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文檔簡介
農(nóng)業(yè)行業(yè)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)方案TOC\o"1-2"\h\u26327第一章精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概述 216921.1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的定義與意義 2148961.1.1定義 2203471.1.2意義 313921.2精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀 3123521.2.1技術(shù)層面 3325641.2.2產(chǎn)業(yè)層面 3173741.2.3政策層面 3169651.3精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢 3325251.3.1技術(shù)融合與創(chuàng)新 323441.3.2產(chǎn)業(yè)鏈完善與拓展 3123381.3.3政策支持與推廣 358771.3.4農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程加速 42872第二章農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)概述 4164432.1農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的定義與特征 424302.2農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)來源與采集 4234862.3農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域 526131第三章農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù) 5251593.1農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集技術(shù) 51983.1.1概述 5322303.1.2傳感器技術(shù) 517603.1.3遙感技術(shù) 631563.1.4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 6303353.2農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù) 6300413.2.1數(shù)據(jù)預(yù)處理 6312073.2.2數(shù)據(jù)分析方法 6320943.2.3數(shù)據(jù)可視化 6169673.3農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制 7157633.3.1數(shù)據(jù)質(zhì)量控制原則 714783.3.2數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法 730296第四章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù) 789154.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概述 7219524.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與架構(gòu) 7151134.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例 823408第五章農(nóng)業(yè)遙感技術(shù) 8271775.1農(nóng)業(yè)遙感概述 831065.2農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)處理與分析 986985.2.1數(shù)據(jù)獲取 9313815.2.2數(shù)據(jù)預(yù)處理 9148635.2.3數(shù)據(jù)分析 963245.3農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用案例 9314185.3.1農(nóng)作物種植面積監(jiān)測 969665.3.2農(nóng)作物長勢監(jiān)測 9257955.3.3農(nóng)田病蟲害監(jiān)測 9192135.3.4農(nóng)業(yè)水資源監(jiān)測 9172975.3.5農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測 1015181第六章農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng) 10179006.1農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng)概述 10203586.2農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng)構(gòu)建 10311076.2.1系統(tǒng)架構(gòu) 1075816.2.2關(guān)鍵技術(shù) 10101936.3農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng)應(yīng)用 11203836.3.1病蟲害防治 11182126.3.2施肥決策 1133836.3.3灌溉決策 1122496.3.4農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理 11290876.3.5農(nóng)產(chǎn)品市場預(yù)測 115549第七章精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)與設(shè)備 11312997.1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)概述 11217467.2精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)設(shè)備與工具 11316117.3精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用 1213390第八章農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用 13215018.1農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用 13266628.2農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)管理與服務(wù)中的應(yīng)用 1374178.3農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)科研與推廣中的應(yīng)用 132502第九章農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)政策與法規(guī) 13174069.1農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)政策概述 13276919.2農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn) 1494939.3農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)政策與法規(guī)的實(shí)施 141074第十章精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)未來發(fā)展 141196510.1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展趨勢 152641010.2面臨的挑戰(zhàn)與應(yīng)對策略 15989210.3精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)前景展望 15第一章精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)概述1.1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的定義與意義1.1.1定義精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(PrecisionAgriculture)是指利用現(xiàn)代信息技術(shù)、生物技術(shù)、工程技術(shù)等手段,實(shí)現(xiàn)對農(nóng)田土壤、作物生長環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)測與精確管理,以達(dá)到提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境的目的。1.1.2意義精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)具有以下重要意義:(1)提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率:通過精確管理,使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素得到合理配置,降低資源浪費(fèi),提高產(chǎn)出。(2)降低生產(chǎn)成本:精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)有助于減少化肥、農(nóng)藥等投入品的過量使用,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。(3)保護(hù)生態(tài)環(huán)境:精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)有助于減少化肥、農(nóng)藥對環(huán)境的污染,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。(4)提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量:精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)有助于改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),提高市場競爭力。1.2精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀1.2.1技術(shù)層面目前我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)取得了一定的成果,如衛(wèi)星遙感、地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用。1.2.2產(chǎn)業(yè)層面我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈逐漸形成,包括農(nóng)業(yè)傳感器、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理與分析、智能決策支持等環(huán)節(jié)。1.2.3政策層面國家高度重視精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展,出臺了一系列政策措施,推動精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。1.3精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢1.3.1技術(shù)融合與創(chuàng)新未來,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)將更加注重多學(xué)科、多技術(shù)的融合與創(chuàng)新,如人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)的應(yīng)用。1.3.2產(chǎn)業(yè)鏈完善與拓展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈將進(jìn)一步拓展,涵蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、銷售等環(huán)節(jié),實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的精準(zhǔn)管理。1.3.3政策支持與推廣國家將繼續(xù)加大對精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的政策支持力度,推動精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)在全國范圍內(nèi)的推廣與應(yīng)用。1.3.4農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程加速精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)將成為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要支撐,助力我國農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。第二章農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)概述2.1農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的定義與特征農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、加工、流通、消費(fèi)等環(huán)節(jié)中產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)集合,包括但不限于氣象數(shù)據(jù)、土壤數(shù)據(jù)、作物生長數(shù)據(jù)、市場交易數(shù)據(jù)等。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)具有以下特征:(1)數(shù)據(jù)量大:農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)涉及的數(shù)據(jù)量龐大,包括空間數(shù)據(jù)、時(shí)間序列數(shù)據(jù)等多種類型,對存儲和計(jì)算能力提出了較高要求。(2)數(shù)據(jù)多樣性:農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)來源廣泛,涵蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節(jié),數(shù)據(jù)類型豐富,包括結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)、非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)等。(3)數(shù)據(jù)價(jià)值高:農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)具有很高的應(yīng)用價(jià)值,可以為農(nóng)業(yè)決策提供有力支持,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。(4)數(shù)據(jù)更新速度快:農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)具有實(shí)時(shí)性,數(shù)據(jù)更新速度較快,對數(shù)據(jù)處理和分析能力提出了較高要求。2.2農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)來源與采集農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的來源主要包括以下幾個(gè)方面:(1)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié):包括作物種植、養(yǎng)殖、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料使用等環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)。(2)農(nóng)業(yè)氣象數(shù)據(jù):包括氣溫、降水、光照、土壤濕度等氣象要素?cái)?shù)據(jù)。(3)農(nóng)業(yè)市場數(shù)據(jù):包括農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格、交易量、市場供需等數(shù)據(jù)。(4)農(nóng)業(yè)政策數(shù)據(jù):包括國家政策、地方政策、農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼等政策數(shù)據(jù)。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的采集手段主要包括:(1)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù):通過傳感器、智能設(shè)備等手段,實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)。(2)遙感技術(shù):利用衛(wèi)星遙感、無人機(jī)遙感等技術(shù),獲取農(nóng)業(yè)用地、作物生長狀況等信息。(3)問卷調(diào)查與統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):通過問卷調(diào)查、統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)等方式,收集農(nóng)業(yè)市場、政策等方面的數(shù)據(jù)。(4)網(wǎng)絡(luò)爬蟲與數(shù)據(jù)挖掘:利用網(wǎng)絡(luò)爬蟲、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù),從互聯(lián)網(wǎng)上獲取農(nóng)業(yè)相關(guān)數(shù)據(jù)。2.3農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在以下領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用:(1)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理:通過對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的分析,實(shí)現(xiàn)作物種植、養(yǎng)殖的精細(xì)化管理,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。(2)農(nóng)業(yè)氣象服務(wù):利用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù),提供精準(zhǔn)氣象服務(wù),指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。(3)農(nóng)業(yè)市場分析:通過農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析,了解農(nóng)產(chǎn)品市場供需狀況,為農(nóng)產(chǎn)品定價(jià)、銷售提供依據(jù)。(4)農(nóng)業(yè)政策制定:基于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù),為制定農(nóng)業(yè)政策提供科學(xué)依據(jù)。(5)農(nóng)業(yè)金融服務(wù):利用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù),為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供信貸、保險(xiǎn)等金融服務(wù)。(6)農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)與推廣:通過農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析,為農(nóng)業(yè)技術(shù)研發(fā)與推廣提供支持。(7)農(nóng)業(yè)教育與培訓(xùn):利用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù),開展農(nóng)業(yè)教育與培訓(xùn),提高農(nóng)民素質(zhì)。(8)農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與監(jiān)測:基于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù),開展農(nóng)業(yè)環(huán)境保護(hù)與監(jiān)測,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。第三章農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集與處理技術(shù)3.1農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集技術(shù)3.1.1概述農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集技術(shù)是指通過各種傳感器、遙感設(shè)備、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等手段,對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的各類數(shù)據(jù)進(jìn)行實(shí)時(shí)、準(zhǔn)確地收集。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集技術(shù)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)方案的基礎(chǔ),對于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本具有重要意義。3.1.2傳感器技術(shù)傳感器技術(shù)是農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集的核心,主要包括溫度、濕度、光照、土壤、作物生長狀況等參數(shù)的檢測。目前常用的傳感器有溫度傳感器、濕度傳感器、光照傳感器、土壤濕度傳感器等。這些傳感器可以實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)田環(huán)境變化,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)。3.1.3遙感技術(shù)遙感技術(shù)是通過衛(wèi)星、飛機(jī)等載體,對地表進(jìn)行遠(yuǎn)距離感知的技術(shù)。遙感技術(shù)在農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用主要包括作物種植面積、長勢、病蟲害、土壤濕度等信息獲取。遙感技術(shù)具有覆蓋范圍廣、獲取速度快、數(shù)據(jù)精度高等優(yōu)點(diǎn),為農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析提供了豐富的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。3.1.4物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是將物理世界與虛擬世界相互融合的技術(shù),通過智能感知、網(wǎng)絡(luò)傳輸、數(shù)據(jù)挖掘等技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)采集中的應(yīng)用主要包括智能監(jiān)控系統(tǒng)、自動化控制系統(tǒng)等。這些系統(tǒng)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)田環(huán)境變化,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持。3.2農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)處理與分析技術(shù)3.2.1數(shù)據(jù)預(yù)處理農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)預(yù)處理是對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整理、轉(zhuǎn)換的過程。主要包括以下步驟:(1)數(shù)據(jù)清洗:去除數(shù)據(jù)中的噪聲、異常值、重復(fù)記錄等。(2)數(shù)據(jù)整合:將不同來源、格式、類型的數(shù)據(jù)進(jìn)行整合,形成統(tǒng)一的數(shù)據(jù)格式。(3)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換:將原始數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為適合分析的數(shù)據(jù)格式。3.2.2數(shù)據(jù)分析方法農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析方法主要包括以下幾種:(1)統(tǒng)計(jì)分析方法:對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行描述性統(tǒng)計(jì)、相關(guān)分析、回歸分析等,以揭示數(shù)據(jù)之間的規(guī)律性。(2)機(jī)器學(xué)習(xí)方法:利用機(jī)器學(xué)習(xí)算法對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、聚類、預(yù)測等,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持。(3)數(shù)據(jù)挖掘方法:通過數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,發(fā)覺潛在的規(guī)律和模式。3.2.3數(shù)據(jù)可視化數(shù)據(jù)可視化是將農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)以圖表、地圖等形式展示出來,以便于用戶理解和分析。數(shù)據(jù)可視化技術(shù)主要包括以下幾種:(1)柱狀圖、折線圖、餅圖等基本圖表。(2)地圖可視化:將農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)與地理位置信息結(jié)合,展示區(qū)域性的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況。(3)三維可視化:利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù),對農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行三維展示,提高數(shù)據(jù)展示效果。3.3農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制3.3.1數(shù)據(jù)質(zhì)量控制原則農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制應(yīng)遵循以下原則:(1)數(shù)據(jù)真實(shí)性:保證數(shù)據(jù)來源可靠、采集準(zhǔn)確。(2)數(shù)據(jù)完整性:保證數(shù)據(jù)采集的全面性,避免數(shù)據(jù)缺失。(3)數(shù)據(jù)一致性:保持?jǐn)?shù)據(jù)在不同時(shí)間、空間上的統(tǒng)一性。(4)數(shù)據(jù)時(shí)效性:保證數(shù)據(jù)更新的及時(shí)性,反映最新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)狀況。3.3.2數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制方法主要包括以下幾種:(1)數(shù)據(jù)校驗(yàn):對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行校驗(yàn),保證數(shù)據(jù)符合預(yù)設(shè)的標(biāo)準(zhǔn)。(2)數(shù)據(jù)審核:對數(shù)據(jù)進(jìn)行人工審核,發(fā)覺并糾正數(shù)據(jù)錯(cuò)誤。(3)數(shù)據(jù)清洗:對數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗,去除噪聲、異常值等。(4)數(shù)據(jù)備份:對重要數(shù)據(jù)進(jìn)行備份,防止數(shù)據(jù)丟失。(5)數(shù)據(jù)加密:對敏感數(shù)據(jù)進(jìn)行加密處理,保障數(shù)據(jù)安全。第四章農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)4.1農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)概述農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是指通過信息感知、傳輸、處理和應(yīng)用等技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理和服務(wù)的智能化、網(wǎng)絡(luò)化和自動化。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的各種資源、環(huán)境和生產(chǎn)要素進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測、智能分析和遠(yuǎn)程控制,以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)和促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。4.2農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)與架構(gòu)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)關(guān)鍵技術(shù)主要包括信息感知、傳輸、處理和應(yīng)用四個(gè)方面。(1)信息感知技術(shù):主要包括傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)等,用于實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、資源和生產(chǎn)要素。(2)傳輸技術(shù):主要包括無線通信技術(shù)、有線通信技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)等,用于實(shí)現(xiàn)信息的遠(yuǎn)程傳輸。(3)處理技術(shù):主要包括數(shù)據(jù)挖掘、智能分析、云計(jì)算等技術(shù),用于對收集到的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和分析,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持。(4)應(yīng)用技術(shù):主要包括智能控制、遠(yuǎn)程診斷、智能決策等技術(shù),用于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化和智能化。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)架構(gòu)分為感知層、傳輸層、平臺層和應(yīng)用層四個(gè)層次。(1)感知層:負(fù)責(zé)收集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境、資源和生產(chǎn)要素的信息。(2)傳輸層:負(fù)責(zé)將感知層收集到的信息傳輸?shù)狡脚_層。(3)平臺層:負(fù)責(zé)對收集到的信息進(jìn)行處理和分析,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持。(4)應(yīng)用層:負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化和智能化,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。4.3農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例以下是幾個(gè)農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用案例:(1)智能溫室:通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測溫室內(nèi)的溫度、濕度、光照等環(huán)境參數(shù),自動調(diào)節(jié)溫室環(huán)境,實(shí)現(xiàn)作物生長的優(yōu)化。(2)智能灌溉:根據(jù)土壤濕度、作物需水量等信息,自動控制灌溉系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉。(3)智能養(yǎng)殖:通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測養(yǎng)殖環(huán)境、動物生長狀況等信息,實(shí)現(xiàn)養(yǎng)殖過程的自動化和智能化。(4)農(nóng)產(chǎn)品追溯:利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),對農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、銷售等環(huán)節(jié)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的可追溯性。(5)農(nóng)業(yè)氣象監(jiān)測:通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域的氣象信息,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供氣象保障。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的應(yīng)用,有助于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、改善農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì),為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展提供有力支持。第五章農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)5.1農(nóng)業(yè)遙感概述農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)是指利用航空、航天遙感平臺,獲取地表農(nóng)作物生長狀況、土壤環(huán)境、水資源等信息,并通過圖像處理、數(shù)據(jù)分析等方法,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)的一門綜合性技術(shù)。農(nóng)業(yè)遙感技術(shù)具有宏觀、快速、動態(tài)、實(shí)時(shí)等特點(diǎn),能夠提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)性和信息化水平。5.2農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)處理與分析5.2.1數(shù)據(jù)獲取農(nóng)業(yè)遙感數(shù)據(jù)主要來源于航空遙感平臺和航天遙感平臺。航空遙感平臺包括無人機(jī)、有人機(jī)等,航天遙感平臺包括氣象衛(wèi)星、地球資源衛(wèi)星等。根據(jù)不同的遙感任務(wù),選擇合適的遙感平臺和傳感器。5.2.2數(shù)據(jù)預(yù)處理遙感圖像預(yù)處理主要包括輻射校正、幾何校正、圖像增強(qiáng)等環(huán)節(jié)。輻射校正旨在消除遙感圖像中的大氣輻射、傳感器噪聲等因素的影響,幾何校正則是為了消除圖像中的幾何畸變。圖像增強(qiáng)則是為了提高圖像的視覺效果。5.2.3數(shù)據(jù)分析遙感數(shù)據(jù)分析主要包括植被指數(shù)計(jì)算、分類識別、變化檢測等。植被指數(shù)反映了植被的生長狀況,分類識別則是將遙感圖像中的地物分為不同的類別,變化檢測則是監(jiān)測農(nóng)作物生長過程中的變化。5.3農(nóng)業(yè)遙感應(yīng)用案例5.3.1農(nóng)作物種植面積監(jiān)測利用遙感技術(shù),可以快速準(zhǔn)確地獲取農(nóng)作物種植面積。通過對遙感圖像進(jìn)行預(yù)處理、植被指數(shù)計(jì)算、分類識別等環(huán)節(jié),可以提取出不同農(nóng)作物的種植面積,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理和政策制定提供依據(jù)。5.3.2農(nóng)作物長勢監(jiān)測遙感技術(shù)可以實(shí)時(shí)監(jiān)測農(nóng)作物長勢,通過計(jì)算植被指數(shù)、分析光譜特征等方法,評估農(nóng)作物生長狀況,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供決策支持。5.3.3農(nóng)田病蟲害監(jiān)測遙感技術(shù)可以在早期發(fā)覺農(nóng)田病蟲害,通過監(jiān)測農(nóng)作物光譜特征的變化,判斷病蟲害的發(fā)生和傳播情況,為及時(shí)防治提供依據(jù)。5.3.4農(nóng)業(yè)水資源監(jiān)測遙感技術(shù)可以監(jiān)測農(nóng)業(yè)水資源分布、水質(zhì)狀況,為水資源管理和合理利用提供科學(xué)依據(jù)。5.3.5農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測遙感技術(shù)可以監(jiān)測農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境變化,如土壤侵蝕、水體富營養(yǎng)化等,為農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境保護(hù)提供數(shù)據(jù)支持。第六章農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng)6.1農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng)概述農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng)是一種基于現(xiàn)代信息技術(shù)、人工智能和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)的綜合應(yīng)用系統(tǒng)。其主要目的是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)、高效、科學(xué)的決策支持,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益和資源利用效率。該系統(tǒng)通過對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的收集、處理和分析,實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的各類資源、環(huán)境、生產(chǎn)要素的智能化管理,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供決策依據(jù)。6.2農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng)構(gòu)建6.2.1系統(tǒng)架構(gòu)農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng)主要包括數(shù)據(jù)采集與傳輸、數(shù)據(jù)處理與分析、決策模型構(gòu)建、決策結(jié)果輸出等四個(gè)部分。以下對這四個(gè)部分進(jìn)行詳細(xì)闡述:(1)數(shù)據(jù)采集與傳輸:通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、遙感技術(shù)、傳感器技術(shù)等手段,實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的各類數(shù)據(jù),如土壤濕度、氣象信息、作物生長狀況等,并將數(shù)據(jù)傳輸至數(shù)據(jù)處理中心。(2)數(shù)據(jù)處理與分析:對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行清洗、整理、轉(zhuǎn)換等處理,運(yùn)用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,提取有價(jià)值的信息。(3)決策模型構(gòu)建:根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求,結(jié)合專家知識、歷史數(shù)據(jù)等,構(gòu)建適用于不同場景的決策模型,如病蟲害防治、施肥決策、灌溉決策等。(4)決策結(jié)果輸出:將決策模型輸出的結(jié)果以可視化形式展示給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者,便于其進(jìn)行決策。6.2.2關(guān)鍵技術(shù)(1)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù):通過關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘、聚類分析、時(shí)序分析等方法,從海量數(shù)據(jù)中提取有價(jià)值的信息。(2)機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù):運(yùn)用機(jī)器學(xué)習(xí)算法,如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、決策樹、隨機(jī)森林等,對數(shù)據(jù)進(jìn)行分類、回歸等分析。(3)深度學(xué)習(xí)技術(shù):利用深度學(xué)習(xí)算法,如卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等,對圖像、語音等數(shù)據(jù)進(jìn)行特征提取和識別。(4)優(yōu)化算法:采用遺傳算法、蟻群算法等優(yōu)化算法,求解決策模型中的優(yōu)化問題。6.3農(nóng)業(yè)智能決策系統(tǒng)應(yīng)用6.3.1病蟲害防治通過智能決策系統(tǒng),農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者可以實(shí)時(shí)監(jiān)測作物生長狀況,預(yù)測病蟲害發(fā)生概率,制定針對性的防治措施,降低病蟲害對作物的影響。6.3.2施肥決策根據(jù)土壤養(yǎng)分狀況、作物需肥規(guī)律等信息,智能決策系統(tǒng)可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供合理的施肥建議,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥,提高肥料利用率。6.3.3灌溉決策通過對氣象、土壤濕度等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)監(jiān)測,智能決策系統(tǒng)可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供科學(xué)的灌溉方案,實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉,提高水資源利用效率。6.3.4農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理智能決策系統(tǒng)可以協(xié)助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者進(jìn)行生產(chǎn)計(jì)劃制定、生產(chǎn)進(jìn)度監(jiān)控、生產(chǎn)效益分析等,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理水平。6.3.5農(nóng)產(chǎn)品市場預(yù)測通過對農(nóng)產(chǎn)品市場數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘和分析,智能決策系統(tǒng)可以為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者提供市場趨勢預(yù)測,幫助其制定合理的生產(chǎn)計(jì)劃,降低市場風(fēng)險(xiǎn)。第七章精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)與設(shè)備7.1精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)概述精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)是一種基于信息技術(shù)的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)管理方法,旨在提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低生產(chǎn)成本、保護(hù)生態(tài)環(huán)境,并實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)主要包括地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析等。這些技術(shù)相互融合,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供準(zhǔn)確、實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)支持,幫助農(nóng)民科學(xué)管理農(nóng)作物。7.2精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)設(shè)備與工具精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)設(shè)備與工具是實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)的基礎(chǔ),主要包括以下幾類:(1)數(shù)據(jù)采集設(shè)備:包括氣象站、土壤傳感器、植物生長監(jiān)測儀等,用于實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的環(huán)境數(shù)據(jù)和作物生長狀況。(2)數(shù)據(jù)處理與分析設(shè)備:主要包括計(jì)算機(jī)、服務(wù)器等,用于對采集到的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析、處理,為決策提供依據(jù)。(3)自動控制系統(tǒng):包括智能灌溉系統(tǒng)、自動施肥系統(tǒng)、無人機(jī)等,用于實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的自動化、智能化管理。(4)農(nóng)業(yè):如植保、采摘等,用于替代人工完成一些繁重的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)。(5)智能農(nóng)業(yè)裝備:如智能收割機(jī)、植保無人機(jī)等,具有較高的作業(yè)效率和智能化水平。7.3精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用(1)作物生長監(jiān)測與診斷:通過遙感技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)等手段,實(shí)時(shí)監(jiān)測作物生長狀況,分析土壤、氣候等因素對作物生長的影響,為農(nóng)民提供科學(xué)的施肥、灌溉建議。(2)病蟲害防治:利用無人機(jī)、智能噴霧器等設(shè)備,實(shí)現(xiàn)病蟲害的精準(zhǔn)防治,降低農(nóng)藥使用量,減輕環(huán)境污染。(3)智能灌溉:根據(jù)土壤濕度、作物需水量等信息,自動調(diào)節(jié)灌溉系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)節(jié)水灌溉,提高作物產(chǎn)量。(4)智能施肥:根據(jù)土壤養(yǎng)分、作物生長需求等信息,自動調(diào)整施肥方案,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥,提高肥料利用率。(5)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量追溯:通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù),實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品從生產(chǎn)、加工、銷售到消費(fèi)的全過程追溯,保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全。(6)農(nóng)業(yè)機(jī)械化:利用智能農(nóng)業(yè)裝備,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率,降低勞動強(qiáng)度,促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。(7)生態(tài)環(huán)境保護(hù):通過精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù),減少化肥、農(nóng)藥使用,保護(hù)生態(tài)環(huán)境,實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)與設(shè)備的應(yīng)用,為我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供了有力支持,有助于提高農(nóng)業(yè)競爭力,促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化。在未來的發(fā)展中,精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)將繼續(xù)完善,為我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)力量。第八章農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用8.1農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用,主要體現(xiàn)在作物生長監(jiān)測、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策和農(nóng)業(yè)資源優(yōu)化配置等方面。通過收集氣象、土壤、作物生長等數(shù)據(jù),可以實(shí)時(shí)監(jiān)測作物生長狀況,發(fā)覺病蟲害等問題,為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)?;诖髷?shù)據(jù)分析,可以為農(nóng)民提供種植、施肥、灌溉等決策建議,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)還可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源的優(yōu)化配置,如合理分配化肥、農(nóng)藥、水資源等,降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本。8.2農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)管理與服務(wù)中的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)管理與服務(wù)領(lǐng)域,農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面:一是農(nóng)業(yè)政策制定與調(diào)整。通過分析農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù),可以更加準(zhǔn)確地了解農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀,為制定和調(diào)整農(nóng)業(yè)政策提供依據(jù)。二是農(nóng)業(yè)市場監(jiān)管。利用大數(shù)據(jù)技術(shù),可以對農(nóng)產(chǎn)品市場進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控,預(yù)防市場風(fēng)險(xiǎn),保障農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格穩(wěn)定。三是農(nóng)業(yè)金融服務(wù)。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)可以為金融機(jī)構(gòu)提供農(nóng)民信用評估、農(nóng)業(yè)項(xiàng)目風(fēng)險(xiǎn)評估等數(shù)據(jù)支持,降低金融風(fēng)險(xiǎn)。四是農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)服務(wù)。通過分析農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù),保險(xiǎn)公司可以精準(zhǔn)制定農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)產(chǎn)品,提高農(nóng)業(yè)保險(xiǎn)覆蓋率和理賠效率。8.3農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)科研與推廣中的應(yīng)用農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)在農(nóng)業(yè)科研與推廣中的應(yīng)用,有助于提高農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新能力和推廣效果。,農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)可以為科研人員提供豐富的數(shù)據(jù)資源,幫助他們發(fā)覺新的科研課題,提高科研效率。另,基于農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的智能分析,可以為農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣提供有力支持。例如,通過分析農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù),可以找出適合不同地區(qū)、不同作物的種植模式,為農(nóng)民提供有針對性的技術(shù)指導(dǎo)。農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)還可以用于評估農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣效果,為政策制定和調(diào)整提供依據(jù)。第九章農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)政策與法規(guī)9.1農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)政策概述農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)政策旨在推動我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程,提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)競爭力,促進(jìn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。我國高度重視農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的發(fā)展,出臺了一系列政策措施,以加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的扶持和引導(dǎo)。明確了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展的總體目標(biāo),即建立健全農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)體系,實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的智能化、精準(zhǔn)化、綠色化發(fā)展。強(qiáng)調(diào)加強(qiáng)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè),提升農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)資源開發(fā)利用水平。還鼓勵(lì)企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)開展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新,推動農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展。9.2農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)為了保障農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的健康有序發(fā)展,我國制定了一系列農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)。這些法規(guī)與標(biāo)準(zhǔn)主要涉及以下幾個(gè)方面:(1)數(shù)據(jù)安全與隱私保護(hù)。要求農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)企業(yè)和相關(guān)機(jī)構(gòu)建立健全數(shù)據(jù)安全防護(hù)體系,加強(qiáng)數(shù)據(jù)安全風(fēng)險(xiǎn)監(jiān)測,保證數(shù)據(jù)不被泄露、篡改和濫用。(2)數(shù)據(jù)資源共享與開放。鼓勵(lì)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)企業(yè)和相關(guān)機(jī)構(gòu)開放數(shù)據(jù)資源,推動數(shù)據(jù)資源共享,促進(jìn)農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)鏈的協(xié)同發(fā)展。(3)數(shù)據(jù)質(zhì)量與真實(shí)性。要求農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)企業(yè)和相關(guān)機(jī)構(gòu)加強(qiáng)數(shù)據(jù)質(zhì)量控制,保證數(shù)據(jù)的真實(shí)性、準(zhǔn)確性和完整性。(4)數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新與產(chǎn)業(yè)發(fā)展。支持農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)創(chuàng)新,鼓勵(lì)企業(yè)研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù),推動農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展。9.3農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)政策與法規(guī)的實(shí)施農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)政策與法規(guī)的實(shí)施,需要各方共同努力。以下是從企業(yè)、高校和科研機(jī)構(gòu)三個(gè)層面,對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)政策與法規(guī)實(shí)施的建議:(1)層面。應(yīng)加強(qiáng)對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)政策與法規(guī)的宣傳和解讀,提高全社會對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的認(rèn)識和重
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