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2018年9月10日 ， 内蒙古乌兰布和沙漠中试科研基地内 ， 科研队员正在清洗刚刚从试验地里挖出的植物根系 。 万难/摄
不过如何能使沙漠农业在最少的资源投入下获得最佳的产出？沙漠的气候条件和土壤性质适合种植哪些农作物？在沙漠地区大面积发展农业后 ， 对沙漠地区的气候 ， 温湿度指标、生态、环境、人类活动等方面又会产生怎样的影响？
要进一步的巩固和扩大生物多样性的研究成果 ， 亟待解决这些“未解之谜” 。
大量数据处理成研究难点
智慧农业让研究不再“靠天吃饭”
“探索适合沙漠地区低耗、高产、绿色的种植方式 ， 就要研究清楚作物的产量 ， 就需要搞清楚是受哪些方面的影响 ， 又是如何影响的 。 ”蒋学皎是法国里昂国立应用科学学院微生物学博士 ， 到重庆交大任教后 ， 2年前受邀加入团队研究地表微生物情况 。 也因此 ， 她和同在一个学校 ， 研究人工智能的老公方勇成了一个团队的同事 ， 尝试用人工智能的方式来进行帮助研究 。
“这是我们自己研发的田间植物表型采集系统机器人 ， 它配备有激光雷达、双目相机等设备 ， 能够对田野里植株的果实、病虫害、株高等情况进行探测和分析 。 ”蒋学皎说 ， 这个机器人是她和丈夫一起研发的 ， 这个机器人配合无人机载高光谱成像系统 ， 可以采集农作物果实、病虫害、株高、出苗率等数据 ， 这些数据量大、来源多样 ， 处理是一大难点 。 “以前他用深度学习框架做目标检测 ， 用自己的电脑 ， 数据集规模在800多兆的时候 ， 程序运行了三天仍无结果 。 如果处理1T的图片 ， 耗时可能数月甚至数年 。 ”


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试验田里浦北的传感器 。 雍黎/图
“当我们了解到易教授团队的需求时 ， 决定部署一个边缘计算中心 ， 来解决海量数据运算和深度学习模型训练的需求问题 。 ”腾讯云数据中心高级架构师 ， 沙漠项目及nano
边缘一体柜项目经理刘灵丰介绍 ， 从2018年初步接触 ， 到2019年10月腾讯和重庆交通大学一起成立了沙漠生态研究联合实验室 ， 基于边缘数据中心的智慧农业解决方案成了首个合作课题 。
“传统的农业是靠天吃饭的 ， 决策主要是靠经验积累 ， 在气候变化多端的当代已不适合照搬 。 ”刘灵丰说 ， 他们制定了一套智慧农业方案 ， 具备在6000多亩的内蒙古实验基地上 ， 部署数万个传感器的能力 ， 对土壤情况、气候条件、水源条件、植株生长等环境数据、视觉数据进行采集 ， 共同组建成一个比较强大的数据网 ， “以后我们在看到沙漠农业的时候 ， 就不再看到一片荒沙或者绿色的农田 ， 而是一个个的数据点 ， 把这些数据点结合起来分析 ， 就可以对我们的农业生产进行科学的、有据可依的指导 。 ”


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2017年9月5日 ， 内蒙古乌兰布和沙漠“沙漠化土壤”中试科研基地 ， 沙漠中的试验地绿意盎然 。 万难/摄
【探寻沙漠绿洲背后的“秘密”】采集数据实时传输
全靠这台在沙漠中坚守的“宝宝”
若需要在6000多亩的实验基地上部署数万个传感器 ， 一年大概会产生150万个数据包以及50P以上的数据存储量 ， 如何能够保障这些数据的采集、存储和处理 ， 让科研团队们能够简单快捷的使用到这些数据 。 一个20多人的技术研发团队在刘灵丰的带领下组成 。