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險和危機。雖然農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的季節(jié)周期性、不宜長期儲存性以及勞動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的革新，提升生產(chǎn)效率和農(nóng)產(chǎn)品供應，從根本上化解全球糧食安全的隱患。當前，互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能、大數(shù)據(jù)、云計算等科技進步正在引領新一輪的工業(yè)革命，在農(nóng)業(yè)領域便是推動了智慧農(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)的概念由精準農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)演化而來，技術體系主要包括農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)云平臺等三個方面。狹義的智慧農(nóng)業(yè)主要體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領域，是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術為一體，依托部署在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場的各種傳感節(jié)點和無線通信網(wǎng)絡實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家在線指導，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)提供精準化種植、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、食品溯源防偽、農(nóng)業(yè)休閑旅游、農(nóng)業(yè)信息服務等方面的內(nèi)容。可以說，智慧農(nóng)業(yè)是通過生產(chǎn)領域的智能化、經(jīng)營領域的差異性以及服務領域的全方位信息服務，推動農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈升級，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細化、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)促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細化。智慧農(nóng)業(yè)通過構建集環(huán)境監(jiān)控、作物模型分析和精準調(diào)節(jié)為一體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)自動化系統(tǒng)和平臺，借助物聯(lián)網(wǎng)對不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對象實施精準化操作，通過傳感設備檢測環(huán)境的物理參數(shù)，對土壤、大氣、水等生產(chǎn)環(huán)境狀況進行實時動態(tài)監(jiān)控，使之符合農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境標準；對生產(chǎn)過程各個環(huán)節(jié)，按照一定技術標準和規(guī)范要求，通過智能化設備進行影響和控制，大大改善了農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì);通過智能化設備實時精準檢測農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)，保障農(nóng)產(chǎn)品符合消費者需求，實現(xiàn)了供給與需求的有效對接。

智慧農(nóng)業(yè)促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高效化。智慧農(nóng)業(yè)通過云計算、大數(shù)據(jù)等先進信息技術，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，更加準確判斷農(nóng)作物生長需求；利用空間地理信息、遙感等技術，提高了大田糧食生產(chǎn)的監(jiān)測、預警水平和產(chǎn)量評估水平，增強了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對自然環(huán)境風險的應對能力；通過智能設施合理安排用工用時用地，提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)組織化水平，提高了勞動生產(chǎn)效率。

智慧農(nóng)業(yè)推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。智慧農(nóng)業(yè)作為集保護生態(tài)、發(fā)展生產(chǎn)為一體的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式，有助于推動農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。通過精細化生產(chǎn)，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)節(jié)水、節(jié)藥、節(jié)肥，推動農(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，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，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”；構建農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境監(jiān)測網(wǎng)絡，精準獲取土壤、墑情、水文等農(nóng)業(yè)資源信息，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)環(huán)境綜合治理，推動形成資源利用高效、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)濟建設與發(fā)展的基礎產(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，近年來，國家及政府層面陸續(xù)出臺了一系列產(chǎn)業(yè)政策鼓勵智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)發(fā)展，鼓勵采用大數(shù)據(jù)、云計算等技術，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，建立健全智能化、網(wǎng)絡化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營服務體系。

▲ 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)依舊處于初級階段，智慧農(nóng)業(yè)應用滲透率還不到1%。但是得益于社會環(huán)境的支持以及技術的不斷提升，中國智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)正在不斷發(fā)展。結合中國農(nóng)業(yè)產(chǎn)值，初步預估2020年中國智慧農(nóng)業(yè)市場規(guī)模達622億元，預計2022年將進一步增長至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“一號文件”提出推進智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展，促進信息技術與農(nóng)機農(nóng)藝融合應用。加強農(nóng)民數(shù)字素養(yǎng)與技能培訓。以數(shù)字技術賦能鄉(xiāng)村公共服務，推動“互聯(lián)網(wǎng)+政務服務”向鄉(xiāng)村延伸覆蓋。著眼解決實際問題，拓展農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)應用場景。加快推動數(shù)字鄉(xiāng)村標準化建設，研究制定發(fā)展評價指標體系，持續(xù)開展數(shù)字鄉(xiāng)村試點。加強農(nóng)村信息基礎設施建設。

同時，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)濟發(fā)展的基礎產(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行重構和升級，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)發(fā)展的重要設施，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下智慧農(nóng)業(yè)行業(yè)前景廣闊。

信息技術促進發(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，通過應用物聯(lián)網(wǎng)技術、人工智能技術、GIS技術以及大數(shù)據(jù)技術等使中國農(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)技術的不斷發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲，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)絡進一步擴大，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)領域的布局。

阿里AI養(yǎng)豬項目通過構建AI算法，實現(xiàn)“豬臉識別”，從而幫助養(yǎng)殖戶隨時隨地對動物的健康狀態(tài)進行管理。

騰訊AI Lab在溫室種黃瓜的過程中，澆水、通風、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)，通過強化學習和計算，進行判斷再驅(qū)動溫室里的設備元件自動完成。

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，利用數(shù)字孿生技術，對農(nóng)業(yè)各場景進行可視化開發(fā)，廣泛應用于智慧農(nóng)業(yè)、智慧校園、智慧電站、智慧環(huán)保、智慧倉儲、智慧交通、智慧城市、智慧園區(qū)、智慧社區(qū)等行業(yè)領域。

▲ 智慧農(nóng)業(yè)三維可視化大數(shù)據(jù)平臺

數(shù)維圖智慧農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數(shù)據(jù)平臺系統(tǒng)利用數(shù)字孿生技術對農(nóng)場或大棚進行三維建模，以3d仿真的形式直觀展現(xiàn)出來，充分結合傳感、視頻等設備，實現(xiàn)對農(nóng)作物或牲畜的遠程可視化監(jiān)管，它可以實時采集農(nóng)作物或牲畜生長過程中的各個參數(shù)，包括土壤墑情、災情苗情、氣象環(huán)境等，以及水肥一體機設備的運行情況。

▲ 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)平臺系統(tǒng)集設備統(tǒng)一管理、智能策略管理、權限管理、數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化、便捷運維等于一體，支持人性化聯(lián)動。云平臺支持控制物聯(lián)網(wǎng)終端設備，支持通過多功能數(shù)據(jù)采集器與第三方傳感器對接，快速實現(xiàn)各類數(shù)據(jù)的采集分析，讓遠程數(shù)據(jù)與應用平臺的無縫對接，從而實現(xiàn)構建各種智慧物聯(lián)應用場景。

數(shù)據(jù)監(jiān)測：平臺可對各項環(huán)境包括土壤和氣象等，數(shù)據(jù)可視化監(jiān)測，可查看當前數(shù)據(jù)和歷史數(shù)據(jù)?？蓪С鰵v史數(shù)據(jù)作相關分析和追溯。

預警監(jiān)測：當某個監(jiān)測參數(shù)超過設定閾值，設備監(jiān)測警示提醒，同時可設置短信或APP告警通知，第一時間獲取環(huán)境異常情況，及時采取措施。

安全監(jiān)控：可隨時調(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，實現(xiàn)遠程在線監(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：利用現(xiàn)代光、電、數(shù)控技術、無線傳輸技術、互聯(lián)網(wǎng)技術、定時采集現(xiàn)場圖像，自動上傳到監(jiān)控服務平臺，平臺自動記錄每天采集數(shù)據(jù)，形成蟲害數(shù)據(jù)庫、實現(xiàn)昆蟲自動識別、計數(shù)統(tǒng)計功能?？捎脠D表、列表形式展現(xiàn)，進行遠程診斷。通過物理滅蟲方式，降低茶葉農(nóng)殘?？呻S時遠程監(jiān)控蟲情狀況，制定深度防治措施。及時發(fā)現(xiàn)蟲害，及時查殺，把蟲害影響降到最低。

安全溯源：采用自動數(shù)據(jù)采集技術和全程視頻監(jiān)控系統(tǒng)，將農(nóng)作物的生長、加工、儲藏等進行數(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，讓消費者能實時掌握動態(tài)，隨時查詢來龍去脈，提高消費者的信賴度。

▲ 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，在計算機軟硬件的支持下，運用系統(tǒng)工程和信息科學的理論，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域進行科學管理和綜合分析，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，展示風貌結合的可視化系統(tǒng)，實現(xiàn)用戶在界面端就能體驗身臨其境。

未來，隨著云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領域的新技術、新成果的進一步應用，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營的各環(huán)節(jié)不斷延伸，將促進智慧農(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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