。

3.1 農(nóng)機(jī)精確導(dǎo)航應(yīng)用

農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛導(dǎo)航技術(shù)可以降低勞動(dòng)力成本，緩解高技能勞動(dòng)力的不足，同時(shí)可以提高作業(yè)質(zhì)量（例如棉花播種作業(yè)對(duì)行精度優(yōu)于±2.5cm）、提高土地利用率和延長(zhǎng)作業(yè)時(shí)間[16-18]。在東北、西北和華北等種植區(qū)，該技術(shù)得到了規(guī)?；膽?yīng)用推廣（圖1）。當(dāng)前，由于安裝、調(diào)試和維護(hù)更為簡(jiǎn)便，方向盤式自動(dòng)駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)的應(yīng)用日益普遍。

（a） 播種作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)

（b） 精確播種的棉花

3.2 農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)應(yīng)用

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的核心思想是按需精確投入水、種、肥、藥等生產(chǎn)資料，在實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效的同時(shí)，盡可能地減輕環(huán)境污染，實(shí)現(xiàn)節(jié)能環(huán)保[19，20]?？偟膩碚f，中國(guó)尚未規(guī)?；赝茝V應(yīng)用變量播種[21，22]、變量施肥[23]、變量施藥等精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)和裝備。

近年來，無人機(jī)植保發(fā)展迅速，在眾多化學(xué)防治病蟲草害應(yīng)用中，滿足了對(duì)施藥的效果、效率、安全和環(huán)保要求[24-26]。截至2018年底，中國(guó)已有登記3.15萬架農(nóng)用無人機(jī)投入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，作業(yè)面積達(dá)2.67億畝次[27]。植保作業(yè)對(duì)象幾乎覆蓋了全部糧食作物和各種經(jīng)濟(jì)作物。高精度GNSS差分導(dǎo)航定位技術(shù)的應(yīng)用[28，29]，使得植保無人機(jī)的操縱更為簡(jiǎn)單，可以實(shí)現(xiàn)全自主飛行和作業(yè)，還可以根據(jù)地形和作物的具體情況，進(jìn)行仿地飛行和定高飛行[27]。

此外，基于RTK-GNSS高精度導(dǎo)航定位的無人機(jī)遙感監(jiān)測(cè)技術(shù)，也得到了一定的應(yīng)用，在作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)（圖2）和病蟲害診斷等方面，取得了一定的應(yīng)用實(shí)效[30-32]。

3.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)管理應(yīng)用

基于混合數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理與決策服務(wù)具有廣闊的應(yīng)用前景[3]，但中國(guó)當(dāng)前主流應(yīng)用是農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管。

3.3.1 面向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織的農(nóng)機(jī)作業(yè)監(jiān)管應(yīng)用

隨著農(nóng)業(yè)合作社、農(nóng)機(jī)合作社的不斷發(fā)展壯大，利用空間信息技術(shù)進(jìn)行資源、計(jì)劃和生產(chǎn)管理越來越普遍[33，34]。例如，在采棉機(jī)上安裝北斗定位與作業(yè)監(jiān)測(cè)終端，機(jī)采棉公司可以實(shí)現(xiàn)作業(yè)計(jì)劃、進(jìn)度統(tǒng)計(jì)、保養(yǎng)記錄、管理調(diào)度等功能，顯著地提高了企業(yè)的管理效率，達(dá)到了良好的節(jié)本增效目的[35]。

3.3.2 面向主機(jī)企業(yè)的農(nóng)機(jī)遠(yuǎn)程運(yùn)維應(yīng)用

基于農(nóng)業(yè)機(jī)械的實(shí)時(shí)位置、工作狀況和作業(yè)狀況等信息，建立農(nóng)機(jī)位置服務(wù)平臺(tái)，可以提高作業(yè)計(jì)量、資產(chǎn)管理、作業(yè)調(diào)度和維修保養(yǎng)等工作效率，降低管理服務(wù)成本。當(dāng)前，面向主機(jī)企業(yè)的農(nóng)機(jī)位置服務(wù)平臺(tái)已得到一定程度的應(yīng)用，例如雷沃阿波斯的智慧農(nóng)業(yè)解決方案iFarming[11]。

3.3.3 面向主管部門的農(nóng)機(jī)化管理應(yīng)用

典型的面向主管部門的農(nóng)機(jī)化管理應(yīng)用主要包括：農(nóng)機(jī)購(gòu)置補(bǔ)貼“三合一”試點(diǎn)要求輪式拖拉機(jī)、自走輪式谷物聯(lián)合收割機(jī)安裝衛(wèi)星定位終端[36]，對(duì)補(bǔ)貼機(jī)具進(jìn)行跟蹤管理;江西省農(nóng)機(jī)局要求補(bǔ)貼額1萬元及以上的大中型機(jī)具必須配備衛(wèi)星定位裝置;各省市農(nóng)機(jī)深松作業(yè)監(jiān)管應(yīng)用和秸稈還田作業(yè)監(jiān)管應(yīng)用等。

4 農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)體系

大田智慧農(nóng)業(yè)的農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)體系的構(gòu)建，是在以物質(zhì)裝備為核心要素的農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)基礎(chǔ)上，發(fā)展以“智能裝備+信息知識(shí)”為核心要素的農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)服務(wù)[7]。由于中國(guó)的農(nóng)機(jī)作業(yè)本就以農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)為主，在此基礎(chǔ)上發(fā)展農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)服務(wù)具有較好的先天優(yōu)勢(shì)。

4.1 農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)

中國(guó)政府持續(xù)鼓勵(lì)土地流轉(zhuǎn)，支持建設(shè)農(nóng)業(yè)專業(yè)合作社，引導(dǎo)集約化和規(guī)?；a(chǎn)[37]。部分合作社經(jīng)營(yíng)的土地規(guī)模達(dá)到甚至超過了美國(guó)家庭農(nóng)場(chǎng)的土地規(guī)模。但由于難以連片流轉(zhuǎn)，土地仍然比較分散，致使合作社無法像美國(guó)家庭農(nóng)場(chǎng)那樣選用效率高、數(shù)量少的大型農(nóng)機(jī)裝備，只能使用數(shù)量眾多的中小型農(nóng)機(jī)裝備。為了提高農(nóng)機(jī)作業(yè)效率和人員管理效率，發(fā)展農(nóng)機(jī)服務(wù)專業(yè)合作社是必然選擇。在完成土地成片流轉(zhuǎn)之前，農(nóng)機(jī)合作社為農(nóng)業(yè)合作社和小農(nóng)戶提供農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)將是一種常態(tài)。

4.2 農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)服務(wù)

智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備在智能裝備的基礎(chǔ)上融入了信息知識(shí)，普通農(nóng)民往往難以直接領(lǐng)悟和全面接受與應(yīng)用[4]。例如，大田作物的肥料使用往往包括底肥和追肥，為此需要開展田間土壤取樣和養(yǎng)分分析，以及作物長(zhǎng)勢(shì)監(jiān)測(cè)與營(yíng)養(yǎng)診斷。以上專業(yè)化的技術(shù)和知識(shí)難以為普通農(nóng)民所熟練掌握和應(yīng)用，即使能夠掌握也無法體現(xiàn)規(guī)模效益。因而，在發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備的同時(shí)，應(yīng)大力發(fā)展社會(huì)化的精準(zhǔn)作業(yè)服務(wù)，使智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)落地生根和產(chǎn)生效益。

美國(guó)普渡大學(xué)（Purdue University）開展的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)經(jīng)銷商調(diào)查結(jié)果也充分反映了美國(guó)精準(zhǔn)服務(wù)（Precision Service）蓬勃發(fā)展的現(xiàn)狀和趨勢(shì)。調(diào)查表明，與2017年相比，2019年的網(wǎng)格/區(qū)域土壤采樣、衛(wèi)星和無人機(jī)成像、產(chǎn)量測(cè)圖等感知技術(shù)服務(wù)，均呈現(xiàn)上升趨勢(shì)。例如，網(wǎng)格和區(qū)域土壤采樣經(jīng)過10多年的發(fā)展，從只有大約一半的經(jīng)銷商提供服務(wù)，發(fā)展到2015年的67%和2017的82%，到2019年的89%。10年前，約一半的經(jīng)銷商提供變量施肥應(yīng)用，2015年提高到69%，2017年提高至81%，2019年是88%。另外，90%的經(jīng)銷商使用自動(dòng)導(dǎo)航和3/4的經(jīng)銷商提供基于GPS驅(qū)動(dòng)噴桿/噴嘴控制的噴霧器[3]。

4.3 社會(huì)化與精準(zhǔn)化服務(wù)融合發(fā)展

4.3.1 發(fā)展目標(biāo)

國(guó)家農(nóng)業(yè)支持政策是農(nóng)業(yè)發(fā)展的基石[38]。縱觀發(fā)達(dá)國(guó)家的農(nóng)業(yè)政策發(fā)展歷程，均根據(jù)當(dāng)時(shí)的國(guó)內(nèi)與國(guó)際的實(shí)際現(xiàn)狀，進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化。因而，農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)體系應(yīng)緊跟國(guó)家農(nóng)業(yè)政策，著重支持農(nóng)民實(shí)現(xiàn)節(jié)本增效，支持政府惠民措施與節(jié)能環(huán)保要求的落實(shí)。因此，農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)體系應(yīng)服務(wù)于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)力、提高農(nóng)產(chǎn)品國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力、增加農(nóng)民收入和服務(wù)于農(nóng)業(yè)農(nóng)村可持續(xù)發(fā)展，始終與國(guó)家農(nóng)業(yè)政策的供給目標(biāo)、收入目標(biāo)、環(huán)境目標(biāo)和社會(huì)目標(biāo)相一致。

4.3.2 發(fā)展要點(diǎn)

農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)體系構(gòu)建的要點(diǎn)是瞄準(zhǔn)如何提高農(nóng)民生產(chǎn)收益、促進(jìn)農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)、落實(shí)政府惠民補(bǔ)助和相關(guān)監(jiān)管要求。在某些方面（如肥藥減施），農(nóng)民的目標(biāo)與政府的目標(biāo)往往存在差異甚至矛盾，要推動(dòng)相關(guān)措施的施行，就需要政府給予農(nóng)民相應(yīng)的技術(shù)支持或財(cái)政補(bǔ)貼，使二者相向而行。

當(dāng)前，基于深松監(jiān)測(cè)系統(tǒng)等數(shù)據(jù)，政府可以根據(jù)作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)面積向農(nóng)民精準(zhǔn)地發(fā)放作業(yè)補(bǔ)貼，但這種技術(shù)手段仍屬于誠(chéng)信監(jiān)管層面，并沒有實(shí)質(zhì)性地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科技含量，肥藥雙減等重要目標(biāo)仍然難以有效推進(jìn)。鑒于此，本研究提出基于北斗系統(tǒng)提供的精確時(shí)間與位置，結(jié)合肥藥變量控制器及其流量監(jiān)測(cè)傳感器，準(zhǔn)確記錄肥藥施用量，政府據(jù)此給予達(dá)到目標(biāo)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織和農(nóng)機(jī)服務(wù)組織相應(yīng)的財(cái)政補(bǔ)貼，并以此引導(dǎo)農(nóng)民積極采用肥藥雙減措施，推動(dòng)相應(yīng)技術(shù)裝備的發(fā)展與應(yīng)用。

4.3.3 體系結(jié)構(gòu)

農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)體系的核心成員是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織、農(nóng)機(jī)服務(wù)組織、相關(guān)農(nóng)業(yè)主管部門以及第三方數(shù)據(jù)管理服務(wù)組織，農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)平臺(tái)供應(yīng)商、農(nóng)機(jī)制造商和信息服務(wù)商要為精準(zhǔn)服務(wù)的實(shí)現(xiàn)提供智能農(nóng)機(jī)技術(shù)、裝備與平臺(tái)（圖3）。由此可見，該體系是一個(gè)復(fù)雜而完整的生態(tài)系統(tǒng)。

圖3中，農(nóng)機(jī)服務(wù)組織（供給側(cè)）根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織（需求側(cè)）的生產(chǎn)作業(yè)需求，基于農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)平臺(tái)，利用智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)開展精準(zhǔn)作業(yè)服務(wù)，并在農(nóng)機(jī)生產(chǎn)作業(yè)過程中，對(duì)作業(yè)質(zhì)量和肥藥用量等進(jìn)行精準(zhǔn)控制和監(jiān)測(cè)，將作業(yè)軌跡和作業(yè)數(shù)據(jù)回傳至農(nóng)業(yè)主管部門指定的第三方數(shù)據(jù)管理服務(wù)組織。針對(duì)肥藥減施、深松監(jiān)測(cè)、秸稈還田和免耕作業(yè)等具有節(jié)能環(huán)保效益的生產(chǎn)作業(yè)，有關(guān)農(nóng)業(yè)主管部門可以套餐形式，給予達(dá)到作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織相應(yīng)的財(cái)政補(bǔ)貼，以通過成本補(bǔ)償和效益激勵(lì)，引導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織和農(nóng)機(jī)服務(wù)組織采用先進(jìn)技術(shù)開展社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)，從而達(dá)到節(jié)本增效與節(jié)能環(huán)保等目的。

總而言之，農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)體系的設(shè)計(jì)應(yīng)兼顧技術(shù)模式、應(yīng)用模式和商業(yè)模式，應(yīng)使得技術(shù)運(yùn)用實(shí)現(xiàn)閉環(huán)、核心成員實(shí)現(xiàn)共贏、行業(yè)效益得到提升，真正體現(xiàn)科學(xué)技術(shù)的第一生產(chǎn)力作用。

4.3.4 關(guān)鍵技術(shù)設(shè)計(jì)

農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)體系的構(gòu)建，主要包括以下主要關(guān)鍵技術(shù)。

（1）農(nóng)機(jī)智能網(wǎng)關(guān)技術(shù)，用于現(xiàn)場(chǎng)數(shù)據(jù)采集和傳輸。該網(wǎng)關(guān)應(yīng)基于ISO 11783協(xié)議，具備高精度GNSS定位、主機(jī)工況數(shù)據(jù)采集、機(jī)具作業(yè)數(shù)據(jù)采集、圖像或視頻信息采集和移動(dòng)通信等功能，能夠向數(shù)據(jù)的所有者、需求方或監(jiān)管方提供數(shù)據(jù)定向傳輸服務(wù)。通過應(yīng)用該技術(shù)，達(dá)到僅用一個(gè)智能網(wǎng)關(guān)實(shí)現(xiàn)主機(jī)及機(jī)具全部數(shù)據(jù)遠(yuǎn)程采集的目標(biāo)。

（2）肥藥變量控制與計(jì)量技術(shù)，用于實(shí)現(xiàn)和監(jiān)督肥藥雙減、作業(yè)質(zhì)量等。該技術(shù)基于流量控制工作原理，根據(jù)作業(yè)處方圖，進(jìn)行肥藥精準(zhǔn)變量施用，并將施用量通過計(jì)量傳感器和智能網(wǎng)關(guān)回傳至指定的數(shù)據(jù)平臺(tái)。作業(yè)處方圖制作的前提是掌握土壤養(yǎng)分、作物長(zhǎng)勢(shì)和病蟲害等空間分布，并基于相應(yīng)的決策系統(tǒng)進(jìn)行肥藥選擇和確定其空間分配。

（3）數(shù)據(jù)管理服務(wù)技術(shù)，用于作業(yè)數(shù)據(jù)的管理與服務(wù)。數(shù)據(jù)管理服務(wù)系統(tǒng)由政府指定的第三方建設(shè)和維護(hù)，實(shí)現(xiàn)原始作業(yè)數(shù)據(jù)管理和作業(yè)量的精準(zhǔn)統(tǒng)計(jì)與校驗(yàn)，配合政府進(jìn)行作業(yè)抽檢，為肥藥減施等目標(biāo)規(guī)劃和技術(shù)指標(biāo)的制訂提供數(shù)據(jù)分析與支持服務(wù)。其中，大數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)是數(shù)據(jù)管理服務(wù)的重要支撐，應(yīng)通過大數(shù)據(jù)分析，及時(shí)、全面、準(zhǔn)確地評(píng)估當(dāng)前現(xiàn)狀、區(qū)域差異和規(guī)劃下一階段目標(biāo)與指標(biāo)。

（4）專業(yè)應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)技術(shù)，用于為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織、農(nóng)機(jī)服務(wù)組織和農(nóng)機(jī)制造商等提供平臺(tái)服務(wù)，輔助操作手更好地運(yùn)用智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)，應(yīng)具備資源管理、生產(chǎn)決策、作業(yè)計(jì)劃、作業(yè)調(diào)度、作業(yè)監(jiān)測(cè)和作業(yè)統(tǒng)計(jì)等功能。應(yīng)用服務(wù)平臺(tái)應(yīng)能兼容不同的智能農(nóng)機(jī)系統(tǒng)，為農(nóng)機(jī)服務(wù)組織提供全面的生產(chǎn)管理服務(wù)。

4.3.5 體系作用

農(nóng)機(jī)社會(huì)化構(gòu)建可起到如下作用：

（1）可作為農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)結(jié)算和政府的農(nóng)機(jī)作業(yè)補(bǔ)助發(fā)放的精準(zhǔn)依據(jù)，并可通過系統(tǒng)整合，解決當(dāng)前信息化系統(tǒng)林立，數(shù)據(jù)不共享，且效率低下的問題。

（2）有利于國(guó)家調(diào)整有關(guān)農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼政策。例如，購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼在農(nóng)機(jī)化過程中起到了至關(guān)重要的推動(dòng)作用，但其弊端也日漸顯著，建立精準(zhǔn)服務(wù)體系將有利于補(bǔ)貼政策從購(gòu)機(jī)補(bǔ)貼向作業(yè)補(bǔ)貼過渡。

（3）有利于促進(jìn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的全面應(yīng)用。以肥藥等農(nóng)資的實(shí)際使用作為監(jiān)管和補(bǔ)助的依據(jù)，既可以落實(shí)肥藥雙減等重要目標(biāo)，同時(shí)又起到了推廣精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)裝備的作用。

5 結(jié)論

農(nóng)機(jī)精確導(dǎo)航技術(shù)正在中國(guó)大田種植領(lǐng)域得到規(guī)模化應(yīng)用，但農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)管理技術(shù)的應(yīng)用仍進(jìn)展緩慢，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)服務(wù)體系尚未完成構(gòu)建，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的節(jié)本增效和節(jié)能環(huán)保等主要目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)仍缺乏科學(xué)的技術(shù)手段。

本研究提出以節(jié)本增效和節(jié)能環(huán)保為主要目標(biāo)，融合農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)和農(nóng)機(jī)精準(zhǔn)化服務(wù)，發(fā)展中國(guó)農(nóng)機(jī)社會(huì)化精準(zhǔn)服務(wù)體系，在詳細(xì)介紹了北斗系統(tǒng)及在農(nóng)業(yè)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，重點(diǎn)闡述了農(nóng)機(jī)社會(huì)化服務(wù)體系的發(fā)展目標(biāo)、發(fā)展要點(diǎn)、體系結(jié)構(gòu)和體系作用。該體系是一個(gè)復(fù)雜而完整的生態(tài)系統(tǒng)，核心成員各司其職，以合作共贏的方式，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的推廣應(yīng)用。

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