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“數(shù)字農(nóng)業(yè)”到底是什么？
來源：高新院 achie.org 日期：2022-04-14 點擊：次
數(shù)字農(nóng)業(yè)——1997年由美國科學(xué)院、工程院兩院士正式提出。
數(shù)字農(nóng)業(yè)是將信息作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素，用現(xiàn)代信息技術(shù)對農(nóng)業(yè)對象、環(huán)境和全過程進(jìn)行可視化表達(dá)、數(shù)字化設(shè)計、信息化管理的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)。數(shù)字農(nóng)業(yè)使信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)各個環(huán)節(jié)實現(xiàn)有效融合，對改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)、轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式具有重要意義。
數(shù)字農(nóng)業(yè)將遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計算機技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)等高新技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機地結(jié)合起來，實現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對農(nóng)作物、土壤從宏觀到微觀的實時監(jiān)測，以實現(xiàn)對農(nóng)作物生長、發(fā)育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應(yīng)的環(huán)境進(jìn)行定期信息獲取，生成動態(tài)空間信息系統(tǒng)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)象、過程進(jìn)行模擬，以達(dá)到合理利用農(nóng)業(yè)資源，降低生產(chǎn)成本，改善生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)作物產(chǎn)品和質(zhì)量的目的。
數(shù)字農(nóng)業(yè)的組成
數(shù)字農(nóng)業(yè)是一個集合概念，它主要包含以下4個主要部分：
1.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)從本質(zhì)上講，是一套數(shù)控系統(tǒng)。在一個特定的封閉系統(tǒng)內(nèi)，以探頭、傳感器、攝像頭等設(shè)備為基礎(chǔ)的物物相聯(lián)。它根據(jù)已經(jīng)確定的參數(shù)和模型，進(jìn)行自動化調(diào)控和操作。由于需要以硬件設(shè)備的投資和聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，因此投資額較大，主要用于設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的管理和操作，也用于農(nóng)產(chǎn)品的加工、倉儲和物流管理。
2.農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)（BigData）
農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相對應(yīng)的概念，它是一個數(shù)據(jù)系統(tǒng)，在開放系統(tǒng)中收集、鑒別、標(biāo)識數(shù)據(jù)，并建立數(shù)據(jù)庫，通過參數(shù)、模型和算法來組合和優(yōu)化多維和海量數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)操作和經(jīng)營決策提供依據(jù)，并實現(xiàn)部分自動化控制和操作。因為它是在完全開放的系統(tǒng)中運作，因此主要用于大田農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的操作和經(jīng)營。
3.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)（PrecisionFarming）
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是建立在農(nóng)機硬件基礎(chǔ)上的執(zhí)行和操作系統(tǒng)。它主要是以農(nóng)機的單機硬件為基礎(chǔ)，配以探測設(shè)備和智能化的控制軟件，以實現(xiàn)精準(zhǔn)操作，變量控制（包括變量播種、變量施肥、變量噴藥等），無人駕駛，以及最佳的工作環(huán)境和場景適配。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)強調(diào)的是（單體）設(shè)備和設(shè)施操作的精準(zhǔn)和智能化控制，是硬件+軟件。
4.智慧農(nóng)業(yè)（SmartAgriculture）
智慧農(nóng)業(yè)是建立在經(jīng)驗?zāi)Ｐ突A(chǔ)之上的專家決策系統(tǒng)，其核心是軟件系統(tǒng)。智慧農(nóng)業(yè)強調(diào)的是智能化的決策系統(tǒng)，配之以多種多樣的硬件設(shè)施和設(shè)備，是系統(tǒng)+硬件。智慧農(nóng)業(yè)的決策模型和系統(tǒng)可以在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
2016年，谷歌旗下DeepMind的AlphaGo橫空出世，把人工智能為（AI）的決策水平提高到一個前所未有的高度，讓人們認(rèn)識到人空智能發(fā)展的提速和廣闊的前景，也為數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展注入了強心針。
由于數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展還處于早期階段，對于其核心的組成部分以及各個部分的理解還有不少歧義，因此，概念被用錯和被混為一談的事情經(jīng)常發(fā)生。
數(shù)字農(nóng)業(yè)未來的發(fā)展前景雖然非常富有吸引力，但是由于農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)涉及的品類和品種繁多，生產(chǎn)過程漫長和復(fù)雜，不可控因素多，變量多，因此數(shù)字農(nóng)業(yè)從單點突破到全面進(jìn)步和應(yīng)用還需要假以時日。
數(shù)字農(nóng)業(yè)的特點
1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度專業(yè)化、規(guī)模化、企業(yè)化
美國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)化是多層次的，這主要表現(xiàn)在地區(qū)專業(yè)化、農(nóng)場專業(yè)化和生產(chǎn)工藝專業(yè)化。美國大陸劃分為幾個主要的作物帶，每個作物帶中最適合一種作物的生長，如著名的“玉米帶”、“奶牛帶”等；絕大多數(shù)的農(nóng)場只生產(chǎn)一種作物，進(jìn)行大規(guī)模種植；而有的農(nóng)場只生產(chǎn)一種作物的一個品種，或只做一種作物的育種。這樣因地制宜、各有所專，達(dá)到了專業(yè)化與規(guī)模化的很好結(jié)合，形成了專業(yè)化生產(chǎn)、集約化經(jīng)營、企業(yè)化管理現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)模式。
2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系完善
美國已形成發(fā)達(dá)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后緊密銜接的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的生產(chǎn)和供應(yīng)，以及農(nóng)產(chǎn)品的收獲后的儲藏、運輸、加工和銷售等部門。他們分工明確，高效協(xié)作，在相關(guān)農(nóng)業(yè)法律體系的維護(hù)下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有序而高效。
3.農(nóng)業(yè)教育、科研和推廣“三位一體”
美國的農(nóng)業(yè)是由私人經(jīng)營的，但各級政府積極支持農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建立了富有特色的“三位一體”的農(nóng)業(yè)教育科研和推廣體系，農(nóng)學(xué)院同時承擔(dān)農(nóng)業(yè)教育、科研和推廣三項職能，使教學(xué)科研和推廣緊密地結(jié)合起來，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供強大的技術(shù)推動力。
國內(nèi)數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
近年來，我國數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)得到快速發(fā)展，突破了一批數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)一批實用的數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)品，建立了網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺。
例如農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在陜西省試點的“國家級蘋果產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)中心”，托普云農(nóng)為浙江省政府搭建的智慧農(nóng)業(yè)云平臺都是優(yōu)秀的數(shù)字農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例。
目前，在農(nóng)業(yè)數(shù)字信息標(biāo)準(zhǔn)體系、農(nóng)業(yè)信息采集技術(shù)、大比例尺的農(nóng)業(yè)空間信息資源數(shù)據(jù)庫、農(nóng)作物生長模型、動植物數(shù)字化虛擬設(shè)計技術(shù)、農(nóng)業(yè)問題遠(yuǎn)程診斷、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程教育多媒體信息系統(tǒng)、嵌入式手持農(nóng)業(yè)信息技術(shù)產(chǎn)品、溫室環(huán)境智能控制系統(tǒng)、數(shù)字化農(nóng)業(yè)宏觀監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)生物信息學(xué)方面的研究應(yīng)用上，中國企業(yè)都取得了重要的階段性成果，通過不同類型地區(qū)應(yīng)用示范，初步形成了我國數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)框架和數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)體系、應(yīng)用體系和運行管理體系，促進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)信息化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。
