内蒙古阿拉善沙改土实验基地四周被沙丘包围,放眼望去,黄沙漫漫。基地所在的乌兰布和沙漠是中国第八大沙漠,每年往附近的黄河排1亿吨沙子,沙丘过境,寸草不生。

2020年11月,记者来到了这片不毛之地。秋日萧瑟,占地6000亩的基地里还保留着丰收后的残余,霜打过的西瓜,发蔫的红番茄,长在沙子里一只手就能轻松拔起来的胖萝卜,沙丘包围下,这是一块人工造出来的绿洲。

重庆交通大学副校长易志坚在这里改造了5年,把沙丘改造成为植物生长的良田。他57岁,常年在沙漠里待着,不是在内蒙,就是在新疆,或是在其他试验基地里。他精神极好的向记者展示沙变土的实验:从沙丘上堆一个沙包,混入白色粉末状物质,几分钟后奇迹发生,往沙包顶上浇水,水不会渗透。可以对比的是,旁边另一堆没有加入白色粉末的沙包,水几秒钟内就不见踪影了。

“今天加的约束材料有点多,正常按比例改造完后,水会按照土壤里的速度往下渗,”易志坚的团队人员一边倒水一边解释说。沙变土的原理是,往沙粒之间加入约束材料,引入一种特例的约束力“万向结合约束”,让沙子获得土壤力学特性。这种改造方法保水保肥,用水量比土地少,产量比自然土壤还要高,“今天变成土,明天就能种植”。

改造一亩沙子的费用在2000元到5000元,包括变土环节的所有成本。改造完成后,即使不再种植,撂荒后也能自然生长沙漠植被。阿拉善项目规划1.4万亩,其中一期实验6000亩已于2017、2018年完成,投资5000万元,种植了100多种作物。

去年,根据阿拉善盟农牧局的测产,沙地种植的高粱最高亩产932公斤,平均亩产789公斤,高于全国平均亩产324公斤(2017年)。内蒙之外,新疆塔克拉玛干沙漠,川西若尔盖沙化草地、西沙岛礁以及非洲撒哈拉沙漠上,沙改土项目都在开展。

实验扩大的同时,痛点也出现。随着沙漠面积的扩大,团队人手不够了,更重要的是,作物的增多带来大量新数据,数据无法处理,就无法精确统计科研成果,这成为团队成员蒋学皎的最大难题。

1、

蒋学皎原本是法国里昂国立应用科学学院的微生物博士,现在,她是重庆交通大学沙漠土壤化团队成员,负责微生物观测并开展智慧农业研究。她发现,即使购买了最顶配的游戏本电脑,也无法再处理“坦克”传回来的数据。

“坦克”是蒋学皎自制的自动巡视机器人,是一套田间表型采集系统,外形简陋,因为底座看起来像坦克的传输带,他们把它称作“坦克”。这台外表看起来很粗糙的机器耗资20多万元,都是团队的人自掏腰包。

易志坚团队的6000多亩实验田里,“坦克”会自动巡视,它能近距离监测叶子上的虫洞,及时发现庄稼蔬果的问题,如果发现问题,还能请农学专家远程会诊,缩短来回交通时间。

没有“坦克”之前,科学家早期的数据收集都看肉眼看,尺子量。现在,“坦克”可以实时回传数据,解决了这个团队人手不足的问题。

蒋学皎向记者展示了坦克拍摄的照片,每张图都在几百兆以上,图片越清晰,电脑传输越难。她简单计算了一下,一张图350兆,每天收集到的各种数据很多,至少1T的图片数据。根据她的尝试,如果用深度学习框架做目标检测,数据规模在800多兆的时候,程序运行了三天仍无结果。如果处理1T的图片,以之前的计算能力,需要数月乃至一年。

实验地如果要部署数千个传感器,一年会产生150万个数据以及50P以上的数据存储量。除了采集,后续还有海量数据的采集、存储、清洗和分析,以及最后的处理使用……作为团队技术人员,蒋学皎感到很吃力。

现在,6000多亩试验田只有一个“坦克”。如果有更多的“坦克”在新疆、在撒哈拉沙漠采集、传输数据,应该怎么办?

易志坚团队想要解决的,是通过一系列实体数据,总结出,如何能使沙漠农业在最少的资源(水肥)投入下获得最佳的产出?沙漠的气候条件和土壤性质适合种植哪些农作物?一年几季?在沙漠地区大面积生态恢复或发展农业后,对沙漠地区的气候,温湿度指标、生态、环境、人类活动等方面又会产生怎样的影响?当一开始的数据采集出现困难,研究也陷入了瓶颈。

2019年来到乌兰布和沙漠上的刘灵丰想帮助蒋学皎们解决这个痛点。

2、

去年7月,刘灵丰来到乌兰布和沙漠,在基地部署了一些摄像头和传感器,她是腾讯云数据中心高级架构师,当时,她想通过技术做一些智慧农业的尝试。

边缘计算

今年10月,腾讯边缘计算技术在基地落地。落地的载体是一个不起眼的白色柜子,就放在易志坚团队居住小院的院内。边缘计算是听起来很深奥的一个技术名词,最近两年,边缘计算在技术圈很火,很多人把它视为云计算的下一步。

解决蒋学皎的难题,一个理想的办法是通过云服务和大数据,当算力提高,就能轻松解决。但在乌兰布和沙漠,很多传统环境适用的方法,在这里不灵了。

这里是内蒙古环境最恶劣的地方,不仅是因为沙漠。记者所在两天,这里只有中国移动有手机信号,联通、电信通话网络经常断。这里还有断电的风险,记者采访当天,基地就停电了,中午吃饭,基地人在一个黑漆漆房间内,发电机发的电要留着给做饭的阿姨使用。

如果使用传统的云服务,很有可能发生的现象是,数据刚刚采集完,还没来得及上传,就掉线了。或者是,千辛万苦把数据传到位于呼和浩特或北京、贵州的某个大数据中心,云大脑分析完了,却无法再顺利传输回基地。

传统数据中心对环境要求非常苛刻。记者曾经走访过一些大型数据中心,一般设置在一排排保护严密的房间里,室内噪音震耳欲聋,空调风从脚下和脑袋吹过,全天24小时不能断电,还需要专人守候维持,房间对温度、湿度都有严格要求。

这些要求,在沙漠上,无一能够实现。

刘灵丰和20余同事组成的团队用了一年时间,研发了一套边缘计算系统。通过这个白色柜子,提高了2000倍效率,传统需要4个月时间分析的数据,用这个柜子,1小时就能运算出来。

柜子名字叫Nano T-block,看起来很不起眼,1.2米宽,1.2米长,2.2米高,像一个普通的大冰柜,却是是全国首台带自然冷却的单柜数据中心,拥有自己的专利。打开柜门后,内有乾坤,柜内把配电、空调、安防、消防、IT设备全部囊括进去,以往需要一个巨大数据中心容纳的事情,现在,这个小柜子解决了。

与腾讯一起研发技术的厂商工程师对刘灵丰说,“做你这个项目,是我职业生涯里面遇到最难的一个项目,也是我成长最大的一个项目,但是特别有幸的是我把它啃下来了。”蒋学皎告诉记者,有了边缘计算的科学统计,沙漠里的农作物味道会更好。

3、

边缘计算,一个容易理解的比喻是章鱼。章鱼有60%的神经元分布在章鱼的八条腿(腕足)上,用腿来就地思考解决问题,不用传输信息到大脑。云计算就像像章鱼的大脑,边缘计算就类似于那些爪子,章鱼的一个爪子就是一个小型的机房,可以自主决定并处理信息。

当云计算变为边缘计算,并不是简单的把大型数据中心拆分成十分之一或百分之一,而是需要从架构层面做调整。作为数据中心架构师,刘灵丰坦言,特别难,在受限空间里,需要设计所有的功能系统,还要考虑在外界条件不可靠的环境下保持设备安全稳定运行,如何进行布局、结构,安全可靠性设计……都成为横梗在前进路上的绊脚石。

与传统云计算相比,边缘计算最大的好处是,能就近处理数据,减少往大型数据中心来回传输过程中算力的消耗。尤其在未来,当物联网及工业互联网兴起后,收集数据的终端不再仅仅是收集、电脑,而是扫地机器人、音箱,甚至一个井盖。多终端收集到更多数据,对算力要求更大,就更需要在本地场景下提供就近处理能力,不再统统上云。

包括腾讯在内的大厂们,都将边缘计算视为未来的趋势。

思科发布报告称,物联网的规模每年都在成倍增长,到2030年,将有5000亿个对象连接到互联网,届时多达40%的物联网数据将需要在边缘处理。亚马逊,思科,谷歌,英特尔,微软均在边缘计算布局。谷歌提供了一系列用于边缘计算的联网家居产品,并且还提供用于管理边缘数据的云计算服务,最著名的是其Cloud IoT Core服务。

爱立信边缘云业务单元执行董事马克蒂勒说: “边缘计算就像1994年的互联网,或许再过4年,就会成长为一头巨兽。"

不过,在当下云服务都还没有全面普及的时刻,边缘计算仍是一个前沿技术,目前市场份额也并不大。据Grand View Research,到2027年,全球边缘计算市场的规模将达到434亿美元(约合人民币3071.3亿元)。

对于刘灵丰而言,阿拉善沙漠项目的挑战,是腾讯边缘计算技术的一次难得的落地机会。目前,腾讯有一个20人的团队负责这个项目,项目造价不菲,该项目,腾讯称不追求回报。

4、

站在基地试验田看向四周,宛若身处两个世界。乌兰布和沙漠坐落阿拉善盟,遍地黄沙。在这片寸草不生的地方,基地里物种齐全,有100种以上农作物,还有狐狸、夜猫、青蛙、鸟类和昆虫,是唯一的绿洲。

在今年国庆电影《我和我的家乡》中,闫妮扮演的主播家乡黄沙遍地吹的景象令人绝望,当地人植树造林后,环境好转。在阿拉善,边缘计算下的沙改地普及后,更大的价值出现,改造后的土地,可以种植价值更高的经济作物了。

易志坚告诉记者,基地所在的地方,原本都是良田。只不过,现在被沙漠吞噬了。

2018年,易志坚把改造过的一部分土地专门撂荒,停止浇水。2020年11月,这片土地上已经长满了当地特色的野蒿等耐旱植被,尽管枯黄,与隔壁几十米之外的沙丘对比,仍是生机。

乌兰布和沙漠西边,是腾格里和巴丹吉林沙漠,这些沙漠都属于阿拉善盟。作为内蒙古最大的盟,却只有25万人,因为93%的面积都是黄沙。

“乌海在狼山和贺兰山中间,形成一个风口,这些沙一旦被吹起来,颗粒粗的进入黄河,颗粒细的会一直随风吹到京津冀。”阿拉善盟发改委主任罗志铁对记者说,沙漠向东侵蚀速度,包括进入黄河的问题,都有望通过这个技术避免。

目前,全球荒漠化正以每年五万到七万平方公里的速度扩张。沙漠化的治理也由此成为世界级难题。我国沙漠化土地面积达173万平方公里,每年造成的经济损失上千亿元,近4亿人直接或者间接受到沙漠化的影响。

基地所在,就像一块天然屏障,当风沙吹过,土地不再受到侵袭。

“现在一共改造了1.7万亩,有条件可以改善的沙漠还很多。”易志坚头戴草帽,看着脚下的沙子这样说。

关注中国IDC圈官方微信:idc-quan 我们将定期推送IDC产业最新资讯

查看心情排行你看到此篇文章的感受是:


  • 支持

  • 高兴

  • 震惊

  • 愤怒

  • 无聊

  • 无奈

  • 谎言

  • 枪稿

  • 不解

  • 标题党
2020-11-23 14:24:34
国内资讯 皖北地区首座多站融合数据中心站在蚌埠建成投运
国网蚌埠供电公司将在现有建成4座多站融合数据中心站的基础上,持续增加边缘计算节点数量。 <详情>
2020-11-23 13:35:29
大数据资讯 大数据防疫,不能让公民隐私裸奔
完善防疫手段的技术支撑可以在有效控制疫情反弹的同时,加强隐私的保护。 <详情>
2020-11-23 11:17:00
大数据应用 上云用数赋智 烽火发力数字“新基建”赛道
数据中心作为数字经济时代重要的数字基础设施,云化、数据化和智能化是必然趋势,其中既包括服务器、存储等硬件设施,也包括云操作系统、大数据平台、人工智能平台等软件设 <详情>
2020-11-23 09:53:06
大数据资讯 重庆实施以大数据智能化为引领的发展战略行动计划
“十三五”以来,尤其是2017年以来,重庆大力实施以大数据智能化为引领的创新驱动发展战略行动计划,通过打造“智造重镇”“智慧名城”,为全市经济社会发展装上新引擎,让 <详情>
2020-11-23 09:34:20
大数据资讯 贵安深挖大数据“钻石矿” 持续释放发展新动能
到2025年,贵安数据中心投资规模预计超1000亿元;随着数据中心的建成投用,每年至少会有100万台以上的服务器需求。 <详情>