【智慧渔业】大闸蟹养殖精准监测与智能管控技术应用

　　一、基本情况

　　江苏省农业科学院作为江苏省农业大数据产业技术创新战略联盟理事长单位、江苏省智慧农业研究会副理事长单位，建设有农业农村部长三角智慧农业技术重点实验室、江苏省农业数据智能工程研究中心、高分辨率对地观测系统江苏农业应用中心、江苏省大闸蟹数据智能技术研究中心、国家农业科学数据共享中心江苏省服务分中心等十多个智慧农业相关省部级科研平台，长期致力于开展农业物联网、大数据、人工智能、智能装备等智慧农业研究和应用推广。围绕大田作物农机与农艺融合技术、稻麦油及果蔬生长调控关键技术、设施栽培物联网关键技术、农业生产智能化测控关键技术、水稻病虫害智能测控关键技术等开展创新研究和技术推广。十三五以来，得到国家科技支撑计划、国家重点研发计划、国家自然科学基金、江苏省重点研发计划、江苏省农业科技自主创新等20多个省部级项目支持，发表相关高水平研究论文100多篇，授权专利/软著40多项，相关成果技术服务和转化收益3000多万元。

　　二、建设内容

　　“大闸蟹养殖精准监测与智能管控技术体系”重点针对目前设施水产养殖中“过度依赖养殖者的经验和自然环境、劳动密集型产业人力成本高、精准投喂调控难、标准化程度低、品质保障难”等产业痛点问题，充分利用物联网、大数据、人工智能、无人机等技术，针对大闸蟹养殖过程中环境、水草等关键要素，开展了养殖环境数据实时采集和分析、产量预测与品质分析、水草长势动态监测、养殖区域面积检测、生产科技服务等智能化生产与知识服务等方面的研究，建立了以“数据”为核心，以“智能”为驱动的大闸蟹养殖信息动态精准测控技术体系，用客观数据替代主观分析、用模型分析解放劳动力，实现大闸蟹养殖过程中的智能化、安全化和标准化。

　　主要关键技术包括：

　　1、大闸蟹养殖全过程多源异构数据动态、精准采集。基于现有国产传感器，开展环境、水质、投喂监测等仪器设备布设研究，实现大闸蟹养殖水质、气象环境、生产管理等多源数据的立体化、全方位且长期、稳定感知与传输。

　　2、数据智能驱动的蟹塘水质因子分析和预测。以海量数据为驱动，结合分布滞后非线性模型、LSTM、粒子群优化等机器学习、深度学习技术，分析饲料投喂对蟹塘溶解氧、pH等水质指标的影响，对未来12小时溶解氧准确预测。

　　3、数据导向的大闸蟹产量预测分析与品质评估。基于多塘口生产管理（投喂、清塘、用药、水草种植、投苗、产量等）数据、水温和溶解氧等水质监测数据构建产量预测模型，探索大闸蟹养殖环境与品质之间的关联性，构建大闸蟹养殖环境与食品安全预警监测体系。

　　4、算法导向的大闸蟹养殖区域和环境监测。基于监督分类、非监督分类、支持向量机、随机森林、卷积神经网络等多种分类、识别方法，监测大闸蟹养殖面积，实现水草长势反演及增氧设备状态诊断。

　　5、基于知识图谱的智能专家问答系统。基于蟹类相关网络新闻、养殖指导手册、论文和电子书籍等文本资源，利用BERT等自然语言处理模型，构建蟹类领域知识图谱、专家系统和智能问答系统。

　　6、自主研发大闸蟹全产业链大数据与知识服务平台。设计研发包括养殖决策支持、养殖动态监管、知识服务、数据发布与公共服务等功能的大闸蟹大数据智能管控云平台，形成大闸蟹大数据服务平台相关的数据交互、数据共享、信息安全管理等标准规范。

　　三、主要成效

　　本案例通过多传感器、物联网数据管理等方式，创新对大闸蟹的养殖效益、环境保护、产品品质保障等方面有着积极的促进效应，对地域条件类似的地区有着普遍的指导作用，有效推动了我省水产养殖业从传统劳动密集型生产方式向精准化、可控化、智能化方式转变。本案例目前已在南京浦口、高淳、苏州宜兴等多个地区和试验基地完成推广应用和集成示范工作，合作农户近100户，养殖面积达2000多亩，具有很强的应用示范指导意义。