一、基本情况

　　沈阳农业大学是辽宁省唯一一所农业本科院校，国家与地方共建的全国重点大学。自 1982 年辽宁省实行“一二三工程 ”以后，多年来陆续在辽宁省 14个市 30个县（市、区）100余个乡（镇）设立科教基点，建立科教兴农试验示范基地；先后选派 236个科技特派团、600余名科技特派员服务农业生产第一线，选拔52名党员教师担任贫困乡村“第一书记 ”；培训农村经纪人、新型职业农民等各类农业人才 30余万人次。

　　沈阳农业大学信息与电气工程学院是沈阳农业大学农业信息化研究和建设工作主要依托单位，成立于 2003年 9月。学院设有辽宁省智慧农业技术重点实验室、国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心沈阳农业大学分中心、高分辨率对地观测系统辽宁林草资源环境遥感（校企协同）研究应用中心等多个省级科研平台，拥有 1个省级农业科技创新团队（辽宁省农业无人机应用科技创新团队）。学院长期开展信息技术在农业领域的应用研究与研究生培养，在辽宁大田作物、设施农业、黑土地保护、农村信息服务等方面聚集人才、搭建平台、开展研究与应用，形成了综合实力省内领先、部分领域东北一流，且在国内有一定影响力的智慧农业科研基础。

　　二、农业农村信息化基础条件

　　（一） 信息化硬件基础

　　多年来，沈阳农业大学不断加强信息化基础建设。依托获批的多个国家级、省级研究中心，建有科研用房、农业设施和田间基础设施完备的专用实验田 513亩；配有农业大数据中心硬件平台、服务器、工作站、存储系统及植保无人机、自动播种机等各种先进智能化、信息化农机具和仪器设备近 200台/套，总价值逾 500 万元。建立沈阳农业大学海城教学科研基地；该基地于2017 年 4 月投入运行，现有实验用地 700 亩，其中包括现代化温室 7 栋和全人工光型植物工厂。

　　（二）软件平台系统

　　沈阳农业大学高度重视农业信息类软件平台系统开发与运营；依托获批的辽宁省高分应用分中心、农业大数据及人工智能技术，以数据为智能基础，以信息网络为服务平台，以手机等移动设备为交互终端，面向农民提供全方位的技术服务、信息服务，解决农业信息化“最后一公里 ”问题。相继完成了农业大数据服务平台、农村科技信息服务智能交互平台、天空地一体化农情监测平台、智慧果园信息服务平台 、农机/无人机精准作业监管服务平台等多个农业信息化综合服务平台和APP的开发和部署。 目前上述各类系统均已上线运行投入使用，反馈良好。

　　（三）技术支撑团队

　　以沈阳农业大学信息与电气工程学院农业信息化相关科研团队为主体，联合本校农学、园艺、植保、黑土等多学科背景相关教师，组建跨学科农业信息化科研团队。依托陈温福院士、李天来院士在大田、设施领域的研究基础，围绕物联网、人工智能、遥感、农用无人机等技术在大田作物、设施果菜等的应用开展前期研究工作，并取得一定成效。同时，以天空地农情可视化监测、设施环境精准调控、无人机精准作业服务、大数据+APP 等为依托，面向大田作物智慧化生产、设施生产精准管控、黑土地遥感监测、农村信息服务等领域，提供信息化农业生产技术服务，截至目前已有近十年的服务基础。

　　三、 信息技术应用情况

　　（一） 大田作物“天-空-地”立体化农情监测

　　在卫星尺度上，运用多时相高分遥感影像，面向辽宁省内水稻、玉米、花生等大田作物开展种植面积提取、长势分析等相关研究和应用。

　　在无人机田块尺度上，开展基于遥感处方图的水稻无人机精准施肥、施药研究与应用。依托精准农业航空团队，开展水稻养分无人机遥感监测。利用遥感无人机平台获取水稻冠层遥感数据；通过寻找水稻冠层遥感数据与水稻农学参量内在关系，构建包括水稻叶片氮素含量、叶绿素含量等多种农学参量反演模型；在遥感数据反演水稻氮素浓度的基础上，根据水稻临界氮浓度稀释曲线来判断水稻是否缺氮，依据判定结果生成田间精准追肥处方图。在水稻病害遥感监测方面，采用无人机高光谱遥感技术，获取田间水稻冠层光谱影像数据，构建基于空间-光谱病害信息特征的多维度深度学习水稻病害监测模型，检测精度高达 96.22%，并根据建立的多维度深度病害检测模型生成水稻田间病害分布图。

　　（二） 农用无人机精准作业

　　结合水稻养分、病害无人机遥感监测生成的处方图，调控无人机撒播系统，根据追肥处方图实现水稻无人机精准施肥。2016—2021 年，精准农业航空团队累计开展5000 亩次水稻精准施肥应用示范；在产量相同情况下，每亩氮肥用量减少 8.3kg，亩均氮肥用量减少12.6%；经测定，水稻平均亩产660 公斤。该项示范辐射带动面积21000 亩以上，实现了水稻生产提质增效。结合病害无人机遥感处方图，开展1000 亩次无人机精准施药应用示范，为水稻病害精准识别和及时防治提供更有效技术手段。

　　在农用无人机精准作业方法和作业效果评价方面，基地依托的科研团队与辽宁省绿色农业技术中心合作，开展农用无人机精准调控及喷施效果联合验证试验；重点研究农用无人机作业过程中雾滴沉积分布、雾滴粒径、雾滴飘移、防治效果及喷施作业农药利用率等无人机植保作业关键参数，积累大量相关数据。团队以农用无人机精准调控解决方案为技术支撑，自2020年起连续服务辽中区两家农民专业合作社水稻种植，年均作业面积 2500 亩次。

　　（三）设施农业数字化生产

　　沈阳农业大学发挥东北地区设施农业资源优势与区域优势，结合日光温室生产实际情况，因地制宜，通过技术引进与自主研发两种方式，对传统日光温室进行低成本改造。利用网络通信、 自动控制、物联网及软件技术，设计低成本、实用型的日光温室物联网系统；采集温度、湿度、光照等基本参数，利用手动和 自动两种方式启动关闭不同执行结构，控制通风、补光、灌溉施肥等环境控制设备， 自动调控温室内环境，改善设施内微气候；减少病虫害，增加作物产量，实现日光温室集约化。同时，通过建设基于统一数据中心的资源管理系统，减少水、肥、药过量使用，降低管理成本，提高生产效益，推进数字技术在东北设施农业发展中的整合应用。

　　（四） 农业大数据平台与移动端精准科技信息服务

　　目前，已初步建设大田作物田间微环境、冠层影像、光谱、孢子采集等作物生长信息采集地面物联网系统，提供了良好的数据获取基础。地面物联网系统采用NB-IOT、LORA、4G/5G 等无线传输方式，将采集的水稻长势信息数据上传至云平台，与水稻生长模型、无人机遥感数据等进行数据特征级融合；采用数据同化方法分析生成水稻养分、产量预估等水稻长势信息，为水稻智慧化生产的管理决策提供数据支撑。

　　水稻智慧生产精准管控平台集成农机远程监测、农机调度管理、生产数据管理、物联网实时数据存储与展示、无人机遥感数据管理、水稻病虫害模型预警、水稻营养诊断等多种功能。平台基于3层 B/S 架构，采用面向服务的 WebGIS 开发技术，同步实现数据可视化展示和管理，便于用户更加直观浏览查看平台数据，及时了解并管理智慧生产过程。

　　基于手机移动端开发移动交互与智能推送系统，为辽宁半干旱半湿润区雨养玉米、灌溉粳稻规模机械化丰产增效技术集成与示范提供服务。该系统具备智能问答、在线咨询、新闻资讯、供需查询等多种农业科技信息服务功能。通过构建农业专家与农业生产经营交互渠道，快速精准解决基层农业生产技术难题，助力乡村产业振兴。

　　四、 成效分析

　　以水稻无人机精准施肥施药为研究对象，从节本增效角度分析：按水稻种植面积150 万亩、整个生育期防控2 次、共计 300 万亩次计算，本项目可减少用药量 30%，每亩可减少农药成本投入约30 元，每年节本增效达9000万元。以水稻植保无人机精准作业为基础，可扩展至面向其他特色杂粮的飞防作业，实现更广范围的节本增效。同时，还能有效减少农药对土壤、水体等造成的环境污染，具有良好的生态效益。

　　近年来，相继开展了水稻农用无人机施肥施药作业示范。每年以各种形式开展 3 次农用无人机技术培训会，理论讲座和实地实操技术培训累积培训人数超过 100 人次；以农用无人机精准作业解决方案为技术支撑，为两家农民专业合作社提供服务，水稻平均亩产达660 公斤以上。

　　2022 年，团队积极开展无人机水稻病虫害防控及叶面肥喷洒技术服务与示范，重点推广了田块航空影像采集与农用无人机变量喷施技术，有效推动了农用无人机作业的规范化、标准化进程，切实保障了粮食安全，减少了农药使用量，防控了面源污染，服务效果日益显现。

　　五、示范基地亮点

　　促进信息技术与农机农艺相融合是基地的特色和亮点。在充分了解国内外大田、设施、黑土等信息化、智慧化生产发展理论和技术基础上，近年来，基地结合我省当前农业生产管理过程中精准决策与管理的实际情况，与海城市、法库县、盘锦市、浑南区、黑山县、康平县等地区建立良好的校地合作关系；利用信息技术促进县域农业高质量发展，助力乡村振兴，是重要的合作内容之一。建立起具有一定影响力的农业信息化管理服务体系，同时积极配合省内农业信息管理部门在全省范围内开展农业信息化建设项目评估、联合试验等工作。整合现有省内农业信息化领域智力资源、软硬件资源等，突破一批农业信息化关键技术，开展农业信息化技术成果转化，服务我省乡村振兴。