孫忠富——中國農業(yè)科學院研究員

專家信息：

孫忠富，籍貫遼寧省莊河市，博士、研究員、博士生導師、國家減災委員會專家組成員。1987年畢業(yè)于中國農業(yè)科學院研究生院獲得理學碩士學位，1996年畢業(yè)于中國農業(yè)大學(東區(qū))獲得工學博士學位，曾于1998年和2005年分別在以色列和日本開展現代溫室控制與環(huán)境遠程監(jiān)控等方面的學習與合作研究。目前在中國農業(yè)科學院—農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所工作，創(chuàng)建可控環(huán)境農業(yè)實驗室(CEAL-- Controlled Environment Agriculture Lab），任實驗室主任和首席科學家。孫忠富博士長期從事可控條件下環(huán)境與植物交互作用機理、系統模擬與優(yōu)化控制、信息技術開發(fā)應用、以及農業(yè)低溫災害機理與調控技術等方面的研究與開發(fā)。近年來，主持和參加國家"863"計劃、國家自然科學基金、國家科技攻關和支撐計劃、科技部儀器升級改造等科研項目20多項，以各種形式培養(yǎng)碩士博士研究生20余名，已發(fā)表相關學術論文70多篇，獲得軟件著作權13項，主編或合作出版著作4部，獲得省部級以上獎勵7項。他還積極參加國際學術交流，曾多次出訪美國、加拿大、歐洲、日本等國家，與國際同行建立了良好的合作關系。

通訊地址：中國.北京中關村南大街12號

工作單位: 中國農業(yè)科學院農業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所

郵政編碼：100081

E－mail：sunzf@263.net(首選）/sunzf@mail.com

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教育及工作經歷：

1978.03-1982.01沈陽農業(yè)大學農業(yè)氣象專業(yè) 學士

1984.09-1987.07中國農業(yè)科學院研究生院應用氣象專業(yè) 碩士

1992.09-1996.07中國農業(yè)大學環(huán)境工程專業(yè) 博士

1996.10-1996.12 以色列國家土壤與水物理研究所合作研究

2005.04-2005.06 日本農林水產省農業(yè)信息技術研究所合作研究

學術兼職：

1、國家減災委員會專家組成員；

2、農業(yè)部減災專家組成員；

3、中國農學會農業(yè)氣象分會副理事長兼秘書長；

4、中國農業(yè)技術推廣協會信息技術專業(yè)委員會副主任；

5、中國農學會計算機分會常務理事；

6、北京農業(yè)信息學會理事；

7、中國園藝學會設施園藝分會常務理事；

8、中國農業(yè)工程學會植物工程分會常務理事；

9、全國農業(yè)氣象標準化技術委員會委員；

10、國際農業(yè)先進信息處理專業(yè)委員會（Advanced Information Processing in Agriculture）委員。

11、北京市農業(yè)工程學會常務理事、農業(yè)建筑與環(huán)境控制專業(yè)委員會副主任。

12、中國農業(yè)工程學會設施園藝專業(yè)委員會委員。

13、美國農業(yè)工程師學會會員（Member of ASAE-American Society of Agricultural Engineers）。

14、國際園藝學會會員（Member of ISHS—International Society of Horticultural Sciences）。

科學研究：

研究方向：

農業(yè)災害監(jiān)測預警與減災技術；設施農業(yè)環(huán)境控制技術；農業(yè)信息技術；農業(yè)物聯網技術。

主持科研項目情況：

自1996年“九五”以來，針對國家農業(yè)重大技術需求，從事設施農業(yè)環(huán)境調控、農業(yè)災害監(jiān)測預警與調控管理等方面的應用研究和技術產品開發(fā)。在設施農業(yè)環(huán)境調控領域，主持了國家自然基金“溫室番茄動態(tài)模型與計算機模擬系統（30170538）”、863高技術研究項目“可控環(huán)境園藝作物動態(tài)生長模擬與優(yōu)質高效生產技術（2001AA247041）”等。在農業(yè)災害監(jiān)測預警與調控管理等方面，主持國家科技部“九五”科技攻關課題“霜凍災害綜合防御實用技術研究(96200108)”、 “十五”儀器設備改造項目“農業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)控關鍵技術升級（2006JG003500）、主持“十一五”科技支撐課題“低溫冷害與霜凍調控技術研究（2006BAD04B08）”、主持“十二五”氣象行業(yè)科研專項“北方果樹霜凍災害監(jiān)測與調控關鍵技術GYHY201206049-03）”等。自2009～2013年，主持農業(yè)部行業(yè)科技專項“小麥苗情數字化遠程監(jiān)控與與診斷管理關鍵技術（200903010）”項目。

科研成果： 在環(huán)境控制技術、農業(yè)災害機理、防災減設備和技術產品研發(fā)等方面取得了系列研究成果。尤其在基于物聯網關鍵技術應用方面，特色顯著，已針對設施農業(yè)、農業(yè)環(huán)境、農情（墑情、苗情、災情等）進行遠程監(jiān)控預警、開展相關技術和新產品的研發(fā)，形成了系列技術產品，結合項目的實施過程，技術成果已經在全國20多個省市（自治區(qū)）示范與推廣應用。主編和參編著作10余部，發(fā)表各類相關論文近百篇，獲得軟件著作權25項，申請專利7項，獲得省部級（含中國農科院）以上獎勵7次。

中國農業(yè)科學院可控環(huán)境農業(yè)實驗室：

可控環(huán)境農業(yè)實驗室（CEAL--Controlled Environment Agriculture Lab，參見WWW.CEAL.CN)是中國農業(yè)科學院--農業(yè)環(huán)境與持續(xù)發(fā)展研究所的重要研究實體，也是國內開展可控環(huán)境農業(yè)研究創(chuàng)新的重要力量。本實驗室以現代農業(yè)科學理論為基礎，以可控環(huán)境農業(yè)為主要研究對象，以數字信息化技術為主要手段，重點進行以下幾個方面的研究創(chuàng)新與開發(fā)應用: （1）可控農業(yè)系統優(yōu)化控制與計算機模擬；（2）遠程監(jiān)控與嵌入式技術開發(fā)；（3）農業(yè)環(huán)境與氣象災害監(jiān)測與調控技術，等等。

實驗室研究人員的組成，除固定和客座研究人員，一批正在攻讀碩士、博士學位的研究生是一支重要的力量，他們年富力強、具有從事科技創(chuàng)新和研究開發(fā)的潛力和優(yōu)勢，具備綜合解決技術難題的能力。實驗室人員結構合理，專業(yè)配置齊全，包括農業(yè)環(huán)境與氣象、植物生理生態(tài)、信息與計算機科學等專業(yè)人員，構成了一個團結奮進、銳意創(chuàng)新的科研團隊。近幾年在國家有關項目的支持下，以及在中日等國際合作項目的支持下，實驗室在公共實驗儀器和基礎設施條件等方面迅速提升，總體水平已達到國內一流。

近年來，實驗室主持和參加了國家"863"計劃、國家自然科學基金、國家科技攻關等科研項目20多項：已經完成的“十五”課題項目包括：（1）國家自然科學基金與國家十五“863”支持的研究項目：研究溫室系統模擬的理論與技術方法，主要包括溫室環(huán)境機理的分析與物理模型的建立，相關計算機模擬系統的研究與開發(fā)；溫室環(huán)境優(yōu)化控制與管理技術的研究，包括溫室優(yōu)化控制的理論和模式；溫室生態(tài)系統綜合數據信息采集、傳輸、處理與應用等技術的研究，相關控制設備與儀器的研制與開發(fā)；現代信息技術（3S技術、人工智能技術、圖象識別與診斷技術、多媒體與網絡技術等）在設施農業(yè)環(huán)境控制管理中的應用研究。（2）“十五”國家科技攻關支持項目：研究我國主要農區(qū)低溫凍害發(fā)生與發(fā)展規(guī)律、分布與危害機理，探索低溫災害防災減災的新途徑和新型實用技術，研究生物與信息等高新技術在農業(yè)災害監(jiān)測預警、評估與對策等方面的應用。

實驗室以我國現代農業(yè)科技發(fā)展為己任，積極倡導并推進可控環(huán)境農業(yè)關鍵技術研究與創(chuàng)新，尤其注重將現代信息技術與現代農業(yè)的結合，促進傳統農業(yè)向現代農業(yè)的轉變。多年來在涉及可控條件下環(huán)境與植物交互作用機理、設施農業(yè)生態(tài)環(huán)境系統模擬、溫室環(huán)境優(yōu)化控制技術、農業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)控技術，以及農業(yè)氣象災害監(jiān)測與調控技術等方面開展了一些具有前瞻性的研究與探索，并取得了優(yōu)異的成績。近年來，以各種形式培養(yǎng)碩士博士研究生20多名，已發(fā)表相關學術論文70多篇，獲得軟件著作權13項，主編或合作出版著作4部，獲得省部級以上獎勵7項。在農業(yè)信息技術方面，已經開發(fā)出具有自主知識產權的“基于無線通信和網絡技術的遠程監(jiān)控系統”、 “基于網絡和面向對象設計技術的溫室園藝作物生長模擬系統”、“溫室作物精準施肥管理系統”、“溫室作物高產優(yōu)質生產決策管理系統”，以及相關的設施生態(tài)環(huán)境模擬與決策管理系統多個。在作物低溫災害監(jiān)測與調控等方面，提出了以規(guī)避、抗御和減緩為三道防線的綜合減災理念，研究開發(fā)了一些針對農業(yè)氣象災害的實用性信息技術產品和生化調控產品，如應用太陽能供電技術的野外遠程監(jiān)控系統，作物抗寒性化學制劑，等等。

“十一五”期間實驗室迎來了新的發(fā)展機遇。在國家科技部、國家自然基金委的大力支持下，主持和參與了國家級相關重點研究課題，主要有：（1）國家科技支撐計劃“作物低溫災害監(jiān)測與調控技術研究”；（2）科技部儀器升級改造項目“農業(yè)環(huán)境無線遠程監(jiān)控系統”；（3）國家“863”數字農業(yè)“溫室作物數字化模擬模型系統研究”；（4）國家自然科學基金“基于作物模型的溫室環(huán)境優(yōu)化控制系統”，等等。

求實和創(chuàng)新是科學發(fā)展的動力，實驗室非常注重國內外學術交流和合作研究，努力把握世界科技前沿，確保正確引領實驗室的發(fā)展方向，目前與日本、荷蘭、匈牙利等國家同行專家建立了長期的交流與合作關系，在農業(yè)信息遠程獲取，作物數字化模型構建、氣象災害監(jiān)測與對策等方面開展了合作研究，通過消化吸收再創(chuàng)新，加快了跨越式發(fā)展的前進步伐，實驗室的綜合研究能力進一步提升。熱誠歡迎相關企業(yè)、科研院所、或學者專家到本實驗室進行學術交流或業(yè)務合作，共圖發(fā)展偉業(yè)。(聯系方式：SUNZF@263.NET)

14 中國西部小麥苗情監(jiān)測與管理孫忠富參編 ISBN978-7-5424-1716-9 2012

23 中國重大農業(yè)氣象災害研究孫忠富、杜克明參編氣象出版社 2010

6 農業(yè)氣象防災調控工程與技術系統孫忠富編著氣象出版社 2002

12 農業(yè)氣象防災調控工程與技術系統孫忠富參編氣象出版社 2002

2 霜凍災害與調控技術研究孫忠富編著中國農業(yè)出版社 2001

4 霜凍災害與調控技術研究孫忠富參編中國農業(yè)出版社 2001

農業(yè)環(huán)境無線遠程多功能監(jiān)控系統簡介：

本著解決農業(yè)環(huán)境數據采集中的實際問題，提出了一種面向無線遠程技術的系統解決方案，該系統通過無線移動通信（GPRS/CDMA）和互聯網絡（INTERNET）的無縫對接，具有數據的實時采集、遠程傳輸、異地存儲和網絡發(fā)布等功能，可方便實現對各種農業(yè)現場進行遠程監(jiān)控和管理，通過進行數據分析挖掘和專家知識經驗的結合，可提供對農業(yè)對象（如溫室、農田、園林等）遠程診斷與調控管理等功能。

本系統集成環(huán)境測試技術、現代傳感技術、無線通信技術、計算機網絡技術為一體，從結構組成上劃分為三部分：終端采集發(fā)送模塊，服務器端接收存儲模塊，基于Web的數據發(fā)布和分析模塊。終端采集發(fā)送模塊，包括放置在遠程終端的各類傳感器和完成對傳感器信號的采集、處理、無線發(fā)送設備；服務器端接收存儲模塊，是運行在服務器上的在線接收處理程序，完成對所有監(jiān)控終端傳回數據的接收，并存儲入SQL Server 2000數據庫服務器中；基于Web的數據發(fā)布分析模塊，是運行在Web服務器端的Web應用程序，實現用戶對所選擇終端環(huán)境監(jiān)測數據的實時查看和分析操作。為提高系統使用的便捷性，分別提供以計算機與移動手機作為數據終端的二種服務模式（系統實現原理與功能見圖1）。

圖1：遠程訪問數據的二種模式

系統可以通過以下二種方式提供信息服務（參見圖1）：

（1）WEB瀏覽器服務模式：通過WEB網絡瀏覽器（例如：Microsoft Internet Explorer, Mozilla, Netscape等），在任何時間任何地點瀏覽和使用監(jiān)控數據，并結合專家經驗進行遠程診斷和管理(可參見： WWW.CEA.NET.CN )。目前這是一種被廣大用戶所熟悉和接受的一種模式，因為在處理大數據量、提供完整解決方案方面依然優(yōu)勢明顯（數據瀏覽應用效果見圖2）。

圖2 應用WEB瀏覽器訪問數據界面

（2）WAP瀏覽器服務模式：以計算機作為數據應用終端的服務模式雖然雖然在移動辦公和遠程管理的靈活性上，仍存在很大缺陷和不足，例如要求用戶身邊隨時擁有計算機（即使是筆記本電腦也如此）是很困難的，但隨身攜帶一部具有聯網功能的手機，幾乎沒有任何問題。目前絕大多數手機具有網絡訪問功能，并通過內置微型WAP瀏覽器（MiniBrowser）實現訪問和應用數據的功能。顯而易見，用戶可隨時使用移動手機作為數據應用終端，不僅比應用電腦更加便捷，猶如隨身攜帶的監(jiān)控系統和數據庫時刻伴隨著用戶。這種服務模式的重要意義在于，首先可以通過手機短信業(yè)務，定時獲得各種監(jiān)控信息，或根據用戶需求，獲得某些特定的報警服務和監(jiān)控管理，進一步擴展了互聯網的應用空間；其次，隨著移動通信網絡的普及應用，尤其是第三代移動通信網絡（3G）時代的到來，使用手機代替電腦實現網絡互聯已完全可能，用戶獲取數據將更加容易，用戶只要應用手機網絡瀏覽器輸入網址（WAP.TELEMONITOR.MOBI），就可以快速瀏覽和應用數據（數據瀏覽效果見圖3）。

圖3：應用手機訪問監(jiān)控站點數據

本監(jiān)控系統目前分別在天津、河北、遼寧、廣東、山西、北京等地安裝部署，并在日光溫室、現代化溫室、沼氣池、養(yǎng)豬場等進行示范應用，充分展現了遠程監(jiān)控技術帶來的許多優(yōu)越性，在實施異地遠程管理、數據共享等方面作用十分顯著，部分示范應用現場可參見圖4。示范應用表明，遠程監(jiān)控系統與傳統數據采集技術相比，大量節(jié)省了用于交通、數據維護、現場管理僧造成的人力物力資源浪費，顯著提高了現場數據采集的實時性、管理上的時效性和科學性。尤其是適合對分布在不同地區(qū)的農業(yè)現場進行分散式監(jiān)測、集中式維護和管理，提高了數據的安全可靠性、系統完整性、靈活共享性，因此也增加了數據自身應用價值，應用前景十分廣闊。

聯系人：孫忠富（研究員，博士生導師）

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論文專著：

發(fā)表期刊論文：

[1]張文瀚,杜克明,孫彥坤,劉布春,孫忠富,馬浚誠,鄭飛翔.基于探地雷達的田塊尺度下不同深度土壤含水量監(jiān)測[J].智慧農業(yè)(中英文),2022,4(01):84-96.

[2]張曉旭,孫忠富,鄭飛翔,劉江,李崇瑞,王一昊.基于作物水分虧缺指數的黃淮海平原夏玉米全生育期干旱分布特征[J].中國農業(yè)氣象,2021,42(06):495-506.

[3]孫忠富,馬浚誠,鄭飛翔,杜克明.區(qū)塊鏈支撐農業(yè)大數據安全初探[J].農業(yè)大數據學報,2020,2(02):25-37.DOI:10.19788/j.issn.2096-6369.200203.

[4]孫忠富,杜克明,鄭飛翔,馬浚誠.區(qū)塊鏈助力智慧園藝發(fā)展的初步探討[J].蔬菜,2020(06):2-9.

[5]張領先,陳運強,李云霞,馬浚誠,杜克明,鄭飛翔,孫忠富.可見光光譜的冬小麥苗期地上生物量估算[J].光譜學與光譜分析,2019,39(08):2501-2506.

[6]孫忠富,李永利,鄭飛翔,杜克明,馬浚誠,張德龍.區(qū)塊鏈在智慧農業(yè)中的應用展望[J].大數據,2019,5(02):116-124.

[7]馬浚誠,劉紅杰,鄭飛翔,杜克明,張領先,胡新,孫忠富.基于可見光圖像和卷積神經網絡的冬小麥苗期長勢參數估算[J].農業(yè)工程學報,2019,35(05):183-189.

[8]馬浚誠,杜克明,鄭飛翔,張領先,孫忠富.基于卷積神經網絡的溫室黃瓜病害識別系統[J].農業(yè)工程學報,2018,34(12):186-192.

[9]馬浚誠,杜克明,鄭飛翔,張領先,孫忠富.可見光光譜和支持向量機的溫室黃瓜霜霉病圖像分割[J].光譜學與光譜分析,2018,38(06):1863-1868.

[10]孫忠富,褚金翔,馬浚誠,杜克明,鄭飛翔.大數據服務三農的初步分析與探索[J].大數據,2017,3(03):33-43.

[11]孫忠富,馬浚誠,褚金翔,杜克明,鄭飛翔.智慧農業(yè)技術助推農業(yè)創(chuàng)新發(fā)展,引領農業(yè)新未來[J].蔬菜,2017(04):1-8.

[12]蘇一峰,杜克明,李穎,孫忠富,鄭飛翔.基于物聯網平臺的小麥病蟲害診斷系統設計初探[J].中國農業(yè)科技導報,2016,18(02):86-94.DOI:10.13304/j.nykjdb.2015.459.

[13]杜克明,褚金翔,孫忠富,鄭飛翔,夏于,楊小冬.WebGIS在農業(yè)環(huán)境物聯網監(jiān)測系統中的設計與實現[J].農業(yè)工程學報,2016,32(04):171-178.

[14]夏于,孫忠富,蘇一峰,杜克明,鄭飛翔.北方果樹霜凍害遠程監(jiān)控與報警系統初步研究與實現[J].中國農學通報,2016,32(01):81-87.

[15]孫忠富,褚金翔,杜克明,鄭飛翔.農業(yè)大數據管理整個生命周期[J].高科技與產業(yè)化,2015(05):58-61.

[16]陳曦,杜克明,魏湜,孫忠富,鄭飛翔,李晶,顧萬榮.小麥霜凍害模擬模型研究進展[J].麥類作物學報,2015,35(02):285-291.

[17]魏瑞江,孫忠富.我國日光溫室小氣候研究進展與展望[J].西北農林科技大學學報(自然科學版),2014,42(12):139-150.DOI:10.13207/j.cnki.jnwafu.2014.12.020.

[18]孫忠富,杜克明,鄭飛翔,尹首一.大數據在智慧農業(yè)中研究與應用展望[J].中國農業(yè)科技導報,2013,15(06):63-71.

[19]郭家,馬新明,郭偉,孫忠富.基于ZigBee網絡的農田信息采集系統設計[J].農機化研究,2013,35(11):65-70.DOI:10.13427/j.cnki.njyi.2013.11.028.

[20]夏于,杜克明,孫忠富,胡新,鄭飛翔.基于物聯網的小麥氣象災害監(jiān)控診斷系統應用研究[J].中國農學通報,2013,29(23):129-134.

[21]夏于,孫忠富,杜克明,胡新.基于物聯網的小麥苗情診斷管理系統設計與實現[J].農業(yè)工程學報,2013,29(05):117-124.

[22]尹首一,劉雷波,周韌研,孫忠富,魏少軍.面向精準農業(yè)的無線多媒體傳感網設計(英文)[J].中國通信,2013,10(02):71-88.

[23]胡新,孫忠富,任德超,杜克明.越冬期小麥苗情分類綜合指數計算方法探討[J].河南農業(yè)科學,2012,41(12):38-41.DOI:10.15933/j.cnki.1004-3268.2012.12.017.

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[25]王夏,胡新,孫忠富,杜克明,宋廣樹,任德超.不同播期和播量對小麥群體性狀和產量的影響[J].中國農學通報,2011,27(21):170-176.

[26]羅新蘭,張彥,孫忠富,杜克明,宋廣樹.黃淮平原冬小麥霜凍害時空分布特點的研究[J].中國農學通報,2011,27(18):45-50.

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[28]宋廣樹,孫忠富,孫蕾,杜克明,王夏.東北中部地區(qū)水稻不同生育時期低溫處理下生理變化及耐冷性比較[J].生態(tài)學報,2011,31(13):3788-3795.

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[30]宋廣樹,梁居寶,孫忠富,杜克明,趙偉,張玉亮.東北玉米低溫冷害遠程診斷系統設計與初步應用[J].玉米科學,2010,18(06):138-142.DOI:10.13597/j.cnki.maize.science.2010.06.032.

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[33]孫忠富,杜克明,尹首一.物聯網發(fā)展趨勢與農業(yè)應用展望[J].農業(yè)網絡信息,2010(05):5-8+21.

[34]周平,趙春江,王紀華,鄭文剛,孫忠富,文友先.基于機器視覺的雞蛋體積與表面積計算方法[J].農業(yè)機械學報,2010,41(05):168-171+208.

[35]鄭大瑋,孫忠富.關于積溫一詞及其度量單位科學性問題的討論[J].中國農業(yè)氣象,2010,31(02):165-169.

[36]張玉亮,杜克明,孫忠富,滿慶奎,趙偉,李洪亮.本地存儲技術在農業(yè)遠程監(jiān)控系統中的集成應用[J].農業(yè)網絡信息,2010(04):13-16.

[37]賈倩,劉洪,孫忠富,杜克明.基于作物模型的溫室環(huán)境管理系統設計與實現[J].中國農業(yè)氣象,2010,31(01):93-97.

[38]周平,趙春江,鄭文剛,王紀華,孫忠富,文友先.基于二分法的雞蛋圖像邊緣快速檢測方法[J].農業(yè)工程學報,2010,26(01):238-242+388.

[39]周平,鄭文剛,閆華,孫忠富.EEPROM軟件分區(qū)使用技術[J].微計算機信息,2010,26(02):20-22.

[40]關福來,杜克明,魏瑞江,孫忠富.日光溫室低溫寡照災害監(jiān)測預警系統設計[J].中國農業(yè)氣象,2009,30(04):601-604.

[41]程兵,杜克明,孫忠富,趙偉.農業(yè)環(huán)境遠程監(jiān)控與多功能供電系統設計[J].農業(yè)網絡信息,2009(09):39-41.

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發(fā)表報紙文章：

1 農業(yè)提質增效的必由之路 孫忠富 農民日報 2016-06-29

發(fā)明專利：

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