在全球人口增长与资源紧张的背景下，农业数字化转型已成为推动现代农业发展的关键路径。耘智境智慧农业环境监测及数字孪生平台应运而生，依托物联网、大数据和数字孪生技术，不仅实现了农业生产全流程的精准管控，更为农业教学与科研提供了创新的数字化实践平台。

   该平台通过高精度环境监测与实时数据分析，为农田、温室等场景提供智能化管理方案，在助力农业降本增效、绿色发展的同时，也为农业院校的教学实践和科研创新提供了真实可靠的数字孪生实验环境。平台的三维可视化功能和生长过程模拟，使抽象的理论知识变得直观可感，有效提升了农业人才培养的质量和效率。

一、智慧农业环境监测系统建设

智慧农业环境监测系统由智慧农业环境监测系统、小型气象站、作物生长态势感知系统三个部分共同组成，通过云平台整合数据并进行统一管理。

系统以先进的物联网技术为基础，结合视频监控、传感等技术手段，根据作物生长时所需要关注的各类监测信息（土壤温湿度，PH值等，空气温/湿度，雨量，风速/风向，光照强度等）通过高精度传感器远程在线采集实时数据，实现对生产生态环境数据的实时监测。各系统将监测到的实时数据上送至云平台，进行数据的可视化呈现，用户可通过云平台或者手机移动端 APP 及时获悉最新的气象数据信息，对农业生产防灾减灾起到指导性作用。

1、智慧农业环境监测系统

   智慧农业环境监测系统包括大气温湿度、光照、二氧化碳四合一传感器、土壤温湿度传感器、土壤PH传感器、环境采集设备箱等。

2、小型气象站

   小型气象站包含大气温湿度、光照、大气压力四合一传感器、风速传感器、风向传感器、雨量传感器、光电式太阳总辐射传感器、气象站控制箱、LED显示屏、立杆套装、太阳能供电系统、小型气象站。

3、作物生长态势感知系统

   作物生长态势感知系统包括监控球机、网络硬盘录像机、24口千兆管理型POE交换机、机械硬盘、监控显示器以及辅材。

二、智慧农业数字孪生平台建设

   基于三维虚拟仿真与数字孪生技术，本平台对农业环境（包括植被、作物、道路等）进行高精度三维建模，真实还原种植场景。平台重点构建种植园区生产场景及主要农作物的多生长阶段模型（幼苗期、生长期、成熟期），并结合实时环境数据动态呈现生长状态变化，为农业教学、科研及管理提供直观的可视化支持。

   1、智慧农业场景构建     

    智慧农业园区场景建模：

    通过三维建模技术将真实智慧农业园区进行1:1映射还原，制作高精度三维场景，还原地形地貌、道路、作物种植区域、场景、建筑物等细节。

    智慧农业设施建模：

    将智慧农业园区所使用的智慧农业物联网设备及传感器（如土壤墒情、土壤养分、气象与环境传感器）进行三维建模，三维模型与真实设备外观一致，设备的定位与真实一致，可以观察设备当前的运行状态。

    2、智慧农业农事管理

    物联网数据集：支持通过MQTT、Websocket、HTTP协议采集物联网数据，用于在仪表板实时展示、监控、预警。支持在数据模型、数据集上面配置数据行、数据列访问权限。

    3、数据采集 

    作物生长监测：

    实时显示各地块作物生长阶段；智能预测下一生长周期；

    三维可视化观察：

    支持对种植场景，如温室/大田作物进行查看，可自由缩放、旋转三维模型；

    智能种植指导：

    基于生长阶段提供精准农事建议，如水肥管理方案、田间作业指导、病虫害防治措施。

    4、BI可视化及数字孪生可视化展示

   传感器可视化：

   实时数据显示：以颜色/图标区分各类传感器

   点击查看详情：显示设备名称、类型等完整信息

   设备状态展示：

   通过图标、仪表盘、图表直观呈现运行状态

   场景构建功能：

   支持多3D模型导入构建场景

   单场景可绑定多数据源

   自定义数据标签样式及条件格式

   5、报表统计

   提供纯在线报表设计器和拖拉拽的操作方式，无需用户安装客户端设计器，支持创建多页面布局报表。

   6、园区视频监控   

   在数字孪生平台中可以录入每个摄像头的基本信息，包括摄像头名称、型号、安装位置、朝向等。用户可快速定位到特定摄像头，并查看其对应的监控画面，方便进行园区的全局监控管理和区域监控的重点查看。

   7、设备远程控制 

   实时监测设备的运行状态（如设备是否在线、故障报警信息等），在数字孪生平台直观呈现设备状态指示图标，一旦设备出现异常状况，及时发出告警通知。