廣袤平原上的農(nóng)作物，每年因病蟲害導(dǎo)致的糧食損失高達(dá)1400萬噸。如何“蟲口奪糧”，降低危害，減少損失，保障糧食安全？

       6月以來，東亞季風(fēng)一路北上，逐漸靠近華北平原、東北平原。伴隨著季風(fēng)，東南亞國家的一些重要病蟲害，包括我國南方的病蟲害，也在不斷北上。全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心發(fā)布的《2023年全國農(nóng)作物重大病蟲害發(fā)生趨勢預(yù)報(bào)》顯示，預(yù)計(jì)小麥、水稻、玉米、馬鈴薯等主要糧食作物重大病蟲害呈重發(fā)態(tài)勢，全國發(fā)生面積20.20億畝次，比2022年和2017—2021年均值分別增加29.5%和10.6%。

 

       伴隨著農(nóng)作物遷飛性害蟲的北遷肆虐，新一年的“蟲口奪糧”戰(zhàn)也更加緊迫。

       作為國內(nèi)先行的數(shù)字農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)商，托普云農(nóng)早在2012年就開始了農(nóng)作物病蟲害測報(bào)防治技術(shù)的研究，立志做好植保測報(bào)防治工作，保障糧食安全。多年來，組建了一支來自上海交大、紐卡斯?fàn)柎髮W(xué)、南京農(nóng)業(yè)大學(xué)、福建農(nóng)林大學(xué)等知名院校的多學(xué)科交叉結(jié)合的專業(yè)研發(fā)團(tuán)隊(duì)。他們在機(jī)器視覺、AI算法、機(jī)械工程、植物病蟲害識(shí)別鑒定等領(lǐng)域擁有豐富經(jīng)驗(yàn)，十余年來，基于對植物保護(hù)以及人工智能的深度理解，從解決市場痛點(diǎn)發(fā)力，不斷研發(fā)升級(jí)符合應(yīng)用端需求的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。

 

#1深研其中，將“一米寬”做到“百米深”

       2012年至今，潛心鉆研十二載，歷經(jīng)五代硬件升級(jí)，三代算法升級(jí)，其產(chǎn)品性能、參數(shù)、功能全方位進(jìn)化。從1200萬升級(jí)到2000萬工業(yè)級(jí)攝像頭，實(shí)現(xiàn)拍攝圖像更高清；從智能雨控裝置到超大防雨棚，實(shí)現(xiàn)雨天照常工作；從蟲體堆疊到自動(dòng)散蟲，實(shí)現(xiàn)識(shí)別計(jì)數(shù)更準(zhǔn)確，硬件基礎(chǔ)更加夯實(shí)。

托普云農(nóng)智能蟲情測報(bào)燈識(shí)別出害蟲

 

       另一方面，從特征識(shí)別法進(jìn)階到深度學(xué)習(xí)法，構(gòu)建多維混合算法模型，軟件內(nèi)核全面優(yōu)化，由單一水稻害蟲識(shí)別擴(kuò)充到多種農(nóng)作物主要害蟲識(shí)別?，F(xiàn)有圖庫92TB約3000多萬張，精選樣本庫25萬張，每月增量達(dá)4.5TB。針對水稻、玉米、小麥、棉花、大豆等多種農(nóng)作物，實(shí)現(xiàn)了草地貪夜蛾、草地螟、粘蟲、稻縱卷葉螟、二化螟、玉米螟、棉鈴蟲等包括國家一類農(nóng)作物害蟲和省級(jí)二類農(nóng)作物害蟲在內(nèi)的119種農(nóng)、林業(yè)趨光性害蟲的識(shí)別。隨著技術(shù)的更迭，可識(shí)別種類和準(zhǔn)確率還在快速提升。

 

       與之相應(yīng)的，為進(jìn)一步提升產(chǎn)品技術(shù)與性能穩(wěn)定性，2021年開始，托普云農(nóng)持續(xù)參與全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心組織開展的智能蟲情測報(bào)燈誘集效果和識(shí)別準(zhǔn)確率驗(yàn)證工作，分別在廊坊基地、江西省九江市瑞昌市農(nóng)業(yè)農(nóng)村局植保植檢站開展了連續(xù)試驗(yàn)，2021年6月（驗(yàn)證初期），托普云農(nóng)智能蟲情測報(bào)燈在試驗(yàn)點(diǎn)成功識(shí)別出白背飛虱，得到專家的驗(yàn)證與確認(rèn)。

全國農(nóng)技中心關(guān)于開展智能蟲情測報(bào)燈誘集效果和識(shí)別準(zhǔn)確率驗(yàn)證工作的通知

布設(shè)于試驗(yàn)點(diǎn)的智能蟲情測報(bào)燈（拍攝于2021年）

 

       而針對中心領(lǐng)導(dǎo)及行業(yè)專家提出的蟲體堆積，粘蟲、草地螟識(shí)別效果欠佳等問題，托普云農(nóng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)積極進(jìn)行了功能改進(jìn)與算法升級(jí)，實(shí)現(xiàn)了均勻散蟲不堆積，普通粘蟲、草地螟識(shí)別率超過90%以上。

       2022年，托普云農(nóng)的研發(fā)團(tuán)隊(duì)攜全新智能蟲情測報(bào)燈再次前往試驗(yàn)區(qū)域進(jìn)行驗(yàn)證。7月，托普云農(nóng)智能蟲情測報(bào)燈在河北廊坊試驗(yàn)基地識(shí)別出草地貪夜蛾，8月，智能蟲情測報(bào)燈單日識(shí)別到585頭甜菜夜蛾。燈具自動(dòng)識(shí)別蟲量與燈具采集圖片人工識(shí)別蟲量具有顯著相關(guān)性，綜合識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到95%以上。

2021年和2022年智能蟲情測報(bào)燈誘集效果和識(shí)別準(zhǔn)確率驗(yàn)證報(bào)告

廊坊基地黨支部書記耿亭、高宇博士一行與托普云農(nóng)研發(fā)團(tuán)隊(duì)合影（拍攝于2022年）

 

多地實(shí)踐見實(shí)效

01 寧夏——監(jiān)測到草地螟蛾峰

       寧夏靠近黃河上游，是西北地區(qū)重要的糧食產(chǎn)區(qū)。去年5月，在中寧縣、賀蘭縣、靈武市、平羅縣四地，托普云農(nóng)農(nóng)作物病蟲疫情智能監(jiān)測點(diǎn)分別監(jiān)測到草地螟、小菜蛾高峰，平臺(tái)發(fā)送短信預(yù)警，寧夏農(nóng)技推廣總站迅速做出部署，發(fā)布防范措施。2023年5月，中寧縣佳成蔬菜監(jiān)測點(diǎn)單日誘蛾1093頭，再次達(dá)到誘蛾高峰，且蛾峰高于2022年同期，寧夏農(nóng)技推廣總站及時(shí)開展燈下和田間蛾量調(diào)查，避免出現(xiàn)大面積危害。

2022年5月草地螟高清照

2022年5月誘蛾情況展示圖

2022年5月寧夏農(nóng)技推廣總站發(fā)布蟲情簡報(bào)

2023年5月草地螟識(shí)別圖片

2023年5月中寧縣誘蛾高峰預(yù)警

寧夏農(nóng)技推廣總站發(fā)布植保情報(bào)，部署防控工作

 

02 河北——監(jiān)測到草地貪夜蛾

    去年7月，依托布設(shè)于河北省內(nèi)的智能蟲情測報(bào)燈，監(jiān)測到省內(nèi)有草地貪夜蛾出現(xiàn)。經(jīng)過及時(shí)與當(dāng)?shù)夭块T匯報(bào)確認(rèn)，河北省植保植檢總站迅速作出部署，發(fā)布一系列防范措施，要求各地加強(qiáng)監(jiān)測防控工作。

7月7日，識(shí)別出草地貪夜蛾高清照

河北省植保植檢總站發(fā)布草地貪夜蛾蟲情簡報(bào)

 

03 浙江——監(jiān)測到稻縱卷葉螟蛾峰

       受臺(tái)風(fēng)“軒嵐諾”影響，去年8月末，杭州市余杭區(qū)出現(xiàn)持續(xù)大風(fēng)和高濕天氣，托普云農(nóng)智能蟲情測報(bào)燈有效監(jiān)測到稻縱卷葉螟及二化螟蛾峰，當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)農(nóng)村局根據(jù)蟲害發(fā)生態(tài)勢，立即開展分品種、分區(qū)塊普查，結(jié)合系統(tǒng)調(diào)查結(jié)果，掌握防治適期，科學(xué)用藥，杜絕濫用藥。

識(shí)別出稻縱卷葉螟及二化螟峰

余杭區(qū)農(nóng)業(yè)農(nóng)村局發(fā)布防治意見

 

中心驗(yàn)證獲第一

       托普云農(nóng)智慧農(nóng)業(yè)研究院院長說，“植物保護(hù)工作很重要的一項(xiàng)內(nèi)容就是對病蟲害的監(jiān)測預(yù)警、防治適期，因此，對害蟲精準(zhǔn)的識(shí)別監(jiān)測顯得尤為重要。”
為促進(jìn)智能化監(jiān)測預(yù)警技術(shù)推廣應(yīng)用，引導(dǎo)監(jiān)測設(shè)備市場健康有序發(fā)展，全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心以《農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測設(shè)備技術(shù)參數(shù)與性能要求》（農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)NY/T 4182-2022）為驗(yàn)證評價(jià)指標(biāo)，開展了智能化監(jiān)測設(shè)備現(xiàn)場展示和比試，托普云農(nóng)的智能蟲情測報(bào)燈圖像自動(dòng)識(shí)別綜合準(zhǔn)確率高達(dá)97.5%，優(yōu)勢凸顯。

智能化監(jiān)測設(shè)備展示和比試現(xiàn)場

全國農(nóng)技中心發(fā)布比試結(jié)果，托普云農(nóng)測報(bào)產(chǎn)品識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)97.5%

 

       回顧托普云農(nóng)在植保方面的發(fā)展，可以發(fā)現(xiàn)，立足于市場需求，托普云農(nóng)正在和需求方共同探索從數(shù)據(jù)采集——分析——應(yīng)用——反饋的閉環(huán)之路，數(shù)據(jù)服務(wù)能力不斷提升，原始創(chuàng)新能力也不斷增強(qiáng)，正一步步邁向深層次、多領(lǐng)域的創(chuàng)新格局。數(shù)據(jù)顯示，托普云農(nóng)智能測報(bào)系列產(chǎn)品目前擁有發(fā)明專利6項(xiàng)，軟件著作權(quán)8項(xiàng)，新型實(shí)用專利18項(xiàng)，外觀專利3項(xiàng)，被寫入科研論文2次。

 

#2創(chuàng)新蓄力，從單環(huán)節(jié)應(yīng)用到多場景閉環(huán)管理

深耕蟲害細(xì)分市場測報(bào)研究

       在國家規(guī)定的一二類趨光性害蟲的識(shí)別準(zhǔn)確率取得突破后，針對作物蟲害細(xì)分市場的專業(yè)化識(shí)別，托普云農(nóng)開始著手于稻飛虱等體積小、識(shí)別難、危害大的蟲體識(shí)別測報(bào)。
稻飛虱作為遠(yuǎn)距離遷飛性害蟲，其危害具有隱蔽性、突發(fā)性和猖撅性，曾經(jīng)無數(shù)次造成糧食大面積減產(chǎn)，甚至絕收，成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的心腹大患。

       托普云農(nóng)在農(nóng)業(yè)科研院所專業(yè)指導(dǎo)下，自主研發(fā)了小蟲體智能測報(bào)系統(tǒng)，采用專一誘蟲光譜，雙燈源捕滅系統(tǒng)，定制進(jìn)蟲口，減少識(shí)別干擾，同時(shí)活體誘捕，高清拍攝，大大提高識(shí)別準(zhǔn)確率、檢出率，測報(bào)識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)90%以上。目前已經(jīng)在廣西、江蘇、海南、湖南等多地糧食主產(chǎn)區(qū)開展試驗(yàn)測試，并取得較好效果。

托普云農(nóng)小蟲體智能測報(bào)系統(tǒng)能準(zhǔn)確識(shí)別白背飛虱、褐飛虱屬、灰飛虱等

小蟲體智能測報(bào)系統(tǒng)參與全國農(nóng)技推廣中心組織的試驗(yàn)

小蟲體智能測報(bào)系統(tǒng)在各地開展試驗(yàn)

 

形成嚴(yán)密而完善的植保閉環(huán)

       農(nóng)作物病蟲害呈高發(fā)、多發(fā)趨勢，如何有效提高農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測預(yù)警水平，確保農(nóng)作物生產(chǎn)安全，是擺在植保監(jiān)管部門面前的一項(xiàng)重要課題?？萍嫉陌l(fā)展對植保工作的開展發(fā)揮了巨大作用，尤其是信息技術(shù)的發(fā)展。在浙江，托普云農(nóng)支撐浙江省植保檢疫與農(nóng)藥管理總站建立起農(nóng)作物病蟲疫情智能監(jiān)測網(wǎng)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)從監(jiān)測預(yù)警、分析研判到統(tǒng)防統(tǒng)治、服務(wù)反饋的閉環(huán)管理。
“浙江植保服務(wù)在線平臺(tái)”匯集全省11個(gè)地市農(nóng)業(yè)生產(chǎn)種植、專業(yè)合作社、植保服務(wù)組織等基礎(chǔ)信息。平臺(tái)通過采集布設(shè)在各地市的監(jiān)測點(diǎn)數(shù)據(jù)，對害蟲信息進(jìn)行動(dòng)態(tài)展示和對比分析，并聯(lián)動(dòng)水文、氣象等進(jìn)行綜合研判、智能預(yù)警，及時(shí)發(fā)現(xiàn)遷入時(shí)間、發(fā)生峰值，有效開展統(tǒng)防統(tǒng)治，避免重大病蟲害暴發(fā)成災(zāi)，最后，還會(huì)對整個(gè)防控過程進(jìn)行服務(wù)反饋，確保應(yīng)防盡防應(yīng)治盡治，實(shí)現(xiàn)了植保工作的閉環(huán)管理。

浙江植保服務(wù)在線平臺(tái)

植保服務(wù)在線平臺(tái)上的水稻蟲情預(yù)警

 

       托普云農(nóng)智慧農(nóng)業(yè)研究院院長介紹，“以前病蟲害的防治，需要測報(bào)人員高頻率到田間調(diào)查測報(bào)，隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、算法模型等先進(jìn)技術(shù)在植保領(lǐng)域中的逐步應(yīng)用，傳統(tǒng)植保逐步轉(zhuǎn)向精準(zhǔn)、高效、便捷的智慧模式。”

       浙江的經(jīng)驗(yàn)在持續(xù)影響著更多地區(qū)。6月，在長三角農(nóng)業(yè)重大病蟲疫情聯(lián)防聯(lián)控暨早稻病蟲害發(fā)生趨勢會(huì)上，上海、江蘇、安徽等省份的領(lǐng)導(dǎo)、專家，現(xiàn)場參觀了浙江省的植保數(shù)字化應(yīng)用，浙江省植保檢疫與農(nóng)藥管理總站陸劍飛站長說，隨著數(shù)字化、智能化技術(shù)的日新月異，浙江擁有自己的植保服務(wù)在線，“蟲臉識(shí)別”、無人機(jī)飛防，動(dòng)態(tài)智能預(yù)警等植保數(shù)字化手段投入使用，精準(zhǔn)推送預(yù)警信息達(dá)13萬多人次，讓植保工作如虎添翼。

       “目前，托普云農(nóng)的智能蟲情測報(bào)燈、風(fēng)吸式殺蟲燈、小蟲體智能測報(bào)系統(tǒng)、農(nóng)作物病蟲害監(jiān)測預(yù)警平臺(tái)等相關(guān)植保產(chǎn)品和應(yīng)用，從海南、廣州到甘肅、黑龍江，已經(jīng)在25個(gè)省級(jí)行政區(qū)推廣應(yīng)用，每年參與糧田農(nóng)作物病蟲害防治面積達(dá)上億公頃。”托普云農(nóng)智慧農(nóng)業(yè)研究院院長說。