目前業界普遍認爲，數字農業是一個集合概念，主要包括4個方面(miàn)：農業物聯網、農業大數據、精準農業、智慧農業。

 

 

 

農業物聯網（Internet of Things）

 

農業物聯網本質上是一套數控系統。在一個特定的封閉系統内，以探頭、傳感器、攝像頭等設備爲基礎的物物相聯。它根據已經(jīng)确定的參數和模型，進(jìn)行自動化調控和操作。由于需要以硬件設備的投資、聯網爲基礎，因此投資額較大，主要用于設施農業生産過(guò)程的管理和操作，也用于農産品的加工、倉儲和物流管理。

 

農業大數據（Big Data）

 

農業大數據是與農業物聯網相對(duì)應的概念，它是一個數據系統，在開(kāi)放系統中收集、鑒别、标識數據，并建立數據庫，通過(guò)參數、模型和算法來組合和優化多維和海量數據，爲生産操作和經(jīng)營決策提供依據，并實現部分自動化控制和操作。因爲它是在完全開(kāi)放的系統中運作，因此主要用于大田農業的生産和農業全産業鏈的操作和經(jīng)營。

 

精準農業（Precision Farming）

 

精準農業是建立在農機硬件基礎上的執行和操作系統。它主要是以農機的單機硬件爲基礎，配以探測設備和智能(néng)化的控制軟件，以實現精準操作，變量控制（包括變量播種(zhǒng)、變量施肥、變量噴藥等），無人駕駛，以及最佳的工作環境和場景适配。精準農業強調的是（單體）設備和設施操作的精準和智能(néng)化控制，是硬件＋軟件。

智慧農業（Smart Agriculture）

 

智慧農業是建立在經(jīng)驗模型基礎之上的專家決策系統，其核心是軟件系統。智慧農業強調的是智能(néng)化的決策系統，配之以多種(zhǒng)多樣的硬件設施和設備，是系統+硬件。智慧農業的決策模型和系統可以在農業物聯網和農業大數據領域得到廣泛應用。

 

 

國(guó)内外數字農業的發(fā)展曆程

 

國(guó)外計算機及信息技術在農業上的應用發(fā)展階段：

 

① 20世紀50～60年代，農業應用計算機技術的重點在農業數據的科學(xué)計算，促進(jìn)農業科技的定量化；

 

② 70年代，農業應用計算機技術處理農業數據，重點發(fā)展農業數據庫；

 

③ 80年代，以農業知識工程、專家系統的研究爲重點；

 

④ 90年代，應用網絡技術，開(kāi)展農業信息服務網絡的研究與開(kāi)發(fā)；

 

⑤ 21世紀，采用标準化網絡新技術，實施三維農業信息服務标準化網絡連接新階段。

 

發(fā)達國(guó)家通過(guò)計算機網絡、遙感技術和地理信息系統技術來獲取、處理和傳遞各類農業信息的應用技術已進(jìn)入實用化階段。中國(guó)數字農業較國(guó)外起(qǐ)步較晚，早期發(fā)展以政府政策引導和資金支持爲主。 

2019年4月20日，《2019全國(guó)縣域數字農業農村發(fā)展水平評價報告》在2019中國(guó)農業展望大會(huì)上發(fā)布。報告顯示，2018年全國(guó)縣域數字農業農村發(fā)展總體水平達到33%，其中，農業生産數字化水平達到18.6%。中國(guó)農業生産數字化改造雖然快速起(qǐ)步，但和國(guó)際發(fā)達國(guó)家相比，還(hái)有很長(cháng)一段路需要走。 報告從不同的行業分析，中國(guó)農作物種(zhǒng)植數字化水平爲16.2%，設施栽培信息化水平爲27.2%，畜禽養殖信息化水平爲19.3%，水産養殖信息化水平爲15.3%。這(zhè)些數字技術包括生産環境監測、體征監測、農作物病蟲害和動物疫情精準診斷及防控等方面(miàn)，被率先應用在經(jīng)濟效益較高的行業。 

 

數字技術助力傳統農業轉型升級

 

物聯網農業數據實時(shí)獲取，奠定農業數字化基礎。

物聯網在農業領域應用範圍廣泛，基于物聯網的農業解決方案，通過(guò)實時(shí)收集并分析現場數據及部署指揮機制的方式，達到提升運營效率、擴大收益、降低損耗的目的。可變速率、精準農業、智能(néng)灌溉、智能(néng)溫室等多種(zhǒng)基于物聯網的應用將(jiāng)推動農業流程改進(jìn)。物聯網科技可用于解決農業領域特有問題，打造基于物聯網的智慧農場，實現作物質量和産量雙豐收。

 

大數據決策“數字化”，全面(miàn)提升生産效率。

萬物互聯在推動海量設備接入的同時(shí)，也將(jiāng)在雲端生成(chéng)海量數據。而挖掘這(zhè)些由物聯網産生的大數據中隐藏信息的方法就(jiù)是利用人工智能(néng)。物聯網最核心的商業價值就(jiù)是將(jiāng)這(zhè)些海量的數據進(jìn)行智能(néng)化的分析、處理，從而生成(chéng)基于不同商業模式的各類應用。

 

人工智能(néng)潛力巨大，激活農業高效發(fā)展 。

在種(zhǒng)植領域，人工智能(néng)有望提高糧食産量、減少資源浪費。在養殖領域中，利用人工智能(néng)可以有效降低疾病造成(chéng)的損失。人工智能(néng)縮短農業研發(fā)進(jìn)程。在實驗室和研究中心，機器學(xué)習算法能(néng)夠幫助培育更好(hǎo)的植物基因，創造更安全、更高效的農作物保護産品和化肥，并且開(kāi)發(fā)更多的農産品。 

 

未來數字農業的發(fā)展趨勢
以“數字化”爲特征的現代農業4.0是毋庸置疑的未來，數字農業將(jiāng)帶來更高的産業效率，更公平的價值分配，更可持續的發(fā)展方式。我們認爲中國(guó)數字農業的發(fā)展將(jiāng)呈現以下六大趨勢： 

1.數據供應定制化數據資源是發(fā)展數字農業的基石。

目前中國(guó)數字農業面(miàn)臨數據采集成(chéng)本較高的困境。随著(zhe)數據思維深入人心，數據采集的組織成(chéng)本將(jiāng)大幅下降；随著(zhe)農業物聯網的升級換代、公共數據的不斷開(kāi)源以及從業者信息化水平的提升，數據采集的顯性成(chéng)本將(jiāng)不斷減少。未來所有的農業産業單元都(dōu)將(jiāng)擁有定制化的數據供應系統。而且，數據倉庫裡(lǐ)的靜态資源將(jiāng)随著(zhe)擁有者的數字化能(néng)力提升而不斷流入産業鏈，通過(guò)交換、融合或再生，去不斷創造價值，實現業務的數字化驅動。 

 

2.數據模型國(guó)産化發(fā)現數據價值是數字農業發(fā)展的動力之源。

以色列可以把硬件設備賣給我們，卻絕不開(kāi)放後(hòu)台系統，因爲真正的核心技術是實現數據價值的模型。當下，随著(zhe)大國(guó)科技競争的加劇，引進(jìn)科技成(chéng)果的壁壘不斷增高，而且由于國(guó)内外農業業态差異大，我們無法套用國(guó)外的模式與模型。另一方面(miàn)，中國(guó)不斷鼓勵科研成(chéng)果的産業轉化，産業與學(xué)術、農業與數據科學(xué)的跨界合作正在逐步深入，因此實現産業核心數據模型的自主研發(fā)是大勢所趨。

 

3.農業機械智能(néng)化機械化與智能(néng)化之間隻隔著(zhe)一個“數據驅動”的距離。

中國(guó)制造2025戰略明确把“智能(néng)制造”作爲主攻方向(xiàng)，順應市場潮流，海爾、金風等老牌制造廠商已經(jīng)積極開(kāi)展數字化轉型，尋找新的增長(cháng)點。農機廠商也必將(jiāng)不斷利用數據爲機械賦能(néng)，适應數字農場的場景需求，實現從制造商向(xiàng)服務商的轉型升級。

 

4.産業鏈虛拟化随著(zhe)農業産業各環節數字化程度的有效提升。

當數字化的機器智能(néng)與商業智能(néng)走進(jìn)生産與經(jīng)營，産業鏈將(jiāng)不斷走進(jìn)網絡，在網絡世界逐步完成(chéng)現實的數字化映射。産業鏈虛拟化將(jiāng)進(jìn)一步推動消除信息不對(duì)稱，提高産業效率，發(fā)現新的增長(cháng)。

 

5.供應鏈金融普惠化近年來供應鏈金融迅猛發(fā)展。

據測算，到2020年，中國(guó)供應鏈金融的市場規模可達14.98萬億元。供應鏈金融是産業優化的重要組成(chéng)部分。它通過(guò)優化資金流來促進(jìn)産業、特别是中小企業的健康發(fā)展。通過(guò)物聯網、互聯網和人工智能(néng)等新興技術的應用，數字農業將(jiāng)有效推動中小企業有機的融入産業網絡體系，爲供應鏈金融普惠化提供堅實的産業基礎；同時(shí)，農業産業虛拟化進(jìn)程所帶來的産業信息透明化和主體信用可追溯也將(jiāng)爲金融風險的量化管理提供切實的保障。

 

6.數據安全增強化無論是農田數據還(hái)是企業的經(jīng)營數據都(dōu)是反映從業者生産經(jīng)營狀況的關鍵信息。

數據帶給産業動能(néng)的同時(shí)，也存在被濫用的風險。因此，數據安全是産業數字化發(fā)展的基本保障。存儲和應用數據的信息化系統安全性的訴求將(jiāng)不斷增強，數據權屬問題也將(jiāng)随著(zhe)法律的完善而得到妥善解決，解除産業數字化的後(hòu)顧之憂。

 

 

數字農業的發(fā)展領域

 

1.數字技術中物聯網技術，能(néng)實時(shí)獲取大量農業數據，是數字農業數據的主要來源，爲農業數字化奠定了基礎。農業物聯網被列爲歐洲物聯網18個重要發(fā)展方向(xiàng)之一，也是中國(guó)物聯網9個領域的重點示範項目之一。

 

2.物聯網技術可以用來解決農業領域的獨特問題，各種(zhǒng)基于物聯網的應用，如精準農業、智能(néng)灌溉和智能(néng)溫室將(jiāng)推動農業過(guò)程的改進(jìn)。未來基于農業物聯網技術，數字農業技術和模式將(jiāng)有望在以下幾個典型的農業細分領域優先突破、大有作爲。 

 

3.智能(néng)農機裝備作爲一種(zhǒng)農業生産手段，智能(néng)農機裝備利用物聯網技術和信息通信技術實現最佳生産和精益化生産。從農業作業手段上，推動農産品增産，農民降本增效，從集約化運作角度，實現環境資源可持續發(fā)展，農業生态良性循環。 

 

4.智能(néng)灌溉提高灌溉效率和減少水資源浪費的需求正在增長(cháng)。這(zhè)種(zhǒng)通過(guò)部署可持續和有效的灌溉系統來保護水資源的方法正在受到越來越多的關注。基于物聯網的智能(néng)灌溉測量空氣濕度，土壤濕度，溫度和照度等參數，從而準确計算出對(duì)灌溉用水的需求。已經(jīng)證明，這(zhè)種(zhǒng)機制可以有效地提高灌溉效率。

 

5.農業無人機擁有豐富的農業應用，用于監測作物健康，農業攝影（用于促進(jìn)健康作物生長(cháng)），可變速率應用，牲畜管理等。無人機可以低成(chéng)本監測大面(miàn)積區域，傳感器可以輕松實現收集大量數據。

 

6.智能(néng)溫室持續監測氣候條件，如溫度，空氣濕度，光照，土壤濕度等，并最大限度地減少作物種(zhǒng)植期間的人工幹預。這(zhè)些氣候條件的變化會(huì)觸發(fā)自動響應。在分析和評估氣候變化後(hòu)，溫室將(jiāng)自動進(jìn)行誤差校正，以將(jiāng)氣候條件保持在作物生長(cháng)的最佳水平。

 

7.收獲監測機制可以監測影響農業收獲的各種(zhǒng)因素，包括糧食質量流量，水量和總收獲量。從監測中獲得的實時(shí)數據可以幫助農民做出決策。這(zhè)種(zhǒng)機制有助于降低成(chéng)本和增加産量。

 

8.農業管理系統（FMS）通過(guò)傳感器和跟蹤設備爲農民和其他利益相關者提供數據收集和管理服務。收集的數據被存儲和分析以支持複雜的決策。此外，FMS可用于識别農業數據分析最佳實踐和軟件交付模型。其優勢包括：提供可靠的财務數據和生産數據管理，以及改善與天氣或緊急情況相關的風險緩解能(néng)力。

 

9.土壤監測系統幫助農民跟蹤和改善土壤質量，防止土壤退化。該系統可以監測一系列物理，化學(xué)和生物指标（如土壤質量，持水能(néng)力，吸收率等），以減少土壤侵蝕，緻密化，鹽堿化，酸化和被有毒物質污染的風險。土壤的質量。 

 

10.精準家畜育種(zhǒng)提供牲畜生殖，健康和心理狀況的實時(shí)監測，以确保最大的回報。農民可以使用先進(jìn)技術實施持續監測，并根據監測結果做出決策，從而改善牲畜的健康狀況。 

 

據華爲技術數據預測，到2020年，世界數字農業的潛在市場規模預計將(jiāng)從2015年的137億美元增長(cháng)到268億美元，複合年增長(cháng)率爲14.3%。未來農業發(fā)展對(duì)信息流通性、行業連通性要求極高，數字農業，順勢發(fā)展，將(jiāng)擁有巨大的市場潛力。







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