活动背景
中国农技推广协会数字农业分会第二期公益直播活动，邀请了全国农技推广中心、数字农业黑科技以色列Fruitspec、加拿大Soiloptix、中国农科院、中化农业、京东农场、网库集团等农业领导、高校专家、企业创始人，通过线上公益直播的方式，向广大种植户和农业社会化服务组织分享新农艺、新农技以及数字农业黑科技为农业生产带来的红利，持续保障春耕生产顺利进行，指导农民科学种田，增产增收，推动数字化农业的进一步发展。
第二期第十讲课程介绍
主 讲 人：Paul
加拿大SOILOPTIX CEO
分享主题：土壤数字地图对现代农业的意义
开播时间：4月17日晚19:30
全文实录
非常感谢湖北富邦和大家让我有机会介绍我们公司和技术，分享我们的技术是如何为世界以及中国的农业做出贡献。我们的技术已经在全世界都得到了广泛的应用，现在的增长速度也非常快。我希望今天晚上的讲解能给大家带来一些有用的信息。
1、公司起源
我自己是从加拿大安大略省南部的一个奶牛场长大的，毕业之后进入了约翰迪尔公司，成为一名机械工程师。2010年，我退出约翰迪尔，成立了自己的公司，一个用遥感方式来监控作物的农业技术公司。后来我自己跟着一个非常有名的教授一起学习土壤检测将近三年。在2013年，开始了本地的一个非常独特的土壤测绘服务公司。
2017年，
湖北富邦公司和我们SOILOPTIX形成战略合作伙伴关系，一起进行土壤测绘和土壤服务。现在公司共有12个员工来负责全球各个市场，已经开始对全球的十个以上的国家进行土壤测绘服务。2、为何做土壤数字地图
01 、土壤是作物的基础
为什么我们对土壤会这么感兴趣？因为对于农业来说，土壤就是整个地球的皮肤，作为地球的皮肤，是所有生物赖以生存的基础。通常状况下呢，被人们认为是理所当然的，并没有引起足够的重视。
02 传统田间土壤测量的实践
然后这个就引入到我们的农业耕作方面，在农业工作方面，我们认为传统的田间耕作和田间测绘方面有很大问题。
a.传统田间土壤测量的方式
以前的传统测绘方式是拿一个手持的GPS装置，对田块区域进行划分，然后田块划分出来后再来进行小的区域的划分。
例如我们选出一个点，这一点也就是一公顷，15亩。如果我们想对这15亩进行一个土壤测试，我们需要做什么？
15亩大概有两个足球场的大小，传统取土分析是在这两个足球场面积大的中心部位里面选一个点，然后由技师开车到这个点上去，从那儿选一个土样进行图像的测试。
这个技术会用下图里面显示的这个设备来进行取土。
这是一个什么概念呢？就是说用传统方式对这个15亩进行测绘，选6英寸的图样。完成这一公顷整个的表层土取土样，可能需要210个卡车才能装下土样。
用传统实验室方式测取的这个土样，就是取土样后将其装在一个袋子里面。实验室会在土样送到土壤实验室后，取上一勺土壤进行测试。
b.传统田间土壤测量的弊端
传统方式下，我们只选用一个点、一个取样点来代表一公顷也就是说我们只用了一勺的土来表示210辆卡车装的土的数据。所以我们是非常简化，非常不精确的。
这就是我们公司提供这样的服务和技术的原因，因为传统方式下做的土壤测试是非常不精确的。
在传统的测土实验室里面，如果将土送到实验室并进行土壤检测之后，会给出这样一个报告：
为了节约成本，对这个大约900亩的一片区域进行了少量取样来进行测土，绘制了这样的一个地图。在这900亩上，其实我们只看到19、20个点的样子。
这是5英亩的土壤地图。左上角的是每2英亩取1个点，右上角的是每1英亩1个点，左下角是1/2英亩1个取样点，右下角图是1/4英亩1个取样点。我们可以看出，随着取样点越来越多，土壤地图是越来越精确。但是随之而来的一个问题是，在传统方式下，取样点越多，成本就会变得非常高。
3、顶级土壤预测模式
这里面有很大的机会，我们使用表层土壤预测模型来解决这个问题。
如上图，我们看到有两个点，一个点是堆肥的点，另外一个点是用来做有机降解点。在这两个点里面，它们的磷含量是非常丰富的。
01 SOILOPTIX设备介绍
a.工作视频
刚才给大家播放的是一个关于使用他们公司仪器的小视频。
b.支持记录组件
我们可以看到这个装载在车前面的就是我们SOILOPTIX感应器。除了感应器，我们还需要一些辅助设备，如用来记录数据的电脑、高精确度的GPS。
c.灵活的安装选项
这个设备可以安装到各种形式的可在田间行驶的车上面。这个是在湖北富邦使用的车辆。
d.自主现场勘测机器人
现在公司正在试图把这个感应器安装在一个自动驾驶的机器上面。
e.使用方法
具体使用方法是：把感应器安装在这个车上面后，这个车从田里面开始，反复行使，大约是以20公里/小时的速度从田间行驶，每次测量的间距大约是12-15米。
f.相关数据
这个图是电脑里的系统记录数据的仪表盘。
这个图是四种同位素从土壤里面产生的辐射的数据。接受器首先是一个被动的接受，并不是主动发射。因为土壤里存在的4种同位素发射出射线被感应器接收后，这个数据的辐射强度就会被记录到电脑里面。
g.田块的伽马记录图
现在能看到的就是车在田间行驶时，整个记录器就开始从系统里面进行记录，每一个点都是代表了一个GPS点位上边的一个伽马读数。
这幅图就是扫描完整个土地后的整体情况，记录了一个大约315亩的田块的伽马记录图。
通常状况下红色的可能就是说更偏粘土型，蓝色的更偏砂土型。
然后这个土地左边是用来轮作作物的，右边是用来放牧的。
这个数据需要跟大家说明一下，这个土壤数据并不是非常易变的。例如说前面这两幅图，一幅图是2018年9月份扫描的，另一幅图是2019年3月份扫描的，我们可以看到这两幅图并没有什么本质性差异。
进行下一步土壤数字地图绘制时，公司的这个软件会指示，到一些取样点，可能是一些临界点取得土壤数据并进行实验室分析后，输入系统，对系统扫描的数据进行校对。
这些点其实是用传统型的取样方式来做的。在实验室土壤数据出来之后，对这些数据插入公司模型、计算，对模型进行校对后，便会产生最终的结果，一个数字地图。
公司所做出的结果其实就是针对于哪种营养元素、土壤性质的一个高精度的数字地图。
02 分解过程
a.数字地图
我们的地图是如何做呢？
用带着感应器的车对土壤进行扫描后，从土壤里进行取样校对，校对完之后，然后经过公司软件的分析之后便会产生大约有25层的对于不同元素或是海拔地理位置还有土壤性质的这样的高精度数字地图。
b.差异化管理
所有的客户都可以进入公司的一个网络端看到自己的图，自己田块的土壤性质分析，而且自己可以对里面的一些参数重新设置，生成数字地图。这个数据也可以导出成其他的形式来供其他方式使用，如差异化施肥机、差异化播种机等都可以把这个数据直接插入到农机或者是飞机里，然后对田块进行差异化管理。
这个数字地图可以提供几组信息，第一组是土壤的物理性质，是黏土还是沙土，土壤里有机质的含量。第二组就是大量元素、微量元素，大量元素里面最基本，微量元素镁铁锌铜。在这基础上，公司还会给一个更复杂的土壤模型，如土壤的渗水率、保水率、土壤的密度这些模型出来后就可以进行差异化土壤管理和工作管理。
为什么我们想得到这么精确的信息或这样一个精确的土壤数字地图呢？本质上我们是想对土壤进行差异管理，就是我们常说的VRA，可变得施用率。如最基本的，进行差异化施肥、识别出特定的垃圾/有机物、差异化的播种、差异化灌溉。不同土壤性质，沙土和黏土的保水率肯定是不一样的，渗水率其实都是不一样的。
那我们知道这些信息就可以来帮助我们无论是在计划的时候，例如说我们想做一个果园，这个果园保水率的差异是什么，肥料的差异是什么，我们就可以来提前计算我们的管道如何布置、我们的灌溉系统如何设置，帮助我们做很多的农业管理决策。
c.差异化施用装置
这些是现在全球都普遍使用的一些差异化施用设备。现在在市场上已经大批出现自动化的施用机器，无论是施肥还是喷水。
差异化施用装置现在基本上普遍包括这几个核心部件：用来控制的显示器、有一定智能化的控制器。控制器用来接受信息，如各种各样的感应器、传感器的信息，都可以被控制器来接收，然后控制器经过分析、编程的处理来控制水和肥的实施。
需要对控制器进行管理、编程，用户要告诉它在何种情况下需要做什么样的措施。
e.创建可变速率应用程序处方/接受
我们的数字地图有所有的地理信息，记录了在这一点上面，包括土壤的性质、土壤的肥力、土壤的保水率等各种各样信息。然后我们就可以通过这个非常精确化的数字地图对这个地图开处方。
f.现场处置方法
差异化管理的核心是把这块田分成不同的区域。因为我们前面已经讲过了由于这个区域产生的差异化需要进行差异管理，那就是说有两种方式，一个就是管理区，还有一个是非常统一化的划分。但是无论如何这个核心思想要对这些不同的区域进行不同的管理。
4、实例探究
01 案例一
这张图是用传统的方式进行半公顷取样点绘制的地图，以便来进行差异化管理。大约七亩半的土地一个选点绘制成的这样一个地图，然后进行施用石灰。
这个地图就是我们SOILOPTIX绘制的图，可以看出其实是比之前的地图要更加精确、细致。之前的使用石灰是104吨，现在用我们SOILOPTIX地图，需要使用石灰大约是142.9吨，这样来对土地来进行改良。
地图上其中有几个点酸性非常强，需要进行特殊处理，也就是说使用更多的石灰中合PH值。
02 案例二
这个图可以看到一些结果。这是当地一个农民在社交媒体上发的一张照片。这个图片显示区域以前的时候作物非常难生长，但是通过差异化管理使用了大量的石灰中和PH值后，你就可以看到作物可以正常的开始生长。
可以看到处理的前后对比。2013，整个土壤酸性是非常强的，在基于我们SOILOPTIX提供的信息来进行管理之后，PH值被中和掉了。
03 案例3
这个是我们对另外一个客户的服务。左边这个图是之前这个客户通过传统方式绘制的土壤地图。一开始的时候，他一直怀疑SOILOPTIX的精确性。扫描之后，我们画圈这个点是他怀疑度最高的一个点，他在这个点上面又进行了第二次确认，然后发现SOILOPTIX的数据非常精确。
5、当前的API平台合作伙伴
现在全球公司合作的伙伴有FIELD VIEW、JOHN DEERE、Danish Agro，这是欧洲一个非常大的农业公司。
6、人工智能/机器学习
现在公司还在进行另外一个延伸，就是使用人工智能还有机器学习进行算法的优化，让系统整合感应器扫描的信息、遥感信息，测土信息等信息之后，进行更快速、更精确的数字土壤地图的绘制。
未来公司基本上的目标还是，用人工智能把仍在使用的传统测土实验室方式取代掉，提高结果的速度和精确度。
7、SOILOPTIX的国际发展
这些是世界上在使用SOILOPTIX的国家及有合伙人的国家。
8、我们的团队
SOILOPTIX和湖北富邦有着战略性合作伙伴关系，富邦本身有着非常强的技术实力和市场能力，我们在中国的实施肯定首先要通过富邦来实施。
每个国家都有自己的实际情况，中国也有很多实际情况需要解决，如最典型的一个就是田块面积偏小。我们准备和富邦进行合作对中国市场进行一个研究，找到一个适合中国的使用方式。
9、种植者地位
公司永远是把农民、把种植者作为第一服务目标，让他们对土壤有更深的认识，无论是土壤肥力还是土壤的性质都有一个更深的认识。
以上就是我们公司及技术和服务的介绍。
欢迎大家持续关注“数字农业分会”，及时了解直播动态。第三期直播活动正在紧张筹备中，敬请期待~
