精准葡萄栽培的最新进展：综述

《IEEE Transactions on AgriFood Electronics》：Recent Advances in Precision Viticulture: A Review

　　精准葡萄栽培通过AI、物联网和自动化技术实现实时监测与预测分析，优化资源管理，提升葡萄产量和质量，应对气候变化与病虫害挑战，促进可持续农业发展。

　　

摘要：

精准葡萄栽培（Precision Viticulture, PV）是精准农业的一个专门分支，它致力于应用先进技术，如电子学、人工智能（AI）和自动化领域的最新进展，以做出明智的决策，从而提高土地生产力和作物质量，并优化葡萄园的运营。通过实时传感、预测分析和自动化干预，精准葡萄栽培提升了葡萄生产的效率和可持续性。将预测分析融入葡萄栽培领域，实现了实时监测和及时决策，不仅提高了资源管理效率，还提升了葡萄的产量和品质。本文深入回顾了精准葡萄栽培的最新进展，重点探讨了由AI驱动的分析、传感和自动化在葡萄园管理中的作用。此外，还介绍了该领域出现的新兴趋势和挑战，强调了它们推动可持续和高效率农业实践的潜力。

一、引言

由于气候变化、土壤退化、病虫害爆发以及运营成本增加，全球葡萄栽培行业面临着诸多挑战[1]。这些因素威胁着葡萄园的可持续性、葡萄的质量以及经济可行性[2],[3]。传统的管理方法通常依赖历史数据和经验法则，在不断变化和充满不确定性的农业环境中难以实现精准化和适应性。作为精准农业这一更广泛领域内的一个变革性方法，精准葡萄栽培应运而生。具体而言，精准葡萄栽培将精准农业的核心原则（如数字技术的最新进展）应用于葡萄园的具体需求，优化了葡萄园的监测、决策和资源分配[4],[5]。它整合了先进的传感技术、数据分析和自动化手段，实现了针对特定地点的葡萄园管理。利用多光谱和高光谱成像（HSI）技术、基于光检测与测距（LiDAR）的地形重建能力以及物联网（IoT）解决方案的远程和近距传感平台，能够提供关于土壤湿度、树冠活力、病虫害发生情况以及葡萄成分等关键葡萄栽培参数的可靠数据[6],[7]。此外，先进机器学习（ML）和人工智能（AI）方法的结合进一步增强了精准葡萄栽培的能力，使得作物产量的预测、病虫害风险的评估以及灌溉和施肥等管理的优化成为可能，通过实时监测葡萄园状况为更好的决策提供支持，同时促进了适应性管理策略的实施[8],[9]。这些技术通过提供关于葡萄园状况的实时洞察，改进了决策过程，从而实现了更有效和更具适应性的管理策略。