水稻是我国第一大口粮，从栽种到成熟，什么时候该施肥?灌溉量要多大?病虫害怎么预防?过去，人们很大程度上依靠经验决策，如今，科学家们开始将5G与AI等先进技术应用于农田。在上海市浦东宣桥腰路农业基地，中国电信上海公司(以下简称“上海电信”)联合上海清美集团和武汉大学，打造了国内首个全智能数字水稻种植示范区。
图为中国电信5G农业智能杆
5G+AI赋能科学种植
据悉，上海电信在示范区部署了5G+MEC网络，并结合AI智能分析应用，实现了水稻和蔬菜种植过程的实时数字化。通过对数据进行智能解译、建模和决策，形成了一套集采集、传输、解译、模拟、决策于一体的智慧农业管理平台。
图为人工智能系统做出的作物诊断情况(氮素、水分)
依托该平台，人工智能系统自主管理示范区水稻种植情况，数据分析、建模和管理全程智能化。系统智能融合气象、传感器、农田巡查图像，以及无人机影像等数据，通过图像识别技术，快速评估水稻生长状态(包括生育期、叶面积指数和生物量等信息)。
在“数据中心”，人工智能系统24小时不间断地自主学习，对图像信息进行深度分析并建立数学模型，精准判断病虫害发生强度和破坏程度、诊断每块农田水稻的水分和氮素胁迫水平以及未来的变化趋势，然后制定最优的灌溉方案、施肥方案(包括肥料的种类、配比和施肥量及最优施肥时间)和病虫害管控方案，优化种植的各个环节。
数字孪生助力提质降本
依托该人工智能系统，上海电信助力打造了具有数字内涵的水稻种植管理方式以及优质稻米溯源系统。其中，基于5G技术开发的农田数字孪生系统，能够零延时将示范区实时情境孪生至室内，实时同步农田巡查人员采集的图像、传感器数据以及无人机影像至室内;让种植者足不出户也可直观浏览作物生长状态和示范区所有信息。而最终摆在清美食品货架上的大米，未来人们扫一扫就能轻松溯源，获得更安心的购买体验。
图为AR平台田间情况示意图
更为先进的是，在信息同步的同时，数据分析模型、作物生长模型和农田决策模型也会被瞬间触发，3秒之内完成所有田块的建模和计算，评估整个示范区的水稻需水和营养状态。此外，通过数据孪生系统，还可实时控制灌溉与施肥设备，系统根据农田水位和电导率的变化，自动关闭阀门和水肥机。
图为工作人员通过AR眼镜观测操作
总体而言，水稻种植过程的实时数字化，从源头上进一步降低农业生产的人力投入;精准水肥管理，减少水资源和肥料浪费，最小化农田排放;通过作物生长过程的精确调控管理，进一步提搞作物品质。这一切都为高品质稻米注入数字内涵，为可持续农业提供新的源动力。
在上海市大力推进城市数字化转型的大背景下，数字已成为驱动上海现代都市农业发展的关键要素。全智能数字水稻种植示范区项目是上海电信首个将5G技术应用于农业生产的项目，该项目的成功，不仅降低了农作物的成本、保证了农产品的品质及安全，最重要的是为5G+云网+AI智能在现代农业领域中的应用提供了更多的参考和思路。
