背景：

農(nóng)業(yè)正快速向著智能化方向發(fā)展，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)應用傳感技術(shù)、智能機器裝置、物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)、大數(shù)據(jù)分析及創(chuàng)新商業(yè)模式，將有條件從品種選擇、生產(chǎn)規(guī)劃、環(huán)境技術(shù)、物流金融、農(nóng)產(chǎn)品銷售、售后服務、食品安全、農(nóng)業(yè)旅游等多個方面對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程進行統(tǒng)籌，形成一個完整的智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。

什么是智慧農(nóng)業(yè)呢？

智慧農(nóng)業(yè)是指利用信息技術(shù)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理、服務全產(chǎn)業(yè)鏈進行智能化控制，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、高效、安全和可控。我國高度重視發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)，發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)是實現(xiàn)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的必由之路。

在一、二、三產(chǎn)業(yè)的融合過程中，智慧農(nóng)業(yè)可以打破信息瓶頸、促進信息流動和分享。智慧農(nóng)業(yè)的技術(shù)框架大體包括信息感知、智能決策和決策實施3個方面。信息感知包括通過農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等獲得各種與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營相關的信息，如作物、土壤等環(huán)境以及從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人乃至社會的信息；智能決策如同大腦，對各類信息進行分析處理，提供管理或控制的方案，例如專家系統(tǒng)；決策實施則根據(jù)分析結(jié)果進行，包括經(jīng)營策略、種植方案、環(huán)境調(diào)控或農(nóng)機（例如無人機、播種機）的操控。

信息感知和決策實施往往依托于硬件設備，智能決策則主要是數(shù)據(jù)和知識的處理和計算。當今大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網(wǎng)的時代背景，對智能決策提出了更高的要求。大數(shù)據(jù)是智慧農(nóng)業(yè)的基礎，信息感知則是農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的源頭。

狹義來說，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)是指人之外的農(nóng)作物自身及環(huán)境的生物物理信息。然而，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動離不開人的活動，生產(chǎn)者自身的經(jīng)驗、消費者構(gòu)成的市場均會對生產(chǎn)產(chǎn)生影響。因此，廣義來說，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)還包括從事農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的人、社會環(huán)境、市場動態(tài)等社會信息。

生物物理信息感知包括空間信息感知和地面信息感知。前者主要包括遙感技術(shù)、衛(wèi)星定位技術(shù)、地理信息技術(shù)（3S技術(shù)）：基于遙感技術(shù)可獲得種植面積、作物長勢、洪澇、病蟲害情況及土壤和作物營養(yǎng)等空間信息；基于衛(wèi)星定位技術(shù)可獲得裝備的精準位置，可用于農(nóng)業(yè)機械的移動定位；地理信息技術(shù)則給出了一個直觀的管理數(shù)據(jù)的方式。后者主要是農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)所涉及的傳感技術(shù)，獲得如土壤和空氣的溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度、風速、土壤鹽度等數(shù)據(jù)。除此之外，還有通過可見光/近紅外光譜、近紅外光譜速測植物養(yǎng)分、土壤肥力、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量的傳感器技術(shù)。

地面感知還包括在田間設置攝像機或紅外監(jiān)測儀等，用戶可遠程觀測，用于提升種植透明度、增強消費者的信心。低功耗、低成本、性能穩(wěn)定的傳感器是長期獲得可靠數(shù)據(jù)的關鍵，也正是目前推廣應用農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的瓶頸。

社會信息感知包括農(nóng)產(chǎn)品市場需求、農(nóng)產(chǎn)品價格、農(nóng)業(yè)政策、種植者經(jīng)驗等方面。當前，在農(nóng)業(yè)市場國際一體化的發(fā)展趨勢下，農(nóng)業(yè)企業(yè)、協(xié)會、合作社等經(jīng)濟合作組織對產(chǎn)前種什么效益高、產(chǎn)中何種農(nóng)資優(yōu)質(zhì)優(yōu)價、產(chǎn)后賣給誰等市場與技術(shù)信息有著更迫切的需求，這些信息對我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)特別是規(guī)?；r(nóng)業(yè)、訂單農(nóng)業(yè)以及地方特色農(nóng)業(yè)的發(fā)展意義重大。

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)信息的重要作用

農(nóng)產(chǎn)品需求信息是農(nóng)業(yè)市場的靈魂，便捷、準確地捕捉市場信息，把握市場動向，及時調(diào)整生產(chǎn)及銷售方向，是感知社會信息的主要目標?；谂老x技術(shù)的自動采集是通過網(wǎng)絡感知市場價格的重要方式，可用于每周的農(nóng)產(chǎn)品價格預測等。而以投入占用產(chǎn)出技術(shù)為核心的糧食產(chǎn)量預測模型則考慮多種體現(xiàn)社會信息的農(nóng)業(yè)投入。

數(shù)據(jù)傳輸基于通信網(wǎng)絡，將分散的具有獨立功能的設備或子系統(tǒng)連接起來，并按照規(guī)定的網(wǎng)絡協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)分布式系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享及系統(tǒng)的綜合管理與控制。

在技術(shù)層面，國內(nèi)很多科研院所和公司均可實現(xiàn)不同的傳輸方式，實際應用采用哪種數(shù)據(jù)傳輸方式則需根據(jù)農(nóng)田環(huán)境、方案需求、成本約束等因素綜合確定。

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)涵蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)本身和產(chǎn)前、產(chǎn)后以及農(nóng)產(chǎn)品加工、銷售整個鏈條中所產(chǎn)生的大量數(shù)據(jù)。目前獲取各種農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的成本還比較高，缺乏成熟的產(chǎn)品，而且不同的用戶有不同的需求。如何融合生物物理和社會信息，為農(nóng)戶、政府、商家等不同的利益相關方提供相應的信息服務，仍是未來要應對的挑戰(zhàn)。

智能決策是智慧農(nóng)業(yè)的核心，是數(shù)據(jù)產(chǎn)生價值的過程，覆蓋農(nóng)業(yè)生產(chǎn)從產(chǎn)前規(guī)劃、產(chǎn)中種植管理及環(huán)境控制到產(chǎn)后存儲、加工、運輸和銷售等各個環(huán)節(jié)。

隨著農(nóng)業(yè)進入大數(shù)據(jù)時代，農(nóng)業(yè)智能決策轉(zhuǎn)入以大數(shù)據(jù)驅(qū)動的方式，并且體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的各個環(huán)節(jié)。農(nóng)業(yè)智能決策支持系統(tǒng)的算法和呈現(xiàn)方式需隨之迭代。隨著數(shù)據(jù)獲取的相對便捷和智能手機的普遍使用，過去只能在電腦上離線使用、被詬病為電子詞典的農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)迎來了新的發(fā)展時代。

智能農(nóng)機和管理軟件是信息感知、智能決策后的呈現(xiàn)形式。隨著我國農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的老齡化和數(shù)量減少，農(nóng)業(yè)智能裝備的應用是必然趨勢。農(nóng)業(yè)智能裝備包括服務于施肥、打藥、灌溉、修剪、采摘、播種、環(huán)境調(diào)控等各種操作的設備。國外的智能農(nóng)機裝備較為先進，應用較廣，主要有智能導航、自動駕駛、變量施肥、變量噴藥等功能。隨著國家對農(nóng)業(yè)智能裝備研發(fā)的重視和投入，國內(nèi)的多個機構(gòu)開展了相關研究，研究內(nèi)容包括自動導航、變量施肥、精準噴藥、播種、插秧、噴藥、除草和收獲等。此外，我國的農(nóng)業(yè)航空作業(yè)量逐年增加，作業(yè)領域逐漸擴大，除對糧食作物、園藝作物、經(jīng)濟作物施藥外，還開展了植物生長授粉等作業(yè)。

農(nóng)田作業(yè)裝備精準控制技術(shù)是發(fā)達國家在大面積機械化條件下發(fā)展起來的，而我國的作物生產(chǎn)地域環(huán)境條件差異較大，因此技術(shù)和裝備的選擇不可千篇一律地套用。發(fā)展適應我國國情的精準農(nóng)機化必須持續(xù)地、因地制宜地逐步完善。

隨著智能技術(shù)的發(fā)展，類似于工業(yè)中數(shù)字雙胞胎的虛擬農(nóng)業(yè)系統(tǒng)預期會逐漸發(fā)展，由于中國的小農(nóng)經(jīng)濟特征，產(chǎn)銷信息不對稱是農(nóng)業(yè)發(fā)展中的一大瓶頸。有別于傳統(tǒng)的以記錄為主的農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)，基于智能排產(chǎn)以及農(nóng)業(yè)投入精細計算、虛擬農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)可與目前發(fā)展中的農(nóng)業(yè)托管、共享農(nóng)田等新型經(jīng)營模式結(jié)合，既滿足城市居民對田園生活的向往，又部分解決農(nóng)村缺乏技術(shù)和銷售渠道的問題，同時在農(nóng)村創(chuàng)造新的工作崗位，帶動新一代年輕人從事農(nóng)業(yè)。

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