优秀成果展示——智能气象节水灌溉技术研究及示范应用
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发布时间：2026/8/12 0:00:00
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| 成果评价编号： |
中气科成评[2025]057 |
| 评价结果： |
优秀二等 |
| 成果名称： |
智能气象节水灌溉技术研究及示范应用 |
| 完成单位： |
内蒙古自治区生态与农业气象中心、内蒙古自治区气象台、兴安盟气象局、通辽市气象局、突泉县气象局、巴彦淖尔市气象局 |
| 成果形式： |
应用研究和技术开发类-方法 |
| 研究领域： |
气象服务与应用气象 |
| 评价年份： |
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| 完成人： |
武荣盛、李兴华、李云鹏、吴瑞芬、侯琼、刘霞霞、郑诗然、宋海清、娜日苏、德志鹏、张超、高红霞、孙琳丽、张超群、于亮亮 |
| 成果简介： |
聚焦农业节水增产，综合运用人工智能、大数据、云端协同等技术，融合气象、遥感、农业、用户等多源数据，修订完善了主要作物和人工牧草发育期适宜灌溉指标，研发了适用于灌区的土壤湿度网格监测预报数据和节水灌溉气象预报技术，探索了基于人工智能的玉米发育期图像识别技术，构建了移动端的气象服务系统，研制了物联网低功耗灌溉数控硬件设备，形成了适用于不同灌溉模式分作物的从数据观测到智能灌溉全过程的气象服务集成技术，并开展效益评估和示范应用，实现灌溉预测信息精准直达用户和灌溉“一户一策”。重点解决节水灌溉气象服务中适宜灌溉指标模型缺乏、预报定量化精细化程度不高、服务智能化水平不足、预报信息无法到田间地头等关键问题。
（1）创新研制多源数据融合的智能气象节水灌溉预报技术，实现灌溉气象服务“分户施策”
基于多源数据融合和陆面数据同化技术，改进陆面水文模式，研发内蒙古陆面数据同化系统（IMLDAS2.0），研制高时空分辨率覆盖内蒙古及其周边区域的土壤湿度最优数据集（IMRA/Land），模拟效果优于国内其他模式数据。完整构建主要作物和人工牧草适宜灌溉土壤湿度和计划湿润层深度指标，以水分平衡原理为基础，将智能网格监测预报数据与作物需水规律相结合，融合用户基于田块位置反馈的实际灌溉信息、机井参数等农业和用户数据，首创适用于灌区不同用户田块实情的个性化、定制化、精细化的节水灌溉气象预报技术，研发基于移动互联的手机应用终端，为农业用户提供直达田块的针对性强、精准度高、时效性好的灌溉日期和灌溉时长预报，实现了节水灌溉气象服务的“一户一策”。
（2）研发基于人工智能的玉米发育期图像识别技术
基于Swin Transformer网络模型，从采用缩放余弦注意力机制替代点积注意力计算等方面改进优化，构建适用于玉米7个发育期图像识别的人工智能预测模型，并集成到手机终端，实现人工智能、云计算、移动互联技术融合，满足田间实景定位观测和农户“随手拍”两种场景的图像识别，为节水灌溉气象服务提供发育期自动监测手段。
（3）研制物联网低功耗智能灌溉数控硬件设备，实现全过程节水灌溉气象服务
融合物联网、云平台与节水灌溉核心算法，构建软硬件一体化的智能气象节水灌溉数控设备，完成了从前端数据观测到终端智能阀门的节水灌溉气象预报服务闭环，实现了根据灌溉气象预报信息自动管控阀门的无人灌溉。该成果创造性地将土壤湿度网格监测预报产品、节水灌溉气象预报技术、发育期图像识别技术、基于位置的信息服务平台、自动化控制设备系统集成，首创了覆盖节水灌溉全过程的智能气象服务集成技术模式，深度融入高标准农田工程节水技术，提高旱作区农业水资源利用率。
该技术写入2023年内蒙古一号文件和《内蒙古自治区推进水资源节约集约利用总体方案》。刘国中副总理对智能气象节水灌溉作出批示，要求在全国范围推广应用。在突泉县建成全国首个智能气象节水灌溉示范区，中国气象局组织在内蒙古59个粮食主产县和黑龙江等14省区推广应用242万亩，移动端注册用户2万余人，创建示范基地174个。经试验评估，该技术实现亩均节水40~55方、节电48~56度，增产50~65公斤，减支增收100~120元，气象贡献率约10%。2018年以来，助力粮食主产县累计节水2亿立方、节电2.7亿度，增产约4.5亿公斤、减支增收9.4亿元。该成果应用于高标准农田、粮食单产提升工程等，结合工程节水技术，显著提升农业水资源利用率，具有良好经济和生态效益。同时，及时准确跟踪田间干旱发生动态，也可有效规避雨前灌溉导致的农田渍涝，保障粮食安全，具有显著气象防灾减灾效益。技术应用可减少农户劳动工作量，更好发挥农业节水工程作用，服务乡村振兴，社会效益显著。
该成果得到了陈振林局长、张祖强副局长等中国局领导的关心关注，并获2023年气象部门十大优秀管理创新工作奖、中国气象局十大典型农业气象适用技术等。 |
