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该技术融合地面墒情观测数据和卫星遥感数据，研制了基于归一化植被指数和地表温度的多元回归模型土壤含水量反演技术，并基于该技术研发了具有自主知识产权的土壤墒情卫星遥感实时监测分析系统，实现了大范围连续性土壤墒情实时监测分析，提升了抗旱救灾工作信息化服务水平，解决了传统土壤墒情监测点少面窄且大范围的旱情监测评估缺乏时效性和代表性等问题。 主要性能指标： 1.产品精度：裸土和农业区实时土壤墒情反演的误差可控制在10%左右； 2.产品生产效率：10min内完成土壤墒情的分析计算处理和图像制作； 3.产品空间分辨率：生产的土壤墒情产品空间分辨率为1km； 4.产品时间分辨率：可实现不同行政区域逐天、逐周、逐旬的土壤墒情反演产品； 5.系统响应速度：＜3s。 适用范围：适用于具有一定数量墒情监测站点及相应实测土壤墒情数据的各级行政及区域旱情监测工作。

课题来源与背景：随着经济发展和科技进步，农业产业面临着从传统农业向现代化农业转变的挑战。智慧农业物联网技术作为现代信息技术与农业领域的融合，逐渐成为推动农业发展的重要手段。在传统的农业生产模式下，农作物采用大水漫灌，大量使用化肥，导致浪费水资源，使土壤板结，耕地地力下降，产出的农产品品质下降。在农业科技的飞速发展中，物联网水肥一体化系统作为智慧农业的重要组成部分，在不断改变着传统农业的生产模式，智能水肥一体化技术是一种将灌溉和施肥相结合的现代农业技术，旨在提高农作物的产量与质量的同时，节约水肥资源，实现农业生产的绿色化、智能化与高效化。 技术的创造性与先进性：提高农业生产效率，智慧农业生态水肥管理系统可以利用传感器、物联网、人工智能等技术手段实现精准施肥、精准灌溉、自动化作业等，降低劳动力成本，提高生产效率。在优化农产品供应链方面，智慧农业可以实现全程监控和追溯，保证农产品的品质和安全，同时实现农产品的精准定价和流通。促进可持续农业发展，智慧农业生态水肥管理系统可以通过减少化肥、农药的使用，优化施肥和灌溉方式，降低生态环境压力，促进农业的可持续发展。在推动城乡一体化发展方面，智慧农业可以通过提升农民生产技能和改善农村生活条件，促进城乡一体化发展，同时也可以实现农村信息化建设，提高农民信息获取渠道和信息交流能力。 技术的成熟程度，适用范围和安全性：该技术已在临泽县新华镇设施农业等范围应用，并且与一些农业种植公司探讨初步合作意向，取得了良好的效果。 应用情况及存在的问题：面临的主要问题是，智慧农业生态水肥管理系统从业人员的数据安全意识有待提高。通过开展数据安全培训、增强智慧农业从业人员的安全意识和风险意识。

(1)所属科学领域： 项目的科学领域：农业工程。 (2)主要研究内容： 对于传统农业温室大棚种植生产管理提出了一种基于移动互联网技术的智慧农业温室大棚环境监控方法。通过物联网技术实现了对温棚中的温度、湿度、CO₂浓度等关键指标进行不间断采集，建立数字化温棚种植管理模型，实现了“中心数据服务，近距离监测，远距离控制”的三级联动“无人值守”的智能农业温室大棚环境测控模式，为数字化农业生产提供了一种全新的典型解决方案。 对于农业信息管理系统中监控摄像机图像原始修剪算法中存在的色彩失真问题，提出了一种通过改进色彩通道分离透射率计算方法实现图像自然色彩的方法。该方法基于比尔-朗伯定律分析入射光频率对各颜色通道透射率的影响，推导出各通道透射率之间的比例关系，得到所有颜色通道更为精确的透射率，并将相应的透射率用于恢复每个通道上的图像，与当前主流算法相比运行时间减少了4-10倍，获得了更高的色彩保真度和清晰度。 对于系统中传感器物联网针对MANET中已有的多路径路由协议不能随着节点数量和速度的增加而提供高质量服务的问题，提出了一种基于蚁群算法(ACA)的高效路由算法(EEABR)。其算法对数据包结构和信息素更新方式进行了改进，在前向蚁的任务中增加了信息素更新，当后向蚂蚁执行信息素更新时，考虑路径长度，蚂蚁在离目的地较近的节点上释放更多的信息素，这使得目的节点更容易被找到，加快收敛速度。改进后的算法在能耗和延长网络寿命方面表现出比EEABR更高的优势。 (3)技术经济指标、应用推广及效益情况： 面向大数据的智慧农业环境测控系统实现了“中心数据服务，近距离监测，远距离控制”的三级联动，为面向农业大数据的智慧农业环境测控提供全新的解决方案。 智能农业温室大棚环境监控系统由温棚环境数据采集终端、数据服务管理系统和移动终端手机管理系统组成。该系统主要通过温棚中分布式部署的环境传感器对温棚内的温度、湿度信号以及光照、土壤温度、土壤含水量、CO₂浓度等环境参数进行实时采集，通过数据服务管理系统对感知层传感器状态初始化、环境变化阀值设定，并实施存储传感采集端各项数据，最后用户通过移动终端手机实时查看温棚现场环境数据，并通过手机远程实现自动或手动智能调整指定设备状态。 对于农业无线传感器网络中数据爆炸式增长带来的数据冗余和能耗提出了一种基于节点数据图像均值滤波算法。 仿真结果表明，所提算法比k-medoids算法更有效，可以减少冗余数据，降低了网络能耗，改善了无线传感器网络的生命周期。 对于评估农业作物长势及产量改进了DSSAT模型，建立了基于大数据分析的XDSSAT模型(可扩展性农业技术转化决策系统)。该模型通过作物数据、气象数据、管理数据、土壤数据和病害数据进行智能分析，形成农业作物长势及产量决策依据。通过项目实践和数据分析改进后的XDSSAT模型具有更好的模型应用和数据分析性。 项目团队充分发挥“校-校-企”联合的优势，先后为西安市农业信息网络中心开发完成“西安市农业农村信息化物联网示范点建设项目”，为黄陵县果业技术推广和产业营销服务中心开发完成“黄陵果业大数据平台项目”均达到了预期的目标，产生了良好的应用效果。

1.课题来源与背景：课题来源：自我研究选题。背景：基于物联网技术的智慧农业是当今世界农业发展的新潮流，传统农业的模式已远不能适应农业可持续发展的需要，农产品质量问题、农业资源不足、普遍浪费、环境污染、产品种类需求多样化等诸多问题使农业发展陷入恶性循环，而智慧农业为现代农业发展提供了一条光明之路。 2.技术原理及性能指标：物联网智慧农业平台系统由前端数据采集系统、无线传输系统、远程监控系统、数据处理系统和专家系统组成。前端数据采集系统主要负责农业环境中光照、温度、湿度和土壤含水量以及视频等数据的采集和控制。无线传输系统主要将前端传感器采集到的数据，通过无线传感器网络传送到后台服务器上。远程监控系统通过在现场布置摄像头等监控设备，实时采集视频信号，通过电脑或3G手机即可随时随地观察现场情况、查看现场温湿度等参数和进行远程控制调节。数据处理系统负责对采集的数据进行存储和处理，为用户提供分析和决策依据。专家系统根据智慧农业领域一个或多个专家提供的知识和经验，进行推理和判断，帮助进行决策，以解决农业生产活动中遇到的各类复杂问题。 3.技术的创造性与先进性：以高新技术和科学管理换取对资源的最大节约，它是由信息技术支持的根据空间时间，定位、定时、定量地实施一整套现代化农业操作与管理的系统，其本涵义是根据作物生长的土壤性状、空气温湿度、土壤水分温度、二氧化碳浓度光照强度等调节对作物的投入，即一方面查清田地内部的土壤性状与生产力，一方面确定农作物的生产目标，调动土壤生产力，以最少或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源取得经济效益和环境效益双丰收。 4.技术的成熟程度，适用范围和安全性：成熟程度：该技术已经进入中试阶段，广泛应用于各单位；适用范围：农业；安全性：安全系数较高。 5.应用情况及存在的问题：可最大限度地提高农业生产力，是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径，利用可视化的数据分析来规避风险6.历年获奖情况：无。 7.成果简介不向社会公开。

1.课题来源与背景：农业，是利用动植物的生长发育规律，通过人工培育来获得产品的产业，农业属于第一产业，研究农业的科学是农学，农业的劳动对象是有生命的动植物，获得的产品是动植物本身，农业是提供支撑国民经济建设与发展的基础产业，中国南方地区农田多以水田为主，粮食作物以种植水稻为主，北方地区农田多以旱地为主，粮食作物以种植小麦为主，中国秦岭淮河以北的北方地区，属于温带季风气候，热量较低，降水偏少，以旱地作物种植为主，主要种植小麦。在农业生产的过程中，在种植农作物前，需要对土壤进行取样并检测，但是现有的样品存放装置通过夹持件通过稳固螺栓将上夹持部以及下夹持部相连构成，能够对其内部样品储存试管进行合理的夹持，避免其松动脱落，但是在实际使用过程中无法对不同尺寸的取样管进行固定，降低了实用性，并且通过螺栓进行拆装较为麻烦，降低了工作的效率。 2.技术原理及性能指标：该技术涉及公开了一种农业检测样品编码存放装置，包括防护外壳、滑动圆环和连接杆，所述防护外壳的上表面设置有密封盖板，且密封盖板两端的下表面均设置有固定块，所述固定块的表面设置有开口，且固定块开口的内壁连接有位卡块，所述防护外壳的外表面设置有凹槽。该农业检测样品编码存放装置，设置有承托架与连接杆，使该装置工作时，通过承托架对取样管承托，使承托架带动连接杆下降，连接杆通过第一密封圈和第二密封圈将空气导入夹持气囊，便于夹持气囊膨胀对取样管进行夹持固定，提高该装置对取样管限位的效率，并且有利于该装置固定不同尺寸大小的取样管，提高实用性的同时提高耐冲击性能，有效保护取样管。 3.技术的创造性与先进性：该技术为涉及农业检测技术领域，具体为一种农业检测样品编码存放装置，包括防护外壳、滑动圆环和连接杆，所述防护外壳的上表面设置有密封盖板，且密封盖板两端的下表面均设置有固定块，所述固定块的表面设置有开口，且固定块开口的内壁连接有限位卡块，所述防护外壳的外表面设置有凹槽，且防护外壳凹槽的内壁连接有联动滑板，并且联动滑板的下端固定连接有摩擦块，所述防护外壳的内部设置有空腔，且防护外壳空腔的内壁设置有凹槽，并且防护外壳的凹槽中设置有滑动圆环，所述滑动圆环的内壁固定连接有限位圆盘，所述限位圆盘的内部设置有空腔，且限位圆盘空腔的内壁安装有连接杆并且2个连接杆的下端固定连接有承托架，所述连接杆下端的外表面固定有第一密封圈，且连接杆上端固定有第二密封圈，所述限位圆盘的表面设置有开口，且限位圆盘开口的内壁开设有导气孔，并且限位圆盘开口的内壁固定有2个夹持气囊，所述限位圆盘的中心开设有解锁槽，且限位圆盘解锁槽的内壁安装有解锁柱，所述限位圆盘解锁槽的内壁设置有开口，且限位圆盘解锁槽的开口中设置有活塞柱。 4.技术的成熟度，适用范围和安全性：该技术成熟度较高，适用范围较广，安全性能良好，并且获得了技术成果的技术许可，可大面积推广。 5.应用情况及存在问题：无。 6.历年获奖情况：无。

该系统采用B/S系统架构，包括高性能计算平台和B/S客户端两部分。其中，高性能计算平台以小影像集大文件为原始数据，采用并行计算方式进行底层视觉特征提取，然后通过对海量底层视觉特征进行聚类分析，生成有限数量的视觉词项，再基于Bag of Visual Words模型将所有小影像表示为视觉词项的序列，获得海量影像的视觉词项-小影像共现矩阵，最后进行Latent Dirichlet Allocation(LDA)模型训练生成检索模型。B/S客户端由Web服务器发布，前台通过Internet为用户提供高分辨率遥感影像的主题浏览、影像检索和详细定位等操作。 主要性能指标： 1.该系统所使用的高性能计算平台为HADOOP集群； 2.海量高分辨率遥感影像存储于HDFS分布式数据库； 3.该系统将小影像存储于HBase数据库； 4.Web服务器使用单独一台Linux服务器，服务发布容器为TOMCAT，客户端开发基于GWT-Ext，开发平台使用Eclipse Java EE； 5.高性能计算平台的后台处理程序开发使用基于Hadoop插件的Eclipse Java EE。 适用范围：适用于基于遥感影像的土壤侵蚀调查、水土流失动态监测、水土流失动态监测等各项工作。

①课题来源与背景：课题来源为2020年度的甘肃省科技厅重点研发计划-社会发展类(项目编号：20YF8FA100)，项目科研经费为12万元。 甘肃是全国药材主产地之一，全省药材品种虽然在1500种以上，但甘肃生态环境比较脆弱，应该说甘肃药材的资源优势是比较优势。长期以来，甘肃中草药的初级加工水平粗糙，技术手段落后。中草药采用太阳能干燥可以取得较好的经济效益，一方面中草药含水量高，干燥时耗能大；另一方面中草药的性味相当重要，不宜采用高温快速干燥。太阳是取之不尽，用之不竭且无污染的能源，开发利用太阳能干燥中草药具有深远的意义。 因此该项目所涉及的这种太阳能PVT干燥工艺不仅能够解决中草药干燥的效能，同时又可以节约大量宝贵的能源。这种新型太阳能干燥器所使用的技术不论在国际还是在国内都鲜有报道，综合集成技术处于领先地位。 ②技术原理及性能指标：该研究是新型太阳能PV/T技术和干燥技术的首次结合。该项目所研制的产品就是利用甘肃自然能源研究所立项的重点研发科研项目“石墨烯导热技术下的热电联产光伏组件”(简称PV/T混合组件)作为热和电的基本来源和载体，辅助于碳纳米管(或石墨烯导热)技术，从而开发出一种适合于甘肃特色中草药干燥加工的新型太阳能干燥系统，该系统85%以上热源和的电力都来自太阳能，干燥温度可调节，温度范围为最适宜中药草干燥的30～60℃之间，系统可基本满足24小时连续运行。该系统，通过箱式干燥箱满足户用型小范围的中药材的连续干燥。该干燥器热源运行模式分为三种：完全用太阳能PVT组件热源干燥模式，部分PVT组件热源辅助碳纳米管制热干燥模式以及完全用碳纳米管制热干燥模式，以上模式根据实时天气情况作手动切换。上述干燥模式中的电能供应基本为太阳能PVT混合组件所发电力及其存储的电能。 任务书考核指标：1)试制一台PV/T混合组件辅助碳纳米管发热技术的太阳能干燥箱，其技术指标为：发电功率为0.2Kw-0.5Kw，100kg换热水箱，烘干温度范围在30-60℃之间，干燥箱容积约0.1-1.5m³。2)发表省级论文1篇；3)授权实用新型专利1项；4)培养中级职称技术人员1名。 ③技术的创造性与先进性： 1)新型PV/T混合组件作为太阳能干燥器的输入热源和电源，与国内其他直接使用太阳能集热器作为热源输入的不同，这是该项目的独创性。除此之外，项目所使用的这种PV/T混合组件和国内现有文献报道的又有不同，这种混合组件的工作温度较高，在60℃左右，且不影响光伏发电的效率，在太阳辐射充足时所产出的热源可以直接使用。 2)小型太阳能干燥器通过单个或两个PV/T混合组件辅助碳纳米管加热系统来实现干燥器的可持续运行，这种干燥器的创新集成技术在国内还未见报道，更没有实物出现，属于太阳能干燥领域里的技术创新研发。之前没有这种辅助加热形式，以碳纳米管作为发热媒是由美国赫曼斯的技术人员首创的碳纳米管电热功能性材料，该材料利用碳纳米管导电性能好、传热性能优越、远红外功能突出的特性，近几年才开始推向市场。对于小型户用干燥器来讲，这种相对低耗能、高热转换效率、价格不是太高的材料与太阳能干燥结合在一起的具有很好的互补优势。 ④技术的成熟程度，适用范围和安全性：该项目所使用的太阳能PVT组件为该单位拥有自主知识产权的高温PVT技术，市场成熟度较高，已在甘肃省河西地区开展十多个示范点的安装，其系统应用技术还在不断地升级和改造中，辅助碳纳米管加热技术市场成熟度很高，完全可以满足市场需要。该两项技术的结合适用范围广，在中国农村地区都可推广，尤其在太阳能资源丰富的西部地区，华东地区都可以安装应用。由于采用太阳能发电技术，为绿色电源，所产生的电力为低压电力，安全性很高。 ⑤应用情况及存在的问题：根据市场推广情况，该技术还存在市场认知的缺口。尽管该技术可以实现较多的太阳能干燥应用场景，但毕竟进入市场时间较短，仅仅是在甘肃少量地区做示范推广，加之当前的应用成本较高，技术还在完善之中，市场还需有一定的接受时间。 ⑥历年获奖情况：暂无。 ⑦成果简介：甘肃是中国中药材种植生产大省，其中当归、党参、大黄、黄芪、板蓝根等大宗中草药产量居全国前列，每年产值达30多个亿，但每年除虫、病害之外因加工导致的中草药损失达5%以上。该项目就是利用甘肃自然能源研究所成熟的太阳能PVT成果，辅助碳纳米管(石墨烯)电加热技术，从而开发出一种适合于中草药干燥加工的新型太阳能干燥系统，该系统的热源和电力主要来自太阳能，干燥温度可调节，温度范围为最适宜中药草干燥的30-60℃之间，系统可满足较长时间的连续运行。 该项目所涉及的这种太阳能干燥工艺不仅能够解决中草药干燥的效能，同时又可以节约大量宝贵的能源。甘肃省拥有非常丰富的太阳能资源，因此所开发的这种太阳能干燥装置将具有很大的市场需求空间，无论作为小规模的户用型精准扶贫技术推广还是集中大规模企业化技术使用，这种新型干燥系统都有着不可替代的优势，该技术也符合国家节能减排，较少化石能源消费的政策，属于大力提倡开发的技术和产品。

该技术从管理业务实际出发，充分考虑灌区实际工作所需要的业务流程以及管理层级，面向象元尺度、行政区划及渠系控制范围，集成卫星遥感解译技术、数据融合技术，以及多模态、多源空天地数据产品，提出了遥感影像高效全链条处理技术，构建了作物耗水、土壤墒情反演算法，形成了基于作物需耗水驱动的区域灌溉农田灌溉面积即时性、自动化、高效化监测技术。 主要性能指标： 1.空间分辨率：16～5000m； 2.时间分辨率：全国通用产品8天，灌区及灌区1小时～每日； 3.计算效率：全国范围≤3小时，灌区及灌域范围≤0.5小时； 4.监测精度：灌溉面积≥75%； 5.发布周期：标准化产品每日更新，精细化产品每小时更新； 6.使用环境：无需本地安装，支持各种主流浏览器访问。 适用范围：适用于政府机关、大中型灌区管理部门，以及规模化种植户。

该项目发展了非稀土发光材料的微结构调控方法，突破了离子晶体发光材料的热稳定性和环境稳定性差的问题；发展了非稀土离子的晶格占位策略，实现了发光材料在红光区、红外区的多波段发射和超宽范围的光谱调制；创新性地提出了针对植物光受体进行靶向光照的理论，研发了一系列匹配植物光受体的非稀土发光材料，满足植物靶向光照需求；创制了一系列植物靶向光照灯珠与装置，构建了以植物光形态建成为指标的评价方法，通过对生菜、草莓等靶向光照效果实验，显著促进了其光合作用和生长发育，证明了植物靶向光照理论的合理性。 在Angewandte Chemie International Edition等权威期刊发表的5篇代表性论文总他引次数541次，其中SCI他引405次，单篇最高SCI他引次数133次，1篇入选ESI前1%高引论文。20篇主要论文总他引次数1073次，其中SCI他引778次。代表性论文被Light：Science & Applications、Advanced Materials和Trends in Biotechnology等顶级期刊进行重点引用论证，并获得多位海内外著名学者的正面评价。相关基础研究工作还衍生一系列应用成果，获授权国家发明专利9项，实用新型专利5项。

①课题来源与背景：《基于区块链技术的中药材绿色贮藏管理系统专利培育与转化项目》(编号：20ZSCQ030)是2020年甘肃省市场监督管理局批复立项的知识产权计划项目，由定西恒丰农业科技有限公司承担实施。针对中药材产业链的药材产地组织混乱、收购标准不统一、药材仓储不完善、溯源标识不标准、溯源信息不通畅和溯源新技术研发应用不够等诸多问题，应用新型的区块链技术是最佳的解决方案。该项目主要是运用区块链技术构建中药材绿色贮藏管理系统，保证中药存贮环节的信息透明化，解决中药材存贮质量的信任问题。并从中凝练出专利技术，以及专利成果的转化。 ②技术原理及性能指标：常温下，通过集成的物理、化学方法调控中药材贮存密闭空间中的空气组份，营造一个杀灭害虫及虫卵、抑制霉菌生长繁殖的密闭环境，同时抑制中药材氧化变色，保持中药材水分不散失，最终达到保持中药材品质不变的效果。 针对中药材溯源体系建设亟待解决的问题该项目提出一种中药材追溯体系构建的基本思路，建立中药材标识的统一编码，记录药材在贮藏环节的流通信息，实现溯源信息共享，避免流通记录碎片化和信息传输错误，保证药材信息的完整性和安全性。 ③技术的创造性与先进性：常用的气调养护方法是氮气养护贮藏方法，也就是高氮低氧贮藏技术。在中药材仓储中创造密闭环境，在密封条件下调节贮藏环境中气体成份，充入氮气而降低氧气的含量，使害虫严重缺氧窒息而死亡，霉菌无法存活，由此可保证贮藏的道地中药材不霉变、不生虫、不腐烂。 仓库在接受中药材时会根据中药材的不同存放条件要求，选择不同仓库进行存放，此时就需要将仓库中的温度、湿度等环境信息以及仓库地点、保管人员、质检信息等采集到所维护的区块链节点中。基于区块链技术的中药材绿色贮藏管理系统利用区块链技术去中心化、集体维护、共识信任、可靠数据库等优点，旨在加强中药材在储存、流通等环节的数字化管理，实现中药材全产业链的信息追踪和质量监管。区块链在中药材质量溯源方面的应用和质量追溯体系建设，防止中药材贮存流通环节信息记录被篡改，增强交易流通信息的透明化，解决中药材质量的信任问题，建立中药材绿色贮藏管理系统。 ④技术的成熟程度，适用范围和安全性：基于区块链技术的中药材绿色贮藏管理系统适用于中药材绿色贮藏及物联网管理检测，通过在在安定、陇西和渭源县等县区的5个示范基地的中试，产品性能稳定，基于区块链技术的中药材绿色贮藏管理系统属中医药产业和新一代信息技术领域。研发新型中药材氮气养护绿色贮藏装置和物联网管理系统，建立贮藏环境数据库，精确检测贮藏库氮气浓度，监测数据由无线网络上传到互联网终端，实现贮藏环境智能化、全时段预警预报，保障中药材贮藏安全。记录药材在贮藏环节的流通信息，实现溯源信息共享，避免流通记录碎片化和信息传输错误，保证药材信息的完整性和安全性。 ⑤应用情况及存在的问题：在安定、陇西和渭源县等县区建立示范基地5个，参与示范企业和合作社46家，示范农户5000多户。共示范低氧高氮绿色贮藏塑料帐3516座，应用示范贮藏中药材6万多吨。 基于区块链技术的中药材绿色贮藏管理系统是采用区块链网络构建思想，系统整体架构根据区块链特征采用分布式存储技术与计算技术，在每个贮藏节点都部署节点服务器以及分布式数据库。将通风阴凉库、组装式密封塑料帐与物联网监测系统相结合，建立中药材绿色贮藏管理系统，解决中药材质量的信任问题，大幅度提高了中药材贮藏流通环节的安全性，在国内处于较为先进的技术，具有很好的示范推广和实际应有价值。但是项目实施中发现，药材生产加工企业和农户对基于区块链技术的中药材绿色贮藏管理系统推广和应用还有一定的认知过程，今后在该技术的推广应用中要加大示范、培训的力度，专业技术人员要加强对应用企业和农户的全程服务，使这一技术广泛推广应用，为中药材产业的可持续发展增加后劲。 ⑥历年获奖情况：中药材贮藏库物联网管理系统及绿色贮藏装置研发获定西市优秀科技成果二等奖，中药材新型组装式氮气养护贮藏技术研究获定西市科技进步二等奖。