智慧農(nóng)業(yè)對氣象信息服務(wù)需求分析與對策研究

內(nèi)蒙古自治區(qū)赤峰市氣象局 王英琦

前言

智慧農(nóng)業(yè)對氣象信息服務(wù)需求十分迫切，本文通過分析智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀和存在問題，提出了促進智慧農(nóng)業(yè)快速健康發(fā)展的建議。在實際業(yè)務(wù)應(yīng)用中，應(yīng)加強大數(shù)據(jù)技術(shù)研究與推廣應(yīng)用；加大研發(fā)投入力度；積極推進“互聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”，實現(xiàn)精準(zhǔn)高效農(nóng)業(yè)；“物聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”等新模式，以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要求。同時，還需強化監(jiān)管能力，完善相關(guān)政策環(huán)境和社會監(jiān)督機制。

1 氣象信息服務(wù)的技術(shù)種類

1.1 氣象預(yù)報

氣象預(yù)報是氣象信息服務(wù)的重要組成部分。通過對氣象數(shù)據(jù)的收集、處理和分析，氣象預(yù)報可以為人們提供準(zhǔn)確的天氣預(yù)報信息。氣象預(yù)報的種類包括短時預(yù)報、中期預(yù)報和長期預(yù)報。短時預(yù)報一般指未來6 小時內(nèi)的天氣預(yù)報，中期預(yù)報一般指未來1～7 天的天氣預(yù)報，而長期預(yù)報則指未來7 天以上的天氣預(yù)報。不同的氣象預(yù)報種類需要不同的數(shù)據(jù)和技術(shù)支持，其中包括氣象衛(wèi)星、雷達(dá)、探空、氣象站等。

氣象預(yù)報的準(zhǔn)確性對人們的日常生活和決策具有重要影響。例如，準(zhǔn)確的氣象預(yù)報可以幫助人們選擇合適的服裝、安排出行計劃，還可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、交通運輸、建筑工程等領(lǐng)域提供重要的參考。因此，氣象預(yù)報的發(fā)展和技術(shù)提升一直是氣象行業(yè)的重點研究方向。

1.2 氣候預(yù)測

氣候預(yù)測是氣象信息服務(wù)的一個重要領(lǐng)域，它對于人類社會的決策和生產(chǎn)生活的各個方面都有著非常重要的影響。氣候預(yù)測技術(shù)是指通過對大氣、海洋、陸地等自然環(huán)境的觀測和分析，運用數(shù)學(xué)模型和計算機算法，對未來一段時間內(nèi)的氣候變化進行預(yù)測。

氣候預(yù)測技術(shù)主要包括兩種方法：統(tǒng)計預(yù)測和動力學(xué)預(yù)測。統(tǒng)計預(yù)測是基于歷史氣象數(shù)據(jù)進行預(yù)測，通過對歷史數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計，建立數(shù)學(xué)模型，來預(yù)測未來的氣象變化。而動力學(xué)預(yù)測則是基于物理原理和動力學(xué)方程進行預(yù)測，通過對大氣、海洋、陸地等自然環(huán)境的運動規(guī)律進行研究，來預(yù)測未來的氣象變化。氣候預(yù)測技術(shù)的應(yīng)用范圍非常廣泛，涉及農(nóng)業(yè)、能源、交通、水利、環(huán)保等領(lǐng)域。在農(nóng)業(yè)方面，氣候預(yù)測可以幫助農(nóng)民選擇最佳的播種時間和品種，以及科學(xué)施肥、灌溉等措施，提高農(nóng)作物的產(chǎn)量和品質(zhì)。在能源領(lǐng)域，氣候預(yù)測可以幫助電力公司制定最佳的發(fā)電計劃，以及預(yù)防自然災(zāi)害對電網(wǎng)的影響。在交通運輸方面，氣候預(yù)測可以幫助航空公司、船運公司等制定最佳的運營計劃，提高運輸效率和安全性。在水利領(lǐng)域，氣候預(yù)測可以幫助水利部門制定最佳的水資源管理方案，預(yù)防水災(zāi)和旱災(zāi)的發(fā)生。在環(huán)保領(lǐng)域，氣候預(yù)測可以幫助政府和企業(yè)制定最佳的環(huán)保政策和措施，減少環(huán)境污染和生態(tài)破壞[1]。

1.3 天氣分析

天氣分析是氣象學(xué)的重要分支之一，主要通過對氣象數(shù)據(jù)進行分析和研究，來預(yù)測未來的天氣變化趨勢。在氣象信息服務(wù)中，天氣分析技術(shù)是非常重要的一環(huán)，能夠為人們提供準(zhǔn)確、可靠的天氣預(yù)報信息，幫助人們制定出出行計劃、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計劃等。

天氣分析技術(shù)主要包括以下幾種：數(shù)值預(yù)報、衛(wèi)星云圖、雷達(dá)圖像、地面觀測等。其中，數(shù)值預(yù)報技術(shù)是目前天氣預(yù)報的主要手段，它通過對氣象數(shù)據(jù)進行計算和模擬，來預(yù)測未來的天氣變化趨勢。而衛(wèi)星云圖和雷達(dá)圖像則是通過對衛(wèi)星圖像和雷達(dá)回波進行分析，來獲取目標(biāo)區(qū)域的天氣信息。地面觀測技術(shù)則是通過在地面上設(shè)置氣象觀測站點，對氣象數(shù)據(jù)進行實時監(jiān)測和采集，來獲取目標(biāo)區(qū)域的天氣信息。

在天氣分析過程中，還需要對氣象數(shù)據(jù)進行處理和分析，以便提取出有用的信息。常用的數(shù)據(jù)處理方法包括：回歸分析、聚類分析、主成分分析等。通過這些方法，可以對氣象數(shù)據(jù)進行挖掘和分析，從而得出有關(guān)未來天氣的預(yù)測和預(yù)警信息[2]。

2 氣象信息服務(wù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

2.1 對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境和農(nóng)作物生長過程進行監(jiān)測

對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境和農(nóng)作物生長過程進行監(jiān)測是智慧農(nóng)業(yè)中非常重要的一環(huán)。通過對環(huán)境和生長過程進行精準(zhǔn)監(jiān)測，可以有效提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減少農(nóng)作物生長過程中的風(fēng)險和損失。因此，氣象信息服務(wù)在智慧農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛。

在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境監(jiān)測方面，氣象信息服務(wù)可以提供多種數(shù)據(jù)，如氣溫、降雨量、濕度、風(fēng)速等。這些數(shù)據(jù)可以幫助農(nóng)民預(yù)測天氣變化，及時采取措施保護農(nóng)作物，從而提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。同時，氣象信息服務(wù)還可以提供氣象預(yù)警服務(wù)，幫助農(nóng)民及時了解到自然災(zāi)害等突發(fā)事件，以便及時采取應(yīng)對措施。在農(nóng)作物生長過程監(jiān)測方面，氣象信息服務(wù)同樣可以提供幫助。通過監(jiān)測溫度、濕度、光照等數(shù)據(jù)，可以了解農(nóng)作物生長的具體情況，并及時調(diào)整環(huán)境因素，保證農(nóng)作物的正常生長和發(fā)育。

2.2 根據(jù)天氣變化情況及時發(fā)布天氣預(yù)報

天氣預(yù)報是氣象信息服務(wù)的重要內(nèi)容之一，也是智慧農(nóng)業(yè)中必不可少的一環(huán)。在智慧農(nóng)業(yè)中，天氣預(yù)報可以幫助農(nóng)民根據(jù)天氣情況來合理安排作業(yè)時間，提高農(nóng)作物的生產(chǎn)效率和質(zhì)量。因此，及時發(fā)布準(zhǔn)確的天氣預(yù)報對于智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要。

針對不同的氣象情況，天氣預(yù)報可以分為短期預(yù)報和長期預(yù)報。短期預(yù)報主要針對即將到來的24 小時內(nèi)的天氣情況，能夠提供更加準(zhǔn)確和詳細(xì)的天氣信息。而長期預(yù)報則主要針對未來數(shù)天或數(shù)周的天氣情況，可以幫助農(nóng)民更好地制定農(nóng)業(yè)生產(chǎn)計劃。在天氣預(yù)報中，氣象部門需要依靠多種氣象監(jiān)測手段，如氣象衛(wèi)星、氣象雷達(dá)等，來獲取天氣信息。同時，還需要對這些信息進行分析和處理，以確保發(fā)布的天氣預(yù)報的準(zhǔn)確性和及時性。因此，提高氣象監(jiān)測手段和技術(shù)的發(fā)展水平是保證天氣預(yù)報質(zhì)量的重要手段[3]。

2.3 提供氣象預(yù)警服務(wù)

提供氣象預(yù)警服務(wù)是氣象信息服務(wù)在智慧農(nóng)業(yè)中的重要應(yīng)用之一。隨著氣候變化和天氣異常頻繁發(fā)生，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到了越來越多的影響，氣象預(yù)警服務(wù)的重要性也日益凸顯。

首先，氣象預(yù)警服務(wù)可以幫助農(nóng)民及時了解天氣變化，預(yù)判自然災(zāi)害，采取相應(yīng)的應(yīng)對措施。例如，當(dāng)氣象部門發(fā)布暴雨預(yù)警時，農(nóng)民可以提前采取防洪措施，保護農(nóng)田和作物，減少損失。其次，氣象預(yù)警服務(wù)還可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)，幫助農(nóng)民制定合理的種植計劃和管理方案。例如，當(dāng)氣象部門發(fā)布農(nóng)業(yè)氣象預(yù)報時，農(nóng)民可以根據(jù)預(yù)報信息，調(diào)整作物種植時間和密度，以適應(yīng)氣候變化和天氣情況，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。最后，氣象預(yù)警服務(wù)還可以為農(nóng)村地區(qū)的生產(chǎn)生活提供便利。例如，當(dāng)氣象部門發(fā)布高溫預(yù)警時，相關(guān)部門可以提前組織送風(fēng)降溫設(shè)備，為老年人和兒童等易受高溫影響的人群提供救助和保護。

2.4 為農(nóng)戶提供數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)分析等基礎(chǔ)服務(wù)

在智慧農(nóng)業(yè)中，數(shù)據(jù)采集是非常重要的一環(huán)。為了能夠有效地為農(nóng)戶提供服務(wù)，需要搜集各種氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、作物數(shù)據(jù)等，這些數(shù)據(jù)對于智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展至關(guān)重要?？梢酝ㄟ^氣象站、土壤監(jiān)測站、作物生長監(jiān)測系統(tǒng)等設(shè)備來實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集。為了更好地幫助農(nóng)戶進行決策，需要對采集到的數(shù)據(jù)進行分析，從而得出有價值的結(jié)論。數(shù)據(jù)分析包括對氣象、土壤、作物等各方面數(shù)據(jù)的分析。在分析數(shù)據(jù)的過程中，可以使用各種數(shù)據(jù)分析工具，例如人工智能、機器學(xué)習(xí)、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)手段[4]。

3 智慧農(nóng)業(yè)對氣象信息服務(wù)需求存在的問題與對策

3.1 定位不準(zhǔn)確

定位不準(zhǔn)確是智慧農(nóng)業(yè)面臨的一個重要問題。在實際應(yīng)用中，由于各種原因，包括地形地貌、設(shè)備精度等因素，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)定位信息的準(zhǔn)確性無法得到保證。這種情況對于氣象信息服務(wù)來說尤為重要，因為氣象信息的準(zhǔn)確性直接影響到農(nóng)作物的生長和發(fā)展。

針對定位不準(zhǔn)確這個問題，可以采用多種方法來進行改進。首先，可以加強設(shè)備的精度和可靠性，這樣可以大幅提高農(nóng)業(yè)定位信息的準(zhǔn)確性。其次，可以引入新的定位技術(shù)，如衛(wèi)星定位技術(shù)、激光雷達(dá)技術(shù)等，這些技術(shù)可以在一定程度上彌補設(shè)備本身的不足。此外，還可以通過多點定位的方式來提高定位信息的準(zhǔn)確性，比如使用多個傳感器進行數(shù)據(jù)采集，進行多次定位等。

總之，定位不準(zhǔn)確是智慧農(nóng)業(yè)面臨的一個普遍問題，但并不意味著無法解決。通過采用科學(xué)合理的方法，可以不斷提高定位信息的準(zhǔn)確性，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更為可靠的氣象信息服務(wù)。同時，也需要不斷深入研究和探索，不斷更新技術(shù)和方法，為智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展注入新的動力。

3.2 監(jiān)測系統(tǒng)不能滿足現(xiàn)代化要求

目前，我國的農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測系統(tǒng)雖然取得了一定的進展，但是仍然存在許多問題。首先，現(xiàn)有的監(jiān)測設(shè)備技術(shù)落后，無法滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)對精準(zhǔn)監(jiān)測的要求。其次，監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸速度較慢，不能滿足信息快速傳遞的需求。此外，現(xiàn)有的監(jiān)測系統(tǒng)覆蓋范圍有限，無法對全國范圍內(nèi)的氣象信息進行全面監(jiān)測。

農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要組成部分，其質(zhì)量直接關(guān)系到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效益。由于現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)不能滿足現(xiàn)代化要求，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的氣象信息無法得到及時、準(zhǔn)確地反饋，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的不便和損失。此外，由于監(jiān)測設(shè)備技術(shù)落后，監(jiān)測數(shù)據(jù)傳輸速度慢，使得信息反饋滯后，給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來了很大的風(fēng)險。

為了解決現(xiàn)有監(jiān)測系統(tǒng)存在的問題，需要采取一系列措施。首先，加大技術(shù)投入，推動監(jiān)測設(shè)備技術(shù)的升級，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和傳輸速度。其次，加強監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)，擴大監(jiān)測覆蓋范圍，保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的全面性和及時性。此外，加強監(jiān)測數(shù)據(jù)的分析和應(yīng)用，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供更為準(zhǔn)確、實用的氣象信息?？傊瑧?yīng)對現(xiàn)有農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測系統(tǒng)問題，需要全面升級監(jiān)測設(shè)備技術(shù)，擴大監(jiān)測覆蓋范圍，提高監(jiān)測數(shù)據(jù)的精準(zhǔn)度和傳輸速度，提供更為準(zhǔn)確、實用的氣象信息，以推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化。

3.3 預(yù)報手段單一，缺乏綜合分析能力和決策支持功能

目前的氣象信息服務(wù)普遍存在預(yù)報手段單一的問題。當(dāng)前，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中所使用的氣象信息主要來源于氣象部門發(fā)布的天氣預(yù)報。然而，由于氣象預(yù)報手段單一，導(dǎo)致其預(yù)測準(zhǔn)確度有限，尤其是在對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)影響較大的降水、溫度等方面的預(yù)測能力不足。

當(dāng)前氣象信息服務(wù)還缺乏綜合分析能力。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的氣象信息需要綜合考慮多種因素，如氣候、土壤、作物等，才能給出準(zhǔn)確的預(yù)測和建議。然而，當(dāng)前的氣象信息服務(wù)還不能很好地將這些因素進行綜合分析，導(dǎo)致給出的預(yù)測和建議不夠全面、準(zhǔn)確。

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要氣象信息服務(wù)的決策支持功能。當(dāng)前的氣象信息服務(wù)主要是提供氣象預(yù)報和部分氣象信息，缺乏對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的決策支持。對于農(nóng)民而言，他們需要的是在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中遇到問題時，能夠及時給出可行的解決方案。因此，氣象信息服務(wù)需要進一步提升其決策支持功能，為農(nóng)民提供更加全面、準(zhǔn)確的決策建議。

3.4 應(yīng)用范圍小

智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用范圍目前仍然相對較小。這主要是由于農(nóng)業(yè)信息化程度較低，很多農(nóng)民并不了解智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢和實際應(yīng)用[5]。同時，由于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜多變，需要針對不同的地區(qū)、不同的農(nóng)作物進行個性化的定制化服務(wù)，這也增加了智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用難度和成本。

為了擴大智慧農(nóng)業(yè)的應(yīng)用范圍，需要加強對農(nóng)民的宣傳教育，讓他們了解智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢和實際應(yīng)用，提高其對智慧農(nóng)業(yè)的認(rèn)知和接受度。同時，需要加強技術(shù)研發(fā)，推動智慧農(nóng)業(yè)的普及和應(yīng)用。在服務(wù)上，需要提供個性化、定制化的服務(wù)，為不同地區(qū)、不同農(nóng)作物提供量身定制的解決方案，提高智慧農(nóng)業(yè)的適用性和普及度。

4 結(jié)語

總而言之，智慧農(nóng)業(yè)對氣象信息服務(wù)需求提出了更高的要求。對于智能農(nóng)機來說，其在實際運行過程中會受到天氣、地形等因素影響，而這些都是導(dǎo)致其無法正常工作的重要原因，因此需要做好監(jiān)測和預(yù)警工作。同時為了提高自身安全水平，也要加強與相關(guān)部門間的合作，共同解決氣象問題，為智慧農(nóng)業(yè)提供良好的保障。