Повышение эффективности умного сельского хозяйства посредством внедрения цифровых двойников: комплексный обзор

Цифровые двойники представляют собой виртуальные аналоги, воспроизводящие характеристики и функциональные возможности материальных объектов, процессов или систем в цифровой среде и использующие способность моделировать и прогнозировать поведение реальных объектов. Они нашли ценное применение в умном сельском хозяйстве, обеспечивая создание комплексной виртуальной копии фермы, охватывающей такие важные аспекты, как выращивание сельскохозяйственных культур, состав почвы и текущие погодные условия. Интеграция данных из различных источников, включая информацию о состоянии почвы и растений, сети датчиков окружающей среды, метеорологические прогнозы, а также изображения высокого разрешения, полученные с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) и спутников, предоставляет фермерам динамическое и актуальное визуальное представление их сельскохозяйственных угодий, позволяя принимать обоснованные и своевременные решения по таким критически важным вопросам, как эффективное планирование орошения, оптимальные методы внесения удобрений и действенные стратегии борьбы с вредителями, что повышает общую продуктивность и устойчивость сельского хозяйства. В данной исследовательской статье представлен комплексный обзор современного состояния исследований цифровых двойников в умном сельском хозяйстве, включая моделирование сельскохозяйственных культур, точное земледелие и связанные с ними технологии; рассматриваются их потенциальные области применения и влияние на сельскохозяйственные практики, а также анализируются проблемы и ограничения, такие как вопросы конфиденциальности данных, необходимость использования высококачественных данных для точного моделирования и прогнозирования и сложность интеграции множества источников данных. Наконец, в статье рассматриваются перспективы применения цифровых двойников в сельском хозяйстве и обозначаются потенциальные направления дальнейших исследований и развития в данной области.