粮食安全是国家安全的重要组成部分,居“三大经济安全(粮食、金融、能源)”之首。目前,我国粮食安全的主要矛盾已由总量不足转变为阶段性、结构性的供过于求与供给不足并存的结构性矛盾,“卖粮难”现象间歇性出现。黑龙江形势尤为严峻。首先,黑龙江是我国最大的商品粮基地,连年丰产,粮食总产高,商品率高,需求疲软,以致供强需弱、市场依存度高,加剧了卖粮难度;而且,粗放生产、分散经营方式使农产品质量良莠不齐,规模效益小,抵御市场风险能力弱;再加上信息不对称,盲目生产,以致供需错配。可见,在供给侧提升供给质量,同时加强信息引导是化解“卖粮难”问题的关键。《全国现代农业发展规划(2011-2015)》中明确要求大力推动精准作业、智能控制、远程诊断、地理信息服务及物联网等现代信息技术在农业农村的应用;加强市场监测预警体系建设,强化产销信息引导作用。因此,在黑龙江亟需走出困境和国家宏观环境大力支持的双重背景下,项目组立足自身优势,自2011年起开展了“寒地三大作物智能监测与分析系统构建及示范”研究,推进现代信息技术与农业生产深度融合,促进农作物生产管理精准高效,增强现代农业综合实力,且以国际国内市场指导生产,倒逼生产提质、高效,促进农民增产增收,化解“卖粮难”,避免谷贱伤农,挫伤农民种植积极性,进而实现保障国家粮食安全。该项目针对黑龙江省农业生产管理粗放、信息不对称、生产与市场供需错配、农民“卖粮难”等问题,基于寒地玉米、水稻、大豆的生产和市场特点,利用大数据、人工智能、机器学习等信息技术,创建“低空-地面-农情”信息智能监测网络,创新作物水肥需求智能分析、病虫害预测模拟、产量预测、农产品市场价格与供需分析4项智能分析技术,构建作物全生育生产智能监测分析和农产品市场监测分析两系统,形成了相互促进的循环系统,实现以市场为导向的农业精准生产。一、创建两大系统,填补了寒地精准智能农业生产监测的空白。构建全生育期生产智能监测分析系统和农产品市场监测分析系统,确保“种的好”,实现“卖得好”,并以“卖得好”倒逼“种的好”,实现了以市场为导向的精准农业生产,进而实现生产效益最大化,农民利润最大化。二、创建“低空-地面-农情”多维信息智能监测网络,提升了农业智能装备水平和监测能力。集成“田间便携手持设备+地面物联网+低空无人机+市场信息”监测技术,创建了立体、动态多维信息智能监测网络,技术更先进、时效性更强、尺度更宽广、信息更丰富,提升了农业智能装备水平和高精准、低成本监测能力。三、集成创新4项智能分析技术,促进了信息技术与农业生产的深度融合。基于人工智能、数据挖掘、机器学习、数学建模等信息前沿技术,基于寒地玉米、水稻、大豆的生产和市场特点,集成创新了作物水肥需求智能分析、病虫害模拟预测、产量预测,以及农产品价格预测和市场供需分析预测4项智能分析技术,促进农业管理由事后管理向事前管理转变、经验管理向科学管理升级,增强了寒地现代农业综合实力。该项目将信息技术与传统农业深度融合,整合多种资源,集成多项技术,构建了寒地特色突出的玉米、水稻、大豆生产智能监测与分析系统,关键技术实现了原始创新和集成创新,提升了农业智能装备水平,增强了现代农业综合实力;在不同生产主体中先行先试,提质、增产、增收效果显著,实现“种的好”又“卖得好”,三年新增经济效益亿元,同时,提升了农民利用信息技术的技能,共享信息化成果,对巩固黑龙江粮食大省、强省地位,促进黑龙江农业现代化发展、保障国家粮食安全起到重要的支撑和引领作用。