科创中国

行业领域

高新技术改造传统产业,工业生产过程控制系统

需求背景

针对坝上地区水资源严重匮乏、科学利用率低下及种植方式传统粗放的现状，聚焦马铃薯规模化种植高效节水技术开发，开展坝上马铃薯灌溉决策模型研究，重点解决马铃薯灌溉水资源严重浪费、水资源有效利用效率低等问题，根本破解坝上限水条件下基于多元信息融合的马铃薯灌溉决策模型构建的卡脖子技术难题，实现高效节水的目的。

需解决的主要技术难题

需解决：

1.以物联网、大数据、移动互联网、云计算在马铃薯种植过程中综合应用为研发主线，以马铃薯灌溉决策模型构建为突破口，以节水增效、水肥优配、提质增产为核心，开展张家口半干旱地区马铃薯种植的突破性研究，重点解决马铃薯灌溉水资源浪费严重、水资源有效利用效率低下等问题。

2.根本破解坝上限水条件下基于多元信息融合的马铃薯灌溉决策模型构建的卡脖子技术难题，实现高效节水、节肥节药，节本增效的效果。

期望实现的主要技术目标

期望实现：

基于物联网设备以及智能农事平台，以作物全生育期水分生产函数为依据，构建1套与平台融合度高的涵盖作物无人机遥感指标、不同品种、不同生育阶段需水量、不同类型土壤水势等多元信息融合的适于马铃薯生长的灌溉决策模型，实现坝上限水条件下，多要素信息融合、多平台兼容的作物需水自动诊断与灌溉软硬件集成的平台搭建，为马铃薯规模化、标准化种植提供重要的自动化灌溉技术保障；为实现智能精准、节约增效、绿色高效的产业发展体系提供技术示范。

1.决策限水灌溉量：亩产量不低于3T条件下，马铃薯全生育时期灌水量控制范围90～120M³/亩。

2.多元数据来源：气象数据（降雨量、光辐射、ET0等）、土壤数据（墒情、土壤养分、土壤容重、田持、PH等）、植株数据（冠层温度、含水量、鲜干重、叶水势等）。

3.决策模型精度：平均相对误差MRE 20%以内，均方根误差RMSE ***以内。

4.墒情控制范围：幼苗期相对含水量：55%-65%；块茎形成期相对含水量：70%-75%；块茎膨大期相对含水量：75%-80%；淀粉积累期相对含水量：55%-60%。实现不同土壤类型下的土壤水势定义。

5.多元信息融合技术：包含数据层、特征层、决策层的数据融合。

需求解析

解析单位：“科创中国”河北科技服务团（河北省数字健康工程学会） 解析时间：2023-08-23

熊鹏

河北大学

理事

综合评价

此需求描述已足够清晰，需解决： 1.以物联网、大数据、移动互联网、云计算在马铃薯种植过程中综合应用为研发主线，以马铃薯灌溉决策模型构建为突破口，以节水增效、水肥优配、提质增产为核心，开展张家口半干旱地区马铃薯种植的突破性研究，重点解决马铃薯灌溉水资源浪费严重、水资源有效利用效率低下等问题。 2.根本破解坝上限水条件下基于多元信息融合的马铃薯灌溉决策模型构建的卡脖子技术难题，实现高效节水、节肥节药，节本增效的效果。期望实现： 基于物联网设备以及智能农事平台，以作物全生育期水分生产函数为依据，构建1套与平台融合度高的涵盖作物无人机遥感指标、不同品种、不同生育阶段需水量、不同类型土壤水势等多元信息融合的适于马铃薯生长的灌溉决策模型，实现坝上限水条件下，多要素信息融合、多平台兼容的作物需水自动诊断与灌溉软硬件集成的平台搭建，为马铃薯规模化、标准化种植提供重要的自动化灌溉技术保障；为实现智能精准、节约增效、绿色高效的产业发展体系提供技术示范。

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