数字果园与智慧灌溉团队
智慧灌溉数字平台
本文来自农业品牌联盟，作者/盟主。
数字化时代，人工智能、区块链、数字孪生、物联网等技术蓬勃发展，持续促进经济社会生产、生活和治理方式变革，成为重组全球要素资源、重塑全球结构、重构全球竞争格局的关键力量。
利用数字孪生技术将农业管理以可视化方式呈现，更有利于数据的分析、农村经营服务、加快管理服务和现代化的发展。
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数字孪生技术的应用
数字果园与智慧灌溉团队
智慧灌溉数字平台
1.生产环节模拟优化
数字孪生技术可以实现农业生产环节的模拟和优化。通过构建数字孪生模型，可以对农田土壤、气候、作物生长等因素进行精准模拟，帮助农民科学地制定种植方案和农业管理策略。关键的农作物生长数据，都会以数据模型的形式被存储和处理，同时数字孪生模型可以对种植环境进行优化，根据实时画面，进行合理灌溉水量、施肥量等操作，最大程度减少资源浪费和环境污染，并且能够轻松地识别并解决设备故障。
2.GPS信息定位
精准的GPS定位可以根据监测需求，提供实时观测传感影像，自动化判别监测农田的建设情况、农村的工程建设进度，同时可以有效的监测到违规违法违建情况并及时取证。
3.机器人帮助收获
农业机器人已经成为智慧农业中越来越重要的一部分。数字孪生技术可以帮助机器人更好地识别和处理作物。例如，通过创建数以万计的图像和红外光谱的数字孪生模型，机器人可以更好地识别病虫害和作物成熟度，并在农民的指导下进行自动化收获。
4.可视化三维监事
利用虚拟技术对农场环境、显示传感、设备、农作物进行数字孪生模拟建模，利用智能交互将真实世界在数字世界当中搭建起同样的画面内容，可以直接通过屏幕看到农场的各项状态，比如设备勘测、农作物勘测、设备控制等，都可以在数字孪生系统当中进行操控。这种模式的管理在大型农业当中广泛应用，对产品源的追溯，可通过定位来实现生产和物流监控，建立起一条安全的产业链，改变传统的农业管理模式，打造全新的虚拟技术现实应用。
5.卫星智能预测天气
农业管理当中天气情况最重要的指标，通过数字孪生技术中的气象模型，农民可以利用模型预测未来天气状况，精准预报可以提前预防自然灾害，减少对农业的影响，精准对接出农业对气象的需求。
6.食品安全和可追溯性
数字孪生技术可以促进农产品的溯源管理和质量追溯。在智慧农场中，通过给每株农作物配备传感器，可以实时监测农作物的生长状态和环境条件。这些数据可以与数字孪生模型进行对比分析，用于农产品的溯源管理。消费者可以通过扫描产品上的二维码，查看农作物从种植到采摘、加工到销售的全过程，确保产品的质量和安全。
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数字孪生技术农业领域案例
数字孪生技术在农田管理方面的应用呈现出巨大潜力。通过建立农田的数字孪生模型，农民可以实时监测土壤温湿度、养分含量等关键参数，并对农田进行精细化管理。例如，美国康奈尔大学研究员利用数字孪生技术开发了一个智能农田管理系统，通过特殊传感器实时监测土壤的生态状态，并通过与虚拟模型的对比进行优化决策，提高农田的利用效率和产量。
中国农业科学院示范园
中国农业科学院智慧农业示范园利用数字孪生技术对农业生产过程进行数字化建模和仿真，实现对农业生产过程的全面监测和控制。通过数字孪生技术，示范园可以实时监测土壤养分、温湿度等各种参数的变化，对生产环境进行优化和调整，提高作物生长效率和品质。同时，示范园还可以利用数字孪生技术对农业生产过程进行可视化展示，帮助农业生产者更加直观地了解生产过程中的变化和趋势，从而制定更加科学、合理的生产计划和策略。
美国农业科技公司
美国农业科技公司Blue River Technology研发了一种基于数字孪生技术的智能农业机器人“See and Spray”系统，可以实现对作物的精准识别和定位，并根据作物的生长状态和需求进行精准施药。该系统采用高精度的摄像头和传感器，通过对作物生长过程中的各种参数进行实时监测和反馈，可以精准识别和定位作物，从而实现对作物的精准施药，减少药物的使用量和对环境的影响。
数字孪生技术与智慧农业的融合正在改变农业生产的方式，提高农业生产效率，降低生产成本。未来，随着科技的不断发展，数字孪生技术将在智慧农业中发挥更大的作用，实现农业生产的智能化、精细化和可持续化。同时，智慧农业也将为数字孪生技术的发展提供更多的应用场景和市场需求，促进数字孪生技术的创新和发展。
