智慧農(nóng)業(yè)的背景

新冠疫情在世界上的蔓延加劇了全球糧食安全的風(fēng)險(xiǎn)和危機(jī)。雖然農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)周期性、不宜長期儲(chǔ)存性以及勞動(dòng)密集性是造成其對疫情和外生沖擊的重要原因，但也折射出農(nóng)業(yè)生產(chǎn)能力的不足和效率的低下。農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)、流通和銷售亟需技術(shù)的革新，提升生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品供應(yīng)，從根本上化解全球糧食安全的隱患。當(dāng)前，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等科技進(jìn)步正在引領(lǐng)新一輪的工業(yè)革命，在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域便是推動(dòng)了智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展。

▲ 智慧農(nóng)業(yè)

智慧農(nóng)業(yè)的概念

智慧農(nóng)業(yè)的概念由精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)演化而來，技術(shù)體系主要包括農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)云平臺(tái)等三個(gè)方面。狹義的智慧農(nóng)業(yè)主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體，依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點(diǎn)和無線通信網(wǎng)絡(luò)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預(yù)警、智能決策、智能分析、專家在線指導(dǎo)，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準(zhǔn)化種植、可視化管理、智能化決策。廣義的智慧農(nóng)業(yè)還包括農(nóng)業(yè)電子商務(wù)、食品溯源防偽、農(nóng)業(yè)休閑旅游、農(nóng)業(yè)信息服務(wù)等方面的內(nèi)容。可以說，智慧農(nóng)業(yè)是通過生產(chǎn)領(lǐng)域的智能化、經(jīng)營領(lǐng)域的差異性以及服務(wù)領(lǐng)域的全方位信息服務(wù)，推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈升級(jí)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細(xì)化、高效化與綠色化，保障農(nóng)產(chǎn)品安全、農(nóng)業(yè)競爭力提升和農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢

智慧農(nóng)業(yè)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細(xì)化。智慧農(nóng)業(yè)通過構(gòu)建集環(huán)境監(jiān)控、作物模型分析和精準(zhǔn)調(diào)節(jié)為一體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化系統(tǒng)和平臺(tái)，借助物聯(lián)網(wǎng)對不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對象實(shí)施精準(zhǔn)化操作，通過傳感設(shè)備檢測環(huán)境的物理參數(shù)，對土壤、大氣、水等生產(chǎn)環(huán)境狀況進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，使之符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)；對生產(chǎn)過程各個(gè)環(huán)節(jié)，按照一定技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范要求，通過智能化設(shè)備進(jìn)行影響和控制，大大改善了農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì);通過智能化設(shè)備實(shí)時(shí)精準(zhǔn)檢測農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，保障農(nóng)產(chǎn)品符合消費(fèi)者需求，實(shí)現(xiàn)了供給與需求的有效對接。

智慧農(nóng)業(yè)促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效化。智慧農(nóng)業(yè)通過云計(jì)算、大數(shù)據(jù)等先進(jìn)信息技術(shù)，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者更加便捷靈活地掌握天氣變化數(shù)據(jù)、市場供需數(shù)據(jù)、農(nóng)作物生長數(shù)據(jù)等，更加準(zhǔn)確判斷農(nóng)作物生長需求；利用空間地理信息、遙感等技術(shù)，提高了大田糧食生產(chǎn)的監(jiān)測、預(yù)警水平和產(chǎn)量評(píng)估水平，增強(qiáng)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對自然環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)的應(yīng)對能力；通過智能設(shè)施合理安排用工用時(shí)用地，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織化水平，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

智慧農(nóng)業(yè)推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。智慧農(nóng)業(yè)作為集保護(hù)生態(tài)、發(fā)展生產(chǎn)為一體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，有助于推動(dòng)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。通過精細(xì)化生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水、節(jié)藥、節(jié)肥，推動(dòng)農(nóng)業(yè)廢棄物資源化利用；借助互聯(lián)網(wǎng)及二維碼等技術(shù)，建立全程可追溯、互聯(lián)共享的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全信息平臺(tái)，健全從農(nóng)田到餐桌的農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管體系，有利于保障人民群眾“舌尖上的安全”；構(gòu)建農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，精準(zhǔn)獲取土壤、墑情、水文等農(nóng)業(yè)資源信息，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境綜合治理，推動(dòng)形成資源利用高效、生態(tài)系統(tǒng)穩(wěn)定、產(chǎn)地環(huán)境良好、產(chǎn)品質(zhì)量安全的農(nóng)業(yè)發(fā)展新格局。

智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展政策

農(nóng)業(yè)是提供支撐國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)與發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，歷來受到國家和政府的重視。智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)中的智慧經(jīng)濟(jì)，近年來，國家及政府層面陸續(xù)出臺(tái)了一系列產(chǎn)業(yè)政策鼓勵(lì)智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)發(fā)展，鼓勵(lì)采用大數(shù)據(jù)、云計(jì)算等技術(shù)，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，建立健全智能化、網(wǎng)絡(luò)化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營服務(wù)體系。

▲ 資料來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

智慧農(nóng)業(yè)的市場規(guī)模

目前中國智慧農(nóng)業(yè)依舊處于初級(jí)階段，智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用滲透率還不到1%。但是得益于社會(huì)環(huán)境的支持以及技術(shù)的不斷提升，中國智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)正在不斷發(fā)展。結(jié)合中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，初步預(yù)估2020年中國智慧農(nóng)業(yè)市場規(guī)模達(dá)622億元，預(yù)計(jì)2022年將進(jìn)一步增長至743億元。

▲ 數(shù)據(jù)來源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展前景

政策利好行業(yè)發(fā)展

智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)的根本出路，也是當(dāng)前國家大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，我國在智慧農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)化上給予了諸多的政策支持。例如，2022年中央“一號(hào)文件”提出推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，促進(jìn)信息技術(shù)與農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合應(yīng)用。加強(qiáng)農(nóng)民數(shù)字素養(yǎng)與技能培訓(xùn)。以數(shù)字技術(shù)賦能鄉(xiāng)村公共服務(wù)，推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)”向鄉(xiāng)村延伸覆蓋。著眼解決實(shí)際問題，拓展農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)應(yīng)用場景。加快推動(dòng)數(shù)字鄉(xiāng)村標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，研究制定發(fā)展評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，持續(xù)開展數(shù)字鄉(xiāng)村試點(diǎn)。加強(qiáng)農(nóng)村信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。

同時(shí)，隨著互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的提出，農(nóng)業(yè)作為支撐國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，正在被互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能等新科技進(jìn)行重構(gòu)和升級(jí)，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要設(shè)施，農(nóng)業(yè)也正在煥發(fā)出嶄新的力量。在國家鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、國家數(shù)字化農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略等多種因素的推動(dòng)下智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)前景廣闊。

信息技術(shù)促進(jìn)發(fā)展

目前，智慧農(nóng)業(yè)在我國展現(xiàn)出較好的發(fā)展?jié)摿?。?chuàng)新技術(shù)的不斷涌現(xiàn)，從根本上改變了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的發(fā)展模式，通過應(yīng)用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、GIS技術(shù)以及大數(shù)據(jù)技術(shù)等使中國農(nóng)業(yè)從原來看天吃飯的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)模式轉(zhuǎn)變?yōu)楦弋a(chǎn)、高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)和安全的智慧農(nóng)業(yè)模式。隨著物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲(chǔ)，全面感知，數(shù)據(jù)上云等方式使得智慧農(nóng)業(yè)的傳輸網(wǎng)絡(luò)進(jìn)一步擴(kuò)大，互聯(lián)網(wǎng)+智慧農(nóng)業(yè)模式不斷涌現(xiàn)。

智慧農(nóng)業(yè)的解決方案

值得注意的是，近年來百度、阿里、騰訊、京東等國內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)巨頭紛紛加快了在智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的布局。

阿里AI養(yǎng)豬項(xiàng)目通過構(gòu)建AI算法，實(shí)現(xiàn)“豬臉識(shí)別”，從而幫助養(yǎng)殖戶隨時(shí)隨地對動(dòng)物的健康狀態(tài)進(jìn)行管理。

騰訊AI Lab在溫室種黃瓜的過程中，澆水、通風(fēng)、光照和施肥等工作由人工智能傳感器收集的環(huán)境和生長數(shù)據(jù)，通過強(qiáng)化學(xué)習(xí)和計(jì)算，進(jìn)行判斷再驅(qū)動(dòng)溫室里的設(shè)備元件自動(dòng)完成。

數(shù)維圖Sovit3D可視化開發(fā)工具是物聯(lián)網(wǎng)可視化PaaS開發(fā)平臺(tái)，利用數(shù)字孿生技術(shù)，對農(nóng)業(yè)各場景進(jìn)行可視化開發(fā)，廣泛應(yīng)用于智慧農(nóng)業(yè)、智慧校園、智慧電站、智慧環(huán)保、智慧倉儲(chǔ)、智慧交通、智慧城市、智慧園區(qū)、智慧社區(qū)等行業(yè)領(lǐng)域。

▲ 智慧農(nóng)業(yè)三維可視化大數(shù)據(jù)平臺(tái)

數(shù)維圖智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)利用數(shù)字孿生技術(shù)對農(nóng)場或大棚進(jìn)行三維建模，以3d仿真的形式直觀展現(xiàn)出來，充分結(jié)合傳感、視頻等設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)作物或牲畜的遠(yuǎn)程可視化監(jiān)管，它可以實(shí)時(shí)采集農(nóng)作物或牲畜生長過程中的各個(gè)參數(shù)，包括土壤墑情、災(zāi)情苗情、氣象環(huán)境等，以及水肥一體機(jī)設(shè)備的運(yùn)行情況。

▲ 3D可視化智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

數(shù)維圖智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)集設(shè)備統(tǒng)一管理、智能策略管理、權(quán)限管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化、便捷運(yùn)維等于一體，支持人性化聯(lián)動(dòng)。云平臺(tái)支持控制物聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備，支持通過多功能數(shù)據(jù)采集器與第三方傳感器對接，快速實(shí)現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的采集分析，讓遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)與應(yīng)用平臺(tái)的無縫對接，從而實(shí)現(xiàn)構(gòu)建各種智慧物聯(lián)應(yīng)用場景。

數(shù)據(jù)監(jiān)測：平臺(tái)可對各項(xiàng)環(huán)境包括土壤和氣象等，數(shù)據(jù)可視化監(jiān)測，可查看當(dāng)前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)?？蓪?dǎo)出歷史數(shù)據(jù)作相關(guān)分析和追溯。

預(yù)警監(jiān)測：當(dāng)某個(gè)監(jiān)測參數(shù)超過設(shè)定閾值，設(shè)備監(jiān)測警示提醒，同時(shí)可設(shè)置短信或APP告警通知，第一時(shí)間獲取環(huán)境異常情況，及時(shí)采取措施。

安全監(jiān)控：可隨時(shí)調(diào)用攝像頭查看區(qū)域安全情況、現(xiàn)場環(huán)境、農(nóng)作物長勢情況，實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程在線監(jiān)管?？刹榭礆v史視頻數(shù)據(jù)，做為查證資料和追溯。

疾病測報(bào)：利用現(xiàn)代光、電、數(shù)控技術(shù)、無線傳輸技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、定時(shí)采集現(xiàn)場圖像，自動(dòng)上傳到監(jiān)控服務(wù)平臺(tái)，平臺(tái)自動(dòng)記錄每天采集數(shù)據(jù)，形成蟲害數(shù)據(jù)庫、實(shí)現(xiàn)昆蟲自動(dòng)識(shí)別、計(jì)數(shù)統(tǒng)計(jì)功能。可用圖表、列表形式展現(xiàn)，進(jìn)行遠(yuǎn)程診斷。通過物理滅蟲方式，降低茶葉農(nóng)殘?？呻S時(shí)遠(yuǎn)程監(jiān)控蟲情狀況，制定深度防治措施。及時(shí)發(fā)現(xiàn)蟲害，及時(shí)查殺，把蟲害影響降到最低。

安全溯源：采用自動(dòng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)和全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將農(nóng)作物的生長、加工、儲(chǔ)藏等進(jìn)行數(shù)據(jù)和視頻記錄，打通一條深入了解生產(chǎn)信息可信通路，讓消費(fèi)者能實(shí)時(shí)掌握動(dòng)態(tài)，隨時(shí)查詢來龍去脈，提高消費(fèi)者的信賴度。

▲ 智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)

GIS/VR一張圖：以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計(jì)算機(jī)軟硬件的支持下，運(yùn)用系統(tǒng)工程和信息科學(xué)的理論，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域進(jìn)行科學(xué)管理和綜合分析，獲取空間內(nèi)涵的地理數(shù)據(jù)，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統(tǒng)。VR系統(tǒng)從全景視角與鳥瞰視角展示地理地貌，特別是特色生態(tài)環(huán)場景，從地理位置和路徑視角，展示風(fēng)貌結(jié)合的可視化系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)用戶在界面端就能體驗(yàn)身臨其境。

未來，隨著云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域的新技術(shù)、新成果的進(jìn)一步應(yīng)用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的各環(huán)節(jié)不斷延伸，將促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)更好地發(fā)展。

智慧農(nóng)業(yè)從“看天吃飯”到“知天而作”！

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