科创中国

行业领域

高端装备制造产业,水利、环境和公共设施管理业,智能制造装备产业,水利管理业,生态保护和环境治理业

需求背景

宁夏正禹工程技术有限公司（以下简称“正禹工程”）成立于2012年，总部位于宁夏银川市。公司隶属于宁夏国资运营集团，是一家专注于水利工程质量检测和技术服务的高新技术企业。正禹工程致力于为水利工程提供全面的技术支持和解决方案，涵盖工程质量检测、技术咨询、工程管理等多个领域。公司拥有一支高素质的专业团队，具备丰富的工程实践经验和技术研发能力。

随着农业现代化的发展，精准农业技术在提高作物产量和质量、节约资源、保护环境等方面发挥着越来越重要的作用。低空遥感技术作为精准农业的重要手段，能够提供高分辨率的农田信息，为作物生长监测和管理提供科学依据。为了进一步提升农业生产的智能化水平，正禹工程决定开展“联合低空遥感技术的作物智能水肥调控技术研究与应用研究”项目。该项目旨在通过低空遥感技术和人工智能算法的结合，实现作物生长参数的精准监测和智能化水肥调控，提升农业生产效率和资源利用率。

需解决的主要技术难题

1. 作物分割算法的研究：低空遥感影像中包含大量的背景信息，如杂草、土壤等，这些信息会影响作物参数的准确反演。如何利用卷积神经网络（CNN）技术，开发高效的作物分割算法，准确区分作物与背景，是项目需要解决的关键技术难题之一。

2. 植被指数的精准提取：植被指数（如NDVI、EVI、NDWI）是反映作物生长状况的重要指标。如何从低空遥感影像中精准提取这些植被指数，并确保其准确性和稳定性，是项目需要解决的重要技术难题。

3. 田间水肥参数的快速反演：利用生成对抗网络（GAN）等人工智能算法，实现田间含水量、氮磷钾等主要作物生长参数的快速反演，是项目的核心技术难题。如何提高反演模型的精度和效率，确保反演结果的可靠性，是项目需要重点解决的问题。

智能水肥调控系统的集成与应用：将低空遥感获取的田间水肥数据与自动水肥调控系统结合，实现智能化的水肥管理，是项目的应用目标。如何设计和实现一个高效、稳定、可扩展的智能水肥调控系统，并在实际农田中进行应用示范，是项目需要解决的技术难题。

期望实现的主要技术目标

1. 开发高效的作物分割算法：结合卷积神经网络技术，开发高效的作物分割算法，准确区分作物与背景，提高作物参数反演的准确性。

2. 实现植被指数的精准提取：从低空遥感影像中精准提取归一化植被指数（NDVI）、增强植被指数（EVI）、归一化水指数（NDWI）等主要影像特征，为作物生长监测提供科学依据。

3. 提高田间水肥参数反演精度：利用生成对抗网络等人工智能算法，实现田间含水量、氮磷钾等主要作物生长参数的快速反演，提高反演模型的精度和效率。

集成智能水肥调控系统：将低空遥感获取的田间水肥数据与自动水肥调控系统结合，设计并实现一个高效、稳定、可扩展的智能水肥调控系统，并在研究区域进行应用示范，提升农业生产的智能化水平。

需求解析

解析单位：“科创中国”高端装备制造业智能转型产业科技服务团（中国空间科学学会） 解析时间：2024-10-09

王诗文

桂林信息科技学院

服务团专家

综合评价

此需求描述足够清晰以便专家进行需求跟进。需求明确指出了技术难题和目标，包括作物分割算法、植被指数提取、田间水肥参数反演和智能水肥调控系统集成等方面。这些需求对精准农业产业发展具有重大意义，有助于提升农业生产的智能化水平，提高作物产量和质量，节约资源和保护环境。由于涉及多个技术领域，可能需要跨行业专家共同解决，例如遥感领域专家、人工智能算法专家和农业工程专家等。技术对接方案框架可包括：首先建立多领域专家团队，对低空遥感影像数据进行收集和预处理；然后由人工智能专家研发作物分割算法、植被指数提取和田间水肥参数反演模型；最后由农业工程专家与其他专家合作将模型与智能水肥调控系统集成并进行应用示范。

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