果园数字孪生技术研究现状与发展趋势

陈青; 李海锋; 吕晓兰; 马拯胞; 蒋雪松; 周宏平

doi:10.13360/j.issn.2096-1359.202411012

林业工程学报 ›› 2026, Vol. 11 ›› Issue (2) : 11 -26. DOI: 10.13360/j.issn.2096-1359.202411012

果园数字孪生技术研究现状与发展趋势

陈青, 李海锋, 吕晓兰, 马拯胞, 蒋雪松, 周宏平

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摘要

中国水果产业近年来发展迅速，水果产量和种植面积也逐年扩大，随着产业规模扩张，果园生产作业和管理难度与日俱增。近年来数字孪生技术的兴起推动了果园数字化管理技术的发展，基于数字孪生技术的果园数字化管理平台已成为智慧果园建设的关键途径。在此背景下，笔者系统梳理了果园数字孪生技术的核心框架，重点在数字孪生果园模型精确构建、果园作业装备模拟训练和运行监控等方面综述了应用在果园场景中的数字孪生技术发展现状，归纳出目前果园数字孪生技术的不足之处和研究热点。在技术研究层面，根据果园数字孪生技术框架，从果园环境信息和果树表型信息的获取、果树建模和生长模型构建等方面梳理了构成果园数字孪生的核心技术，并分类概述目前已有的果园物联网平台、果树表型信息获取平台和数据分析预测模型的研究现状，进一步总结了果树模型结合生长模型，降本增效和可持续发展的总体研究方向。从技术应用的角度，综述了果园数字孪生技术在生长监测、技术培训、作业装备协调一体化等方面的应用效果，在此基础上，归纳目前果园数字孪生技术在实际应用中存在的问题，最后展望了基于数字孪生技术的智慧果园发展的技术方向，以期为我国数字孪生果园的发展提供思路借鉴和技术参考。