河南科技大学开展了智慧果园管理技术——苹果树冠层光照分布计算与虚拟修剪方法的攻关研究，冠层内部的光照分布计算、冠层枝条修剪决策问题已基本解决。实现指标：构建一个苹果树冠层光照分布预测模型，并建立基于VR的苹果树修剪培训系统。相关研究成果申报专利1项，申报软件著作权1项，在投论文1篇。

该成果针对苹果树剪枝不可逆、初学者少有机会实操难以熟练掌握修剪技术的问题，研究了苹果树冠层光照分布计算与虚拟修剪方法。使用三维扫描设备获取冠层点云数据，建立颜色特征与光照数据的关联关系，通过实测冠层内光照强度值，构建以每层点云颜色特征为输入、以光照强度为输出的预测模型；基于冠层光照分布预测模型，模拟剪枝前后冠层优质光区的变化结果，实现虚拟剪枝指导决策；基于虚拟现实和三维重构技术，完成苹果树模型三维重建与果园虚拟修剪环境构建，以虚拟剪枝指导决策为依据，研究虚拟果树枝条快速修剪方法，搭建果树修剪培训系统，可提高苹果产量，降低农艺培训成本，减少由于不合理修剪造成产量下降的情况出现。

修剪是果园管理的重要环节，合理的冠层树形可提高冠层光能利用率，促进果树生长，实现增产提质。果树修剪技术性强且其不可逆性决定了初学者少有机会实际操作,难以熟练掌握正确的修剪方法。本项目旨在分析传统果树修剪技术的基础上，构建冠层光照分布预测模型，以虚拟剪枝决策方法为修剪依据，引入VR设备，开发交互式虚拟修剪系统。

本项目提出的苹果树冠层光照分布预测模型可揭示冠层内部不同光区的分布情况，研发的交互式虚拟修剪系统可应用于科学地果树修剪培训，优化冠层树形，提高产量，增加果农收入，推动现代农业发展与信息技术的深度融合，提升果园的智慧化管理水平。

项目由河南科技大学农业装备工程学院智慧果园技术研究团队完成，团队成员有讲师师翊、副教授王甲甲、讲师代智光、讲师赵龙、研究生赵辛博、研究生金姗姗。师翊主要从事农业信息化、智慧农业、数字植物等研究；王甲甲主要从事智慧农业、智能农机装备、运动生物力学仿生、仿生机构设计等方向研究；代智光主要从事智慧农业、节水灌溉理论与新技术方向研究；赵龙主要从事智慧农业、农业遥感和水肥一体化等方向研究；赵辛博、金姗姗为河南科技大学农业信息化方向研究生。团队负责人师翊博士负责项目的整体方案制定和系统搭建，团队成员王甲甲副教授负责果树模型重构，代智光博士负责果园试验，赵龙博士负责预测模型搭建，赵辛博负责点云数据获取与处理，金姗姗负责软件开发。

为了研发该成果已投入的各类经费5万元，针对目前系统移植性不高的问题，还需要两年的研制进行改进，再投入经费8万元。项目根据目前果树修剪农艺的学习和推广现状，探索出一套新型的适合果农的果树虚拟修剪系统，该系统能够依据光照分布模型提供科学的修剪决策建议，短期内完成果农、农艺师等修剪技能培训，优化冠层树形，提高产量，增加果农收入，推动现代农业发展与信息技术的深度融合。项目的研发和应用在生产技术上提升我国果业生产管理水平，增强果业生产智慧化程度；降低农艺培训与推广成本，节约生产时间，促进果农就业，加快农业现代化和城镇化进程。项目的实施，为农业信息化、智能化产业培养一批重要的技术骨干，成为新时代下支撑智慧农业发展的中坚力量。

成果转化以技术咨询的形式进行，希望找到规模化农业生产的公司进行合作。