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中国仿真学会科学技术奖推荐书奖励类别口自然科学类口技术发明类J科技进步类报奖等级J一等奖口二等奖项目名称苹果树仿真模型构建与应用所属专业农业模型与仿真主要完成单位(法人单位公章)联系人周国民办公电话移动电话传真电子信箱推荐日期2018年5月15日主要完成单位中国农业科学院农业信息研究所、北京农业信息技术研究中心、中国农业科学院果树研究所单位介绍中国农业科学院农业信息研究所(简称信息所)由原中国农业科学院科技情报研究所(1957年成立)、中国农业科学院图书馆(1957年成立)、中国农业科学院计算中心(1981年成立)、中国农业科学院农业宏观研究室(1992年成立)等独立机构逐步整合而成是以农业信息科技创新和农业科技信息服务为主要任务的国家级非营利性科研机构对本项目主要学术(技术)贡献
1、项目的主持单位,负责整个项目的组织与实施;
2、果园数字化管理平台设计与实现;
3、果园环境参数采集设备研发与完善;
4、项目成果的推广与应用北京农业信息技术研究中心旨在面向我国现代农业发展和社会主义新农村建设的重大需求,重点围绕农业智能系统与信息服务、农业遥感与地理信息系统、农业精准作业技术与装备、农业物联网与智能控制和食品质量安全控制与数字物流等五个研究方向,开展基础理论研究、关键技术开发、重大产品创制、科技成果转化与推广等工作,探索农业与农村信息化建设的可行路径、可推广模式和可持续机制,为“促进工业化、信息化、城镇化、农业现代化同步发展”贡献科技力量中国农业科学院果树研究所成立于1958年,是以苹果、梨、葡萄、桃、李、杏、草莓、蓝莓、舜猴桃、樱桃、枣等果树为研究对象的国家级科研机构,是国家果树战略科技力量经过60多年的发展,形成了涵盖种质资源、遗传育种、栽培生理、植物保护、贮藏加工、质量安全、科技信息等学科体系,创建了种类齐全、学科完整、特色鲜明、优势明显的研究体系成果描述是对国家863计划“基于模型的果园与油菜作物生产数字化管理平台(编号2013AAi02405)”研究成果的凝练与总结我国是世界水果生产第一大国,但水果产业大而不强,存在着产量低、品质差的问题,而果园数字化管理提升果品产量和品质的关键因素之一本成果通过苹果树结构功能模型的构建,实现了基于模型的果园数字化管理平台研建和应用成果内容包括三个方面
(1)苹果树三维形态结构模型构建与仿真针对苹果树枝型数字化管理的应用需求,提出了苹果树三维形态结构模型构建的系列方法,包括基于样条曲线的叶子几何建模方法、苹果果实几何造型的方法、增量式的果树枝干骨架交互提取方法与同类研究相比,通过苹果树的三维形态来逐日计算出光合产物量,解决干物质积累量计算不准的难题,有效提高了模型的模拟和仿真精度
(2)苹果树生长模拟和营养管理模型构建针对苹果树营养数字化管理的应用需求,在参考国外同类模型的基础上,构建了苹果树生长模拟和营养管理模型,包括果树不同生长时期对磷、钾、镁等营养元素的需求模型;苹果鲜叶氮营养近红外光谱快速测定模型;以及土壤有效氮红外光谱快速估测模型,与同类研究相比,模型的稳定性和预测性能更好
(3)果园数字化管理平台研发与应用针对国内果园数字化管理的需求,研制了基于模型的果园数字化管理平台,实现了果品全产业链数字化管理本成果的创新点包括
(1)突破了模型驱动的果园智能管理决策技术;
(2)创建了果园数字化管理平台,实现果园管理的数字化和模型化本成果已发表学术论文51篇(SCI/EI收录论文4篇);取得软件著作权22项,专利34项(其中发明专利4项)成果在辽宁、北京、山东、山西、广东、宁夏、新疆等7省(市)应用,累计推广应用面积
192.6万亩,辐射带动果业合作社(或果协、)842个,果农
31.6万人,取得了良好的社会经济效益。