智慧城市国内研究综述
一、智慧城市国内研究综述 在当前数字化时代,智慧城市已经成为城市发展的必然趋势。智慧城市的概念涵盖了许多方面,如城市基础设施的智能化、数据的应用、城市治理的创新等。
智慧环保是数字环保概念的延伸和拓展,它是借助物联网技术,把传感器和装备嵌入到各种环境监控对象(物体)中,通过超级计算机和云计算将环保领域物联网整合起来,可以实现人类社会与环境业务系统的整合,以更加精细和动态的方式实现环境管理和决策。
智慧环保(Digital environmental protection)是数字环保概念的延伸和拓展,是信息技术进步的必然趋势。它是在改善环境质量、加强环境管理、保障公众知情权等环境保护工作中,充分利用物联网、云计算、互联网、5G、3S技术(RS遥感技术、GIS地理信息系统技术、GPS全球定位系统技术)、智能化技术对区域环境质量、排污收费、污染源在线监控、视频监控、环境执法、“三同时”验收等复杂系统实施数字化、网络化、智能化认知与管理;将环境管理各部门、各领域的各种数字信息及信息资源加以整合并充分利用,建设智能化应用体系,用数字化、智能化的手段来处理、分析和管理环境。
环保物联网是智慧环保的基础,云计算是智慧环保的智能化的手段,智慧环保也就是在环保物联网的基础上,运用云计算的手段,对数字环保进行扩展和延伸。
智慧环保是充分利用各种与环境相关的信息技术,将大数据、云计算等前沿科技的思想和理念与基于环境的智能软硬件系统相结合。物联网融入环保,实现环境治理智能化。智慧环保对于实现国家环保信息化尤为重要,是国家绿色发展的重要途径。
智慧环保大数据监控平台由数据采集硬件和数据中心软件系统两部分组成。
·数据采集硬件负责采集现场的各种环境数据并将数据传输到数据中心;
·数据中心安装智能环保软件系统,软件系统负责对数据进行存储、分析、汇总、展现和报警。
智慧环保大数据监控平台可以采集的环境数据,包括空气温湿度、土壤温湿度、CO2浓度、光照强度,以及水中温度、氨氮浓度、溶解氧浓度和 pH 值等等。
基于物联网、云计算和大数据的智慧环保技术架构,整体可划分为四层:应用层、平台层、网络层、感知层,各层功能描述如下。
应用层:基于云服务模式,建立面向对象的环保业务应用系统和信息服务门户,为第三方环保应用提供商提供统一的应用展示平台,为公众、企业、政府等受众提供环保信息服务和交互服务,实现更智能的服务。
平台层:基于云计算构建智慧环保数据中心和应用支撑平台,提供设备接入、数据存储、数据处理等功能,整合和分析环保及相关行业的海量数据,实现大数据存储、实时处理、深度挖掘和模型分析。
网络层:利用物联网、通信网、互联网,结合 5G、卫星通信等技术,与感知层获取的数据进行交互和共享,传送到平台层进行信息处理。
感知层:利用任何可以随时随地感知、测量、捕获和传递信息的设备和系统获取各种环境数据,实现对外部环境因素更及时、全面的感知。
智慧环保大数据监控平台是以新型传感、物联网、人工智能、虚拟现实为技术支撑;以执行力体系、信息化体系、节能环保体系、预警体系、学习型企业体系和企业文化体系六大管理体系作为全局。
1、环境质量一体化监测监控平台
实现对污染源企业、水质监测点、噪声监测点、水质监测点、扬尘监测点、采砂船等进行实时监测、空间分布可视化和数据维护等。
2、环境事件管理系统
环境事件实现对公众诉求的收集、管理,实现对环境事件从上报到处理的全流程监管。主要包括公众诉求、随手拍、事件管理流程等模块。
3、巡查管护管理系统
通过对日常工作中的信息(包括日常巡查数据、日常管理数据、河道信息、水质数据、任务完成情况等)进行统一的收集、管理,实现对日常巡查管护工作进行有效的监督。
4、数据分析与研判子系统
通过对系统中基础的数据(包括水质量、大气质量、事件、环境任务等数据,)进行整理分析,生成各类相关性分析图表,直观展现任务完成结果。统计分析结果可作为领导检查、指挥分析、政府报告的数据来源。
5、环境风险物质监管子系统
通过各类监测仪器采集基础数据,包括水环境数据、大气环境数据、扬尘数据、地质灾害点数据,污染源企业数据等,进行存储、整合、管理,实现灵活的调用、分析。
6、生态资源监管系统
生态资源监管系统主要包含两部分:1、生态资源监管,用于对监控区域内的水资源、生态资源、矿藏资源(如:对采砂、采矿的时间、轨迹进行监管);2、森林防火监管;该系统可以有效的对监控区域的生态资源进行实时监测,通过数据、行驶轨迹、视频以及图像形式进行展示。
7、环保监管预警子系统
环保监管预警子系统主要为管理员提供监管企业或者其他监管区域配置预设报警信息,查看报警信息以及实时监控。主要实现功能包括监管资源管理、预警管理、预警设置管理、实时监控等。
8、手机APP应用子系统
移动APP主要包括随手拍、待办事项、巡河记录、日常管护、问题上报、问题处理、河道信息等模块。用于加强管理监管人员的移动执法、巡河、管护等工作的效率和便捷性。
智慧环保大数据监控平台利用Sovit2D+SovitChart可视化平台建成后,可以实现所有监测数据的收集、汇总及治理,实现大气、水、污染源、土壤、固体危险废物、噪声、辐射的闭环管理。
数维图智慧环保可视化的整个方案中应用到了Sovit2D引擎、Sovit3D引擎、 SovitChart图表可视化,以快速实现丰富的 2D、3D效果,构建出一套完整的可视化系统解决方案。智慧环保大数据监控平台整合环保业务、数据、流程和设备,形成以物联网和大数据应用为核心的“智慧环保”解决方案。为政府提供精确的物联监测数据和多元的智慧监管手段,利用多模式环境质量模型以及大数据分析,科学决策污染管控方案,实现对污染源和大环境的精细化管理;对企业进行污染排放管控监督和环保行为信用评价;满足公众的环境状况知情权、监督权,参与权,提升环境数据再公众服务领域的应用和共享价值。
物联网3D可视化三维数字孪生平台Sovit3D-数维图2D可视化引擎 - Sovit2D数据图表可视化 - SovitChart智慧农业是一种利用先进技术实现农业生产和管理的方式。通过物联网、大数据、人工智能等技术,智慧农业能够实时监测环境参数、农作物生长状态和病虫害情况,提高农业生产效率和品质。
智慧农业还能实现远程监控、精准施肥、自动化农机作业等功能,降低劳动力成本和环境污染。智慧农业将推动农业现代化和可持续发展,为农民增加收益,提升食品安全质量。
中国共有20亿亩耕地,粮食作物就占16亿亩,在全球的耕地份额排名第三。但是,中国的农业机械化种植的发展却很落后。2016年,日本和美国飞防市场的渗透率在50%以上,而中国还不到3%。
然而在短短三年内,中国的植保无人机却得到了爆发式的增长。据调查数据统计,中国的植保无人机市场保有量突破3万架,飞防总作业面积突破3亿亩,居全球第一。农用无人机飞控技术世界领先,且正处于发展上升期。
中国的无人机植保应用发展得如此迅速,这背后离不开一些中国优秀企业的推动,而农田管家就是其中一个典型案例。
农田管家在短短三年内,显著地推动了无人机植保在中国乡村的快速普及,与此同时,其自身也成长为行业领先的农业生产性服务平台。
智慧农业生产服务平台的作用,是解决由于受到人口老龄化、农民工进城等因素,中国的农业所面临的劳动力短缺、土地流转加速、农业机械化程度低等农业发展问题。
为什么农田管家推出的农业生产服务平台,被称为农业版的“滴滴打车”?
农田管家1.0从飞防植保(无人机喷洒农药)服务切入,连接农户和飞防组织(操作无人机喷洒农药的组织)。农户可以在平台上一键下单呼叫农事服务,而农服组织也可以在线上以最低的成本轻松获得新客户,从而提高整个农业生产的效率。
农田管家1.0用互联网共享平台改造农业生产方式,通过平台连接双端市场,在农户和服务供给之间形成桥梁。既要满足市场的需求,又要满足市场供应。
一方面,农田管家与一批无人机飞行员签订了合同,以确保足够的供应来满足需求。另一方面,团队直接与潜在的农民客户交谈,鼓励他们尝试使用农田管家的农业生产服务平台。
同时,农田管家技术团队还根据不同需求提供就近或者跨区域派单服务,为飞手规划科学的作业路线,由此实现快速响应和大规模调度,最大化发挥共享经济的优势。
他们把专业的药剂配方、先进的作业设备、严格的飞防标准和优质的保障服务,通过无人机植保作业共享给广大农户,改变高风险、低精度、低效率、低利用率的植保现状,大幅降低化肥、农药的施用量,同时弥补农村劳动力的不足。
农田管家除了“滴滴打车”的农业机械服务(命名为“农田管家1.0”),农田管家还可以将农场数字化,他们将其命名为“农田管家2.0”。
农场升级数字化——农田管家2.0
2018年,面对国内外市场环境的变化,农田管家2.0——数字农业管理平台正式启动。
平台以粮库为核心节点,提供一整套粮库管理系统和粮库标准化运营方案。通过签订代运营协议的方式,绑定粮库,锁定粮源,在上游开展土地托管,在下游开展粮食多元化经营。
土地托管业务:
以合作社为主体,开展土地托管,提供一套合作社运营的信息化管理平台,开展种植贷、半托管、托管等业务;赚取托管费、信息服务费等。
粮库经营管理:
以粮库为主体,赋能粮库以金融属性,提供一套粮库信息化管理系统,开展仓储物流、粮抵贷、基差贸易、期现货贸易等;赚取粮食仓储物流费、信息服务费和粮食贸易利润。
农田管家2.0主要为农民提供四个层级的服务:
第一个层级,是金融需求。农民承包了几百亩地需要投入,筹措生产资金需要贷款,此为第一优先级。
第二个层级,是劳动力需求。找人干活成了农村一难事,一天150块钱小工都未必请得到人。
第三个层级,是流通的需求。一是农资的购买,二是农产品的卖出,都是农村流通的痛点。
第四个层级,才是知识的需求。科学种植增产方法,属于这一层级的痛点。
农田管家的快速发展,也不是顺风顺水的。在农业,尤其是直接面对农户,要进行互联网运营,也面临着很多难点。
农民会为劳动力付现,对农资却普遍采用赊销的方式,可见其优先级别的不同。农业服务平台最重要是理清了农民迫切需要什么,愿意为什么东西付费,才能让平台持续运营下去。
做农业产业服务最难的是运营问题,中国农业数字化进程较低,对于平台生态中的农民和服务供给方,需要重点运营的侧重点也不同。
在农户端:
如何让分散的土地成片接受服务,让当地的意见领袖发动“团购”,是需要重点运营的事情。
在供给端:
如何合理调度上万个飞防组织,让他们能够持续稳定地接单作业,提高收入,是派单调度需要解决的问题。
农田管家的飞手端甚至成为了飞防队的管理工具,可为他们实现测亩、绩效等多重功能。
不光是对用户的运营方面,考虑平台的长期经营,当前的农田管家2.0模式也面临着瓶颈。
目前来说,整个农业服务平台模式仍处于探索阶段,农田管家的线上农机撮合平台也处于发展初期,目前仅仅偏居一隅。
对于这类撮合型平台而言,如果服务范围、服务面积与订单量在一定的数值范围之内,平台效应将无法显现,规模经济也无法实现,这和滴滴打车发展模式类似。
但是,农机服务与打车服务还有一个根本性的不同,那就是农机服务需求的季节性问题。
某一地区内的农机需求都是在某一个集中时段凸显出来,这会导致农机服务供不应求的情况发生,这时候跨区域的农机调度需求会成为可能。
另外,我国国土面积地域辽阔,东西与南北的跨度极大,对于农机来说能够保证4-11月份都有活干。所以,针对各地区农机数量分布不均衡以及集中作业的情况,农机的跨区调度服务十分有必要。这对在线农机撮合平台的服务范围和服务能力会提出更高的要求,也是平台能否实现盈利的重要一步。
毫无疑问智慧农业服务平台模式,能够助力农业现代化的转型升级,具有较大的社会价值。但是要对平台产生经济价值的话,就必须覆盖更广的服务范围,拥有更强的服务能力,从规模优势中获得规模经济。
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智慧农业是以智能化、信息化手段来升级改造传统农业后的农业,是农业发展的高级阶段。要实现智慧农业,需要以智慧农业物联网作为其核心技术的支撑。智慧农业物联网由智能数字采集系统、智慧农业大平台和智能数字控制系统三大部分组成。
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智慧农业算是农业股,公司以农业机械制造业为主,煤炭开采和有色金属采选为辅;为推动公司转型和发展,主动适应农业生产发展的趋势,自2014年起投资进入农业信息化领域,涉足农业信息化、农业物联网、农业大数据、农资连锁经营等领域。
报告期内,机械制造业务是公司收入和利润的主要来源,该板块业务2016年收入占比公司营业收入近92%。
叶县位于河南省南部,是一个以农业为主的县城。随着科技的发展和人们对环境保护意识的提高,叶县农民和政府开始重视起农业的可持续发展和生态环保问题。为了提高农业生产效率、保护农田资源,叶县决定发展智慧农业。
叶县智慧农业的发展经历了几个阶段。首先是基础设施建设,包括建设农田灌溉系统、气象监测站、土壤检测设备等。这些设施的建设为智慧农业的实施奠定了基础。其次是信息化建设,通过建设农业大数据平台,实时采集、收集和分析农田数据,为农民和政府提供决策依据。叶县还在农田中推广使用无人机和机器人,提高农作物种植、生产和管理的效率。
叶县智慧农业有以下特点和优势:
叶县智慧农业的未来展望是继续推动智慧农业的发展,提高农田的生产效率和农作物的品质。叶县将进一步加强农田环境监测、数据分析和决策支持能力,推广智能种植技术和农业机器人的应用。叶县还计划通过建设农产品电商平台和农业科技园区,加强农业产业链的延伸和农产品的推广。
通过发展智慧农业,叶县将实现农业的可持续发展和农业现代化,为农民提供更好的工作条件和增加收入的机会,同时保护农田资源和环境。希望叶县智慧农业的发展能够为其他地区提供借鉴和参考,共同推动我国农业的发展。
环保农业 是由集约农业发展而来的,由于经济方面的问题,很多国家相继出台了一些具体政策来促进环保农业的发展,同时加大宣传力度,加强国民的环保意识,以期尽早实现农业的持续发展。
环保农业计划把“有机农业”作为其中一方面加以促进。
典型的有机农业是无农药、无化肥的作物栽培。环保农业吸收了有机农业的成果的同时,拟探索一条把粮食供给和环保分离开来的途径。
随着人口的增长对产量的要求也越来越高,土壤养分趋于不足,需要把人畜粪尿、植物残体等用作堆厩肥施入水田,这样一来,容易造成河流、湖泊、封闭性海域的富营养化,饮用水也可能受到污染。
因此,有关专家从水出发构想了环保农业的具体姿态。
水的循环利用净化:地下水通过管道灌溉旱田,其营养物质就被土壤及作物吸收而净化,这种情况某些程度上需要有灌溉用蓄水池,和为抑制藻类的发生而配备的适宜的装置。
建立地域水循环体系:将地域内地下水和地表水结合起来考虑,建立一个适当的地域水循环体系,以除去地域整体的富营养物质。
为使地域外的负荷达到最小,而在地域内设计一个以农业为中心的地域环保计划,发展环保型农业。
有机废弃物的地域内循环处理。在地域环保型农业中,地域内产生的有机废弃物要在地域内循环处理,或利用耕地的还原作用使地域环境得以净化。 有机废弃物主要有如下几种类型:畜产废弃物,以生产自给饲料,首要的是将畜产废弃物施入耕地以维持其肥力,如价格适宜,也可考虑将这种处理推向市场。
特别要注意的是饲料中的重金属添加及抗生粉的使用要适度。
污泥,生活废水、屎尿、村落排水中的污泥根据性状和条件尽可能地进行适宜的耕地还原处理,但要符合一定的质地基准,与重金属等有关的肥料取缔法、土壤环境基准等对污泥的处理也有所限制。
目前耕地还原量只占污泥量的三分之一,预计以后随着生活物质的改善、住宅建设和水道设计的发展,污泥利用率会大大提高。
食品产业,工、矿业副产物和废弃物,食品产业副产物一般都做有机质肥料利用,预计随着环保农业的强化,耕地还原量也会越来越高。
工、矿业副产废弃物如硫铵、氯铵、硅酸石灰等通过在农业上直接施用或经土壤循环而得以处理。 作物生产过程。
建立地域内物质循环处理体系的基础是地域内作物的生产过程。
这种基础决定了环境容量,成为地域环境计划的根本所在。
智慧环保需要的数据包括但不限于以下几类:1. 空气质量数据:包括大气污染物的浓度、气象条件等数据。2. 水质数据:包括河流、湖泊、水库等水体的水质指标,如PH值、溶解氧、重金属等的浓度。3. 噪音数据:衡量城市或某个地区的噪音水平。4. 温度和湿度数据:用于监测城市或某个地区的气候情况。5. 交通数据:交通流量、拥堵程度、车辆排放等数据,用于分析和优化交通运输系统。6. 垃圾管理数据:包括垃圾分类、垃圾产生量、垃圾处理方式等数据,用于制定垃圾管理政策和方案。7. 能源数据:包括能源使用量、能源消耗方式等数据,用于节能减排和能源管理。8. 生态环境数据:包括生物多样性状况、生态系统健康指标等数据,用于保护和修复生态环境。这些数据可以通过传感器、监测设备、气象站、水质监测站等设备来收集和监测,并通过物联网、云计算等技术进行存储、分析和利用。
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