在国家层面全面实施国家大数据战略,加快建设数字中国的今天,构建智慧果园数字化智能化生产管理体系,推动物联网技术、信息技术在农业生产中的应用,是积极落实国家相关政策、顺应科技发展潮流、加快农业农村大数据建设、用科技手段解决果园生产管理中的实际需求的具体体现。针对目前智慧果园信息获取技术领域面临的要素获取不全、获取精度不高、处理能力不足等主要问题,利用航天遥感(天)、航空遥感(空)、地面物联网(地)一体化的技术手段,构建天空地一体化的果园智能感知技术体系,进行果园数量、空间位置与地理环境的精准感知与信息获取,解决“数据从哪里来”的基础问题;集成天空地遥感大数据、果树模型、图像视频识别、深度学习与数据挖掘等方法,构建果树长势、病虫害、水肥、产量等监测专有模型和算法,实现果园生产的快速监测与诊断,解决“数据怎么用”的关键问题。主要研究内容包括3大部分。(1)提出天空地一体化的果园感知系统利用遥感网、物联网和互联网三网融合的果园智能感知技术框架,研究果园环境和果树生产信息的快速感知、采集、传输、存储和可视化的关键技术,以解决果园智能感知中数据时空不连续的关键难点,显著提高信息获取保障率,实现对果园生产信息全天时、全天候、大范围、动态和立体监测与管理。重点突破了激光雷达几何位置参数标定技术,为搭载多传感器果园信息采集系统提供了基础性的方法原理。构建了基于无人机多角度相机的果园三维结构重建算法,为采集果树三维结构提供了数据算法,提高了果树三维重构的精度与速度。(2)利用提出的天空地一体化的果园感知系统,综合运用地球信息科学、农业信息学、栽培学、土壤学、植物营养学、生态学等多学科、多领域的理论,结合人工智能等技术方法,实现田间地头一键式、简单化、便捷的数据诊断与分析能力。特别是突破了基于多时相卫星遥感影像的果园地块精准分类技术和基于无人机遥感的果树识别与精准树木统计技术,为精准获取果园分布在哪儿?果树种植结构、果树位置和果树有几棵?提供了精准的数据支撑。并初步实现了果实的自动识别和病虫害识别,为果园生产数字化管理提供了精准的决策信息,提高了信息采集的精度和决策的可靠性。(3)针对果园生产数字化管理中存在的数据获取不全、精度不高、处理难等突出问题,研究了融合数据获取、分析处理、与应用一体化的智慧果园生产管理一张图框架,从果业管理和果园生产中的核心需求出发,从管理大数据如何管理、如何实现智能化、如何应用及推广等问题,初步搭建了集成果园感知技术、诊断分析技术的天空地遥感大数据赋能果园管理系统,并在山东、陕西、四川等地进行了应用推广示范。