TGXAS-数字蔗田 甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维规范编制说明

STYLEREF标准文件_文件编号错误!使用“开始”选项卡将标准文件_文件编号应用于要在此处显示的文字。团体标准《数字蔗田甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维规范》（征求意见稿）编制说明一、项目来源根据《广西标准化协会关于下达2023年第九批团体标准制修订项目计划的通知》（桂标协〔2023〕49号）文件精神，由广西壮族自治区糖业发展办公室提出，广西壮族自治区农业科学院、广西糖业集团有限公司、广西凤糖生化股份有限公司、广西泛糖科技有限公司、广西大学、广西壮族自治区地质调查院、广西前沿智能科技有限公司、桂林电子科技大学、广西农业职业技术大学、中粮崇左糖业有限公司、中国农业科学院、中国农业大学、广西田之源农业科技有限公司、广西博庆食品有限公司、广西亚热带经济作物研究所、北京市农林科学院信息技术研究中心、南宁职业技术学院、中国科学院微生物研究所、来宾市农业科学院、捷佳润科技集团股份有限公司、广西丹桂鲜农科技发展有限公司、河池市农业科学研究所、柳州市农业科学研究中心、百色市农业科学研究所、广西南亚热带农业科学研究所、广西田林福生农业有限公司、广西航天宏图信息技术有限公司、广西甘化集团有限公司、南宁糖业股份有限公司、广西甘蔗生产服务有限公司、扶绥县农业科学研究所、广西气象科学研究所等单位共同起草的团体标准《数字蔗田甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维规范》（项目编号：2023-0904）已获批立项。二、项目背景及目的意义数字蔗田”是指将遥感（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS）技术（下称3S技术）以及多（高）光谱、计算机、通讯、大数据、自动化、人工智能等工程技术与农学、数学、物理学、地理学、土壤学、遗传学、生理生态学、生物信息学等农业基础学科有机地结合起来，实现在甘蔗育、繁、推、耕、种、管、收过程中对其“三生”（生命、生产、生态）现象从宏观、中观到微观的实时数据监测和定期信息获取，生成动态空间信息系统，并通过数字化可视化技术对甘蔗“三生”现象及过程进行模拟，以达到合理利用农业资源、降低生产成本、改善生态环境，最终实现提高甘蔗产量和蔗糖分的一种生产模式。甘蔗农业物联网平台基础数据是其重要的一个环节，规范甘蔗农业大数据的采集对象、采集方式、采集原则、采集流程、采集指标、采集工具、采集范围、采集精度、采集频率等。广西“数字蔗田”项目面向甘蔗生产主战场，以降本增效技术集成应用为导向，按照规划目标，广西将在“十四五”期间建设“数字蔗田”示范基地8个以上；每个示范基地面积1000亩以上；项目实施期间辐射的蔗田规模达到100万亩以上；示范区内的甘蔗黑穗病发病率降至8%以下；宿根蔗年限延长1年以上；糖企增收12亿元以上，农民降低投入1.5亿元以上；2021年至今，广西在建工作站30个，其中较为完善的有横县良圻农场等，但均未完全建成。这些宏大目标的实现需要多项数字化手段共同配合运用。与依赖农务人员的主观判断来进行决策的传统甘蔗生产模式相比，“数字蔗田”则是以“数据”作为核心来协助种植活动的管控和农务措施的精准实施，避免了效率低、误差大等问题，可以达到合理利用农业资源，降低生产成本，提高甘蔗产量和质量的目的。数字化工作站是涉及的品种、生长性状、栽培管理、水肥需求、地理信息、地块属性、蔗田环境、病虫害监测预警、自然灾害遥感监测等多时空、多粒度、多类型、多源异构的海量数据采集体系，只有通过制定运维的规范和标准，才能实现监测数据网上填报、实时入库，海量数据准确性、可靠性和标准化，以高效、全面的大数据融合贯通服务数字蔗田应用。甘蔗产业数字化工作站的建设是工作站开展各项数字化工作的基础，不仅需要考虑地理因素还需要考虑人员、环境、发展规划等方面的因素，选择合适的工作站站点能够促进甘蔗数字化工程的快速发展，提高工作站的工作效率，特别是工作站需要一定的设备和人员作投资基础，无法大面积大规模的数量布置，因此需要选择有条件有代表性的地点作规划。甘蔗产业数字化工作站的运维包括对基础设施设备，专用设施设备、人员、网络等方面的管理运营和维护，。工作站的运行和维护都需要一定的规则制度和标准，传统生产模式的甘蔗生产从业者，需要培训，已达到熟练、精准的收集传输工作站的数据，并通过物联网数据，执行大数据平台分析指导的工作建议，是保障工作站高效运行必要条件。通过制定广西地方标准《数字蔗田甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维规范》，以标准为抓手，切实解决广西甘蔗产业目前存在的问题，为广西糖业数字升级提供标准支撑和理论指导，对规范和提升甘蔗产业数字化科技服务工作站建设水平，推动广西糖业高质量发展具有重要意义。三、项目编制过程（一）成立标准编制工作组团体标准《数字蔗田甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维规范》项目任务下达后，广西壮族自治区农业科学院成立了标准编制工作组，起草单位制定了起草编写方案与进度安排，明确任务职责，确定工作技术路线，开展标准研制工作。具体标准编制工作由广西壮族自治区农业科学院、广西糖业集团有限公司、广西凤糖生化股份有限公司、广西泛糖科技有限公司、广西大学、广西前沿智能科技有限公司等起草单位组成标准编制工作组，编制工作组下设三个小组，分别是资料收集组、草案编写组、标准实施组。资料收集组负责国内外有关甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维的文献资料的查询、收集和整理工作，查阅前人对甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维研究情况和目前科学界对甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维的研究进展。草案编写组负责起草标准草案、征求意见稿和标准编制说明、送审稿及编制说明的编写工作，包括后期召开征求意见会、网上征求意见，以及标准的不断修改和完善。标准实施组负责《数字蔗田甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维规范》团体标准发布后，组织科研院所、相关企业开展标准宣贯培训会，对标准进行详细解读，让相关人员了解标准，并根据标准对甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维进行实践验证和运用，并对标准实施情况进行总结分析，不断对团体标准提出修正意见。（二）查阅标准及文献资料标准编制工作组收集了国内有关“甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维”相关文献资料。主要有：LY/T1873-2010《森林生态站数字化建设技术规范》DB23/T3277—2022《数字化农业服务信息系统建设规范》等。（三）研讨确定标准主体内容标准编制工作组在对收集的资料进行整理研究之后，标准编制工作组召开了标准编制会议，对标准的整体框架结构进行了研究，并对标准的关键性内容进行了初步探讨。经过研究，标准的主体内容确定为术语和定义、基本要求、基础设施要求、建设要求、运行及维护。（四）立项讨论、形成草案、征求意见稿2023年2月-3月，标准起草工作小组进行了广泛实地调研工作，查阅了大量的国内外文献资料，对甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维的前人研究成果进行系统总结。形成了标准的基本构架，对主要内容进行了讨论并对项目的工作进行了部署和安排。2023年4月-5月，在前期工作的基础之上，通过理清逻辑脉络，整合已有的参考资料中有关甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维要求，并结合广西壮族自治区农业科学院实验研究的基础上，按照简化、统一等原则编制完成团体标准《数字蔗田甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维规范》（草案）。2023年6月-10月，标准编制工作组深入各地市数字蔗田应用示范基地以及自治区农科院甘蔗所进行调研，实际征求相关单位意见，并多次组织召开会议，对标准草案进行反复修改和研究讨论，形成团体标准《数字蔗田甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维规范》（征求意见稿）和（征求意见稿）编制说明。四、标准制定原则1、实用性原则本文件是在充分收集相关资料和文献，分析甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维当前现状，在现有国家、行业标准相关数字化工作站建设及运维要求的基础上，结合广西壮族自治区农业科学院、广西大学等单位多年的实验研究、实践经验总结起草的。符合当前甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维的相关要求，并对标准实施情况进行总结分析，不断对团体标准提出修正意见。2、协调性原则本文件编写过程中注重与甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维相关法律法规的协调问题，在内容上与现行法律法规、标准协调一致。3、规范性原则本文件严格按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的要求和规定编写本标准的内容，保证标准的编写质量。4、前瞻性原则本文件在兼顾当前区内甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维实际情况的同时，考虑到“数字蔗田”建设发展需要，在标准中体现了个别特色性、前瞻性和先进性的条款，作为对甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维发展的指导。标准主要内容及依据来源团体标准《数字蔗田甘蔗产业数字化科技服务工作站建设及运维规范》主要章节内容包括术语和定义、基本要求、基础设施要求、建设要求、运行及维护。术语和定义“数字蔗田”是将遥感、地理信息系统、定位系统、大数据、人工智能等信息化技术与农学等农业学科有机结合，在甘蔗育、繁、推、耕、种、管、收综合利用过程中对其生命、生产、生态现象进行数据监控和信息收集，应用于甘蔗产业的一种高效生产管理模式。甘蔗产业数字化是“数字蔗田”体系构建的重要环节，主要依据数字化在甘蔗产业中的功能和作用（应用数字技术和数据资源为传统蔗糖产业上下游的全要素进行数字化升级、转型和再造，带来的产出增加和效率提升，实现数字技术与蔗糖产业的融合和发展）对其进行定义。主要依据甘蔗产业数字化科技服务工作站的工作原理、建设目的和需要实现的相关功能进行定义。主要依据甘蔗产业数字化服务平台的工作原理、建设目的和需要实现的相关功能进行定义。基本要求主要从建设目标、场地要求、软硬件要求及需要具备的功能等方面对甘蔗产业数字化科技服务工作站提出相关要求。首先，工作站是“数字蔗田”体系建设的重要环节，是数据采集和处理的前端，因此，需要全方面实现“数字蔗田”原始资料和基础数据的收集工作，建设甘蔗产业农业端科技工作网络，构建甘蔗学科领域的基础数据库。而“数字蔗田”体系应用领域主要包括生物、技术、经济、环境四个方面。而国家对农业观测监测试验站的定位主要包括：（1）功能定位。聚焦农业长期性基础性科技问题，在作物资源、土壤质量、环境监测、秸秆资源利用等领域，获取长期、稳定、综合的原始资料和基础数据，为农业农村经济持续稳定、健康协调发展提供科技基础数据支撑。（2）建设目标。建立布局科学合理的全国农业科学观测监测网络，提升数据中心、科学实验站、监测点条件能力，形成数据标准规范、互联汇交的信息管理系统，建成全国一体化的农业基础性长期性科技工作网络。（3）承担任务。根据农业基础性长期性科技工作实施方案，组织国家农业科学实验站开展13个领域的农业科学协同观测和科学研究等基础性工作，构建不同领域和区域的基础性长期性数据库，开展数据汇集和分析，结合农业科技和农业农村产业发展需求，汇集保存、分析挖掘和开发利用农业科技基础数据。（4）建设内容。国家农业数据总中心主要进行数据中心软硬件购置、系统开发、监测标准规范体系完善等建设工作。国家农业科学数据中心主要进行数据中心和分析室建设。国家农学科学观测实验站及观测点主要进行观测场地基础建设，观测、检测仪器设备以及物联网设备的配置。甘蔗产业数字化科技服务工作站扮演的正是农业观测监测试验站的角色，甘蔗产业数字化科技服务工作站的职能是对甘蔗生产不同领域农业生产环境和要素动态变化进行长期定位科学观察观测和记录，按数据规范和任务合同书积累有关农业科学数据，开展本区域数据整理分析工作，向本领域数据分中心汇总上报观测数据。因此为了保证职能实现，需要工作站具备健全的软硬件及相关功能。在工作站的选址上推荐在计算机网络设备设施齐全、人员维护运营稳定的蔗区糖厂、甘蔗生产基地、农场及甘蔗研究机构等地方。在软硬件及功能方面，要求配备具有收集和处理甘蔗土壤、气象、生长等方面数据能力的相关设备和软件，已保证甘蔗产业数字化服务平台能够更好，更全面分析各个方面数据，从而给出更加符合实际需求的决策指导。基础设施要求主要对甘蔗产业数字化科技服务工作站的基本运行所需要配备的设施提出相关要求，以确保甘蔗产业数字化科技服务工作站能够长期、持续稳定地为甘蔗产业数字化服务平台提供全面、精确、正确的监测数据。首先，对于自动采集系统来说，计算机机房的选址和环境的控制是至关重要的，要求符合《GB/T9361计算机场地安全要求》的相关规定。此外，还有考虑传感器等监测设备的布置，确保设备能够长期运行，避免因为环境因素造成设备的损坏或者监测数据的失真，主要根据《DB45/T2501甘蔗种植自动气象观测站选址及安装规范》对设备布设提出要求。对于人工采集数据来说，人员安全和通讯、采集设备的正常运行是至关重要的，因此要求避免地质构造不稳定的地点，如断层破碎带，易于发生滑坡、沉陷、地面隆起等，还应避免沙地和湿地。除了需要考虑环境方面的因素，甘蔗产业数字化科技服务工作站还要配备相应的电力和通信设施。对于电力设施，主要参考《QX/T569-2020人工增雨（雪）地面催化剂发生器选址安装技术要求》中4.1.5的相关要求（选址地点应具备可靠的供电系统，无市电供电的，应采用太阳能、风能等其他供电系统供电，且确保设备7天以上用电需求）确定。在通信设施方面，需要考虑人工采集和系统自动采集两种情况，对于人工采集，要求选择4G及以上物联网卡无运营商信号的区域，通过无线网桥的方式，距离运营商通信塔直线距离小于20km，链路不超过2次跳转。对于田间监测基站自动采集，考虑到每个工作站的条件不同，分别对田间检测基站和工作站的上行带宽和下行带宽提出相关要求。在需要上传图像和视频的基站，要求宽带网络上行带宽＞1.5Mbps，移动网络应为4G及以上网络。对于工作站，为了保障对数据的下载和传输，要求使用宽带网络，且下行带宽＞2Mbps。建设要求甘蔗产业数字化科技服务工作站需要采集和分析的涉及的领域包括生物、技术、经济、环境四个方面的数据。其中，蔗农业生物数字化领域包括基于农学、数学、物理学、地理学、土壤学、遗传学、生理生态学、生物信息学等农业基础学科的甘蔗种质资源收集、保育、鉴定与利用；重要甘蔗品种生物学特性监测与评价；原料蔗物理特征（蔗茎外观新鲜度、重量干耗、夹杂物含量等）及化学成分（蔗糖分、纤维分、蔗汁锤度、蔗汁还原糖、蔗汁重力纯度等）；蔗区有害生物、外来入侵生物以及甘蔗转基因生物安全，蔗区病原菌、大型真菌、土壤丝状真菌、土壤放线菌、土壤芽孢杆菌等微生物资源多样性评价等。甘蔗农业技术数字化领域包括基于甘蔗育、繁、推、耕、种、管、收全产业链过程的甘蔗种质资源创制、遗传育种改良、良种繁育推广、高产高效生产、水肥一体化、节水灌溉、病虫害免疫诊断、统防统治、绿色投入品研发、农机农艺融合、固碳减排等甘蔗农业生产数字化技术；基于甘蔗本体生命、农业生产、生态环境信息获取的数据监测体系、数据标准和具体指标设计、数据采集站点群的部署与实施、数据质量的检验、数据汇交与集成等甘蔗农业大数据处理技术；基于遥感、地理信息系统、全球定位系统（3S）、大数据、区块链、5G等技术的农业专家系统、精确农业、虚拟农业、农业智能决策、农业系统数字模拟、农业信息分析采集、农业信息网络体系集成等甘蔗农业信息技术。甘蔗农业环境数字化领域包括基于农业气候或气象模式的甘蔗风害、旱害、低温、暖害、连阴雨、涝害、热害等蔗区农业气象灾害监测与评价；基于农业自然灾害或农业土壤模式的关键气象因子、甘蔗生长动态、温室气体排放、病虫草害、病虫天敌资源、抗病虫草遗传资源稳定性、土传病原生物种群动态等的甘蔗农业生产系统变化；基于农业环境保护和可持续发展的蔗叶、蔗梢、地膜、滴带等蔗区农业废弃物数字化处理；基于土壤和水资源保护的地表径流水量、蔗田地下淋溶水量、土壤及水体氮磷含量、土壤有机碳含量、土壤硝酸盐、各类元素含量、环境激素、农药残留等有机污染物等蔗区农业面源污染数字化监测与评估。甘蔗农业经济数字化领域包括基于加强宏观、中观、微观管理在甘蔗精准农业、生物农业、数字化农业中应用研究以及数字化人才培训，重点提升原料蔗单位生产力与蔗糖市场竞争力的甘蔗农业经济效益测算体系建立；基于蔗区土地资源、水资源、气候资源和生物资源等自然环境要素与农业人口、劳动力数量和质量、农业技术装备、农业基础设施等社会经济因素以及社会生产成果的甘蔗农业社会效益计量与评估；基于蔗区农业环境保护和糖业可持续发展，覆盖“源头控制”到“末端治理”全程溯源与监管的甘蔗农业生态效益评估与应用。首先，要保证甘蔗产业数字化科技服务工作站的正常运作，就需要为工作站配备足够数量的工作人员，根据相关建设经验，要求配备2名以上工作人员。为了保证高效完成工作站的相关数据采集和分析工作，要求工作人员具有计算机、手机、平板终端等电子设备的基本操作能力，同时，为了保证数据的准确分类和汇总分析，工作人员最好具备一定的农业专业背景或经过农业相关字化培训。其次，甘蔗产业数字化科技服务工作站的职能是对甘蔗生产不同领域农业生产环境和要素动态变化进行长期定位科学观察观测和记录，按数据规范和任务合同书积累有关农业科学数据，开展本区域数据整理分析工作，向甘蔗领域数据分中心汇总上报观测数据。因此，需要从数据采集、信息监测、数据传输、数据处理及数据分析等方面对甘蔗产业数字化科技服务工作站的功能提出相关要求。再者，数据的采集传输、处理及分析需要配备相关的设施设备，因此需要对这些设施设备的种类及应具备的功能提出相关要求。主要参照《LY/T1873-2010森林生态站数字化建设技术规范》的相关要求并结合对甘蔗产业数字化科技服务工作站的实际情况对设施设备提出要求。在采集设备中要求配备相关的气象土壤环境监控设备（土壤水分/盐分/温度自动采集系统、土壤呼吸测定仪、自动气象观察设备、梯度风速观测系统等），以达到对蔗田土壤环境、气象、气温、湿度、风向、雨量、日照等信息的监控。也可根据实际情况配备野外数据采集设备（多光谱无人机），以蔗田苗情监控（航拍、光谱数据采集）；甘蔗生长监控设备（病虫草害监控设备、智能孢子捕捉分析仪、智能害虫监测站、太阳能监控等），以实现蔗田病虫草害监控（病虫草害数据采集）蔗田真菌病害监控（病害数据采集）、蔗田虫害监控（虫害数据采集）蔗田苗情监控（图像、视频采集）；移动终端（手机、平板电脑），以实现安装田间调查APP、人工录入调查数据等。要求配备网络基础设施等数据传输设施，包括移动通信网、网络体系结构、互联网、传送网、电缆光缆，综合布线、ATM和顺中继网等，以实现数据的输入、传输、分析和输出。要求配备相关数据处理和分析设备，主要包括平板电脑、手机等移动终端及相关计算机设备，以承载甘蔗产业数字化服务平台功能或部分功能。最后，甘蔗产业数字化服务平台能够基于甘蔗生长动态、气象、病虫草害、土壤营养和水分胁迫信息等生产大数据管理中心，实现监测数据网上填报、实时入库和网上信息管理。并通过信息自动分析和专家诊断等途