智慧農業(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)險和危機。雖然農業(yè)生產(chǎn)的季節周期性、不宜長(cháng)期儲存性以及勞動(dòng)密集性是造成其對疫情和外生沖擊的重要原因，但也折射出農業(yè)生產(chǎn)能力的不足和效率的低下。農業(yè)的生產(chǎn)、流通和銷(xiāo)售亟需技術(shù)的革新，提升生產(chǎn)效率和農產(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、大數據、云計算等科技進(jìn)步正在引領(lǐng)新一輪的工業(yè)革命，在農業(yè)領(lǐng)域便是推動(dòng)了智慧農業(yè)的發(fā)展。

▲ 智慧農業(yè)

智慧農業(yè)的概念

智慧農業(yè)的概念由精準農業(yè)、數字農業(yè)、智能農業(yè)演化而來(lái)，技術(shù)體系主要包括農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農業(yè)大數據和農業(yè)云平臺等三個(gè)方面。狹義的智慧農業(yè)主要體現在農業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，是集新興的互聯(lián)網(wǎng)、云計算和物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)為一體，依托部署在農業(yè)生產(chǎn)現場(chǎng)的各種傳感節點(diǎn)和無(wú)線(xiàn)通信網(wǎng)絡(luò )實(shí)現農業(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(zhuān)家在線(xiàn)指導，為農業(yè)生產(chǎn)提供精準化種植、可視化管理、智能化決策。廣義的智慧農業(yè)還包括農業(yè)電子商務(wù)、食品溯源防偽、農業(yè)休閑旅游、農業(yè)信息服務(wù)等方面的內容?？梢哉f(shuō)，智慧農業(yè)是通過(guò)生產(chǎn)領(lǐng)域的智能化、經(jīng)營(yíng)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)農業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈升級，實(shí)現農業(yè)精細化、高效化與綠色化，保障農產(chǎn)品安全、農業(yè)競爭力提升和農業(yè)可持續發(fā)展。

智慧農業(yè)的優(yōu)勢

智慧農業(yè)促進(jìn)農業(yè)生產(chǎn)精細化。智慧農業(yè)通過(guò)構建集環(huán)境監控、作物模型分析和精準調節為一體的農業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化系統和平臺，借助物聯(lián)網(wǎng)對不同的農業(yè)生產(chǎn)對象實(shí)施精準化操作，通過(guò)傳感設備檢測環(huán)境的物理參數，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)監控，使之符合農業(yè)生產(chǎn)環(huán)境標準；對生產(chǎn)過(guò)程各個(gè)環(huán)節，按照一定技術(shù)標準和規范要求，通過(guò)智能化設備進(jìn)行影響和控制，大大改善了農產(chǎn)品品質(zhì);通過(guò)智能化設備實(shí)時(shí)精準檢測農產(chǎn)品品質(zhì)，保障農產(chǎn)品符合消費者需求，實(shí)現了供給與需求的有效對接。

智慧農業(yè)促進(jìn)農業(yè)生產(chǎn)高效化。智慧農業(yè)通過(guò)云計算、大數據等先進(jìn)信息技術(shù)，使農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)者更加便捷靈活地掌握天氣變化數據、市場(chǎng)供需數據、農作物生長(cháng)數據等，更加準確判斷農作物生長(cháng)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)的監測、預警水平和產(chǎn)量評估水平，增強了農業(yè)生產(chǎn)對自然環(huán)境風(fēng)險的應對能力；通過(guò)智能設施合理安排用工用時(shí)用地，提高了農業(yè)生產(chǎn)組織化水平，提高了勞動(dòng)生產(chǎn)效率。

智慧農業(yè)推動(dòng)農業(yè)可持續發(fā)展。智慧農業(yè)作為集保護生態(tài)、發(fā)展生產(chǎn)為一體的農業(yè)生產(chǎn)模式，有助于推動(dòng)農業(yè)可持續發(fā)展。通過(guò)精細化生產(chǎn)，實(shí)現農業(yè)節水、節藥、節肥，推動(dòng)農業(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)共享的農產(chǎn)品質(zhì)量和食品安全信息平臺，健全從農田到餐桌的農產(chǎn)品質(zhì)量安全監管體系，有利于保障人民群眾“舌尖上的安全”；構建農業(yè)生態(tài)環(huán)境監測網(wǎng)絡(luò )，精準獲取土壤、墑情、水文等農業(yè)資源信息，實(shí)現農業(yè)環(huán)境綜合治理，推動(dòng)形成資源利用高效、生態(tài)系統穩定、產(chǎn)地環(huán)境良好、產(chǎn)品質(zhì)量安全的農業(yè)發(fā)展新格局。

智慧農業(yè)的發(fā)展政策

農業(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(lái)受到國家和政府的重視。智慧農業(yè)是農業(yè)中的智慧經(jīng)濟，近年來(lái)，國家及政府層面陸續出臺了一系列產(chǎn)業(yè)政策鼓勵智慧農業(yè)行業(yè)發(fā)展，鼓勵采用大數據、云計算等技術(shù)，發(fā)展智慧農業(yè)，建立健全智能化、網(wǎng)絡(luò )化的農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)服務(wù)體系。

▲ 資料來(lái)源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

智慧農業(yè)的市場(chǎng)規模

目前中國智慧農業(yè)依舊處于初級階段，智慧農業(yè)應用滲透率還不到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，中國智慧農業(yè)行業(yè)正在不斷發(fā)展。結合中國農業(yè)產(chǎn)值，初步預估2020年中國智慧農業(yè)市場(chǎng)規模達622億元，預計2022年將進(jìn)一步增長(cháng)至743億元。

▲ 數據來(lái)源：中商產(chǎn)業(yè)研究院整理

智慧農業(yè)的發(fā)展前景

政策利好行業(yè)發(fā)展

智慧農業(yè)是農業(yè)的根本出路，也是當前國家大力發(fā)展的產(chǎn)業(yè)，我國在智慧農業(yè)和智慧農業(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(jìn)智慧農業(yè)發(fā)展，促進(jìn)信息技術(shù)與農機農藝融合應用。加強農民數字素養與技能培訓。以數字技術(shù)賦能鄉村公共服務(wù)，推動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+政務(wù)服務(wù)”向鄉村延伸覆蓋。著(zhù)眼解決實(shí)際問(wèn)題，拓展農業(yè)農村大數據應用場(chǎng)景。加快推動(dòng)數字鄉村標準化建設，研究制定發(fā)展評價(jià)指標體系，持續開(kāi)展數字鄉村試點(diǎn)。加強農村信息基礎設施建設。

同時(shí)，隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)的快速發(fā)展和國家鄉村振興戰略的提出，農業(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)、大數據、人工智能等新科技進(jìn)行重構和升級，互聯(lián)網(wǎng)已經(jīng)成為農業(yè)發(fā)展的重要設施，農業(yè)也正在煥發(fā)出嶄新的力量。在國家鄉村振興戰略、國家數字化農業(yè)戰略等多種因素的推動(dòng)下智慧農業(yè)行業(yè)前景廣闊。

信息技術(shù)促進(jìn)發(fā)展

目前，智慧農業(yè)在我國展現出較好的發(fā)展潛力。創(chuàng )新技術(shù)的不斷涌現，從根本上改變了傳統農業(yè)的發(fā)展模式，通過(guò)應用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、人工智能技術(shù)、GIS技術(shù)以及大數據技術(shù)等使中國農業(yè)從原來(lái)看天吃飯的傳統農業(yè)模式轉變?yōu)楦弋a(chǎn)、高效、低耗、優(yōu)質(zhì)、生態(tài)和安全的智慧農業(yè)模式。隨著(zhù)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的不斷發(fā)展，數據存儲，全面感知，數據上云等方式使得智慧農業(yè)的傳輸網(wǎng)絡(luò )進(jìn)一步擴大，互聯(lián)網(wǎng)+智慧農業(yè)模式不斷涌現。

智慧農業(yè)的解決方案

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

阿里AI養豬項目通過(guò)構建AI算法，實(shí)現“豬臉識別”，從而幫助養殖戶(hù)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(guò)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(cháng)數據，通過(guò)強化學(xué)習和計算，進(jìn)行判斷再驅動(dòng)溫室里的設備元件自動(dòng)完成。

數維圖Sovit3D可視化開(kāi)發(fā)工具是物聯(lián)網(wǎng)可視化PaaS開(kāi)發(fā)平臺，利用數字孿生技術(shù)，對農業(yè)各場(chǎng)景進(jìn)行可視化開(kāi)發(fā)，廣泛應用于智慧農業(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、智慧社區等行業(yè)領(lǐng)域。

▲ 智慧農業(yè)三維可視化大數據平臺

數維圖智慧農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數據平臺系統利用數字孿生技術(shù)對農場(chǎng)或大棚進(jìn)行三維建模，以3d仿真的形式直觀(guān)展現出來(lái)，充分結合傳感、視頻等設備，實(shí)現對農作物或牲畜的遠程可視化監管，它可以實(shí)時(shí)采集農作物或牲畜生長(cháng)過(guò)程中的各個(gè)參數，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可視化智慧農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統

數維圖智慧農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)大數據平臺系統集設備統一管理、智能策略管理、權限管理、數據分析、數據可視化、便捷運維等于一體，支持人性化聯(lián)動(dòng)。云平臺支持控制物聯(lián)網(wǎng)終端設備，支持通過(guò)多功能數據采集器與第三方傳感器對接，快速實(shí)現各類(lèi)數據的采集分析，讓遠程數據與應用平臺的無(wú)縫對接，從而實(shí)現構建各種智慧物聯(lián)應用場(chǎng)景。

數據監測：平臺可對各項環(huán)境包括土壤和氣象等，數據可視化監測，可查看當前數據和歷史數據?？蓪С鰵v史數據作相關(guān)分析和追溯。

預警監測：當某個(gè)監測參數超過(guò)設定閾值，設備監測警示提醒，同時(shí)可設置短信或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。

安全監控：可隨時(shí)調用攝像頭查看區域安全情況、現場(chǎng)環(huán)境、農作物長(cháng)勢情況，實(shí)現遠程在線(xiàn)監管?？刹榭礆v史視頻數據，做為查證資料和追溯。

疾病測報：利用現代光、電、數控技術(shù)、無(wú)線(xiàn)傳輸技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、定時(shí)采集現場(chǎng)圖像，自動(dòng)上傳到監控服務(wù)平臺，平臺自動(dòng)記錄每天采集數據，形成蟲(chóng)害數據庫、實(shí)現昆蟲(chóng)自動(dòng)識別、計數統計功能?？捎脠D表、列表形式展現，進(jìn)行遠程診斷。通過(guò)物理滅蟲(chóng)方式，降低茶葉農殘?？呻S時(shí)遠程監控蟲(chóng)情狀況，制定深度防治措施。及時(shí)發(fā)現蟲(chóng)害，及時(shí)查殺，把蟲(chóng)害影響降到最低。

安全溯源：采用自動(dòng)數據采集技術(shù)和全程視頻監控系統，將農作物的生長(cháng)、加工、儲藏等進(jìn)行數據和視頻記錄，打通一條深入了解生產(chǎn)信息可信通路，讓消費者能實(shí)時(shí)掌握動(dòng)態(tài)，隨時(shí)查詢(xún)來(lái)龍去脈，提高消費者的信賴(lài)度。

▲ 智慧農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統

GIS/VR一張圖：以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統工程和信息科學(xué)的理論，對農業(yè)生產(chǎn)區域進(jìn)行科學(xué)管理和綜合分析，獲取空間內涵的地理數據，以提供管理、決策等所需信息的技術(shù)系統。VR系統從全景視角與鳥(niǎo)瞰視角展示地理地貌，特別是特色生態(tài)環(huán)場(chǎng)景，從地理位置和路徑視角，展示風(fēng)貌結合的可視化系統，實(shí)現用戶(hù)在界面端就能體驗身臨其境。

未來(lái)，隨著(zhù)云計算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等領(lǐng)域的新技術(shù)、新成果的進(jìn)一步應用，農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的各環(huán)節不斷延伸，將促進(jìn)智慧農業(yè)更好地發(fā)展。

智慧農業(yè)從“看天吃飯”到“知天而作”！

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