“數字農業”到底是什么?

發表時間:2020-12-30 10:42

數字農業是什么?


數字農業——1997年由美國科學院、工程院兩院士正式提出。


數字農業是將信息作為農業生產要素,用現代信息技術對農業對象、環境和全過程進行可視化表達、數字化設計、信息化管理的現代農業。數字農業使信息技術與農業各個環節實現有效融合,對改造傳統農業、轉變農業生產方式具有重要意義。


數字農業將遙感、地理信息系統、全球定位系統、計算機技術、通訊和網絡技術、自動化技術等高新技術與地理學、農學、生態學、植物生理學、土壤學等基礎學科有機地結合起來,實現在農業生產過程中對農作物、土壤從宏觀到微觀的實時監測,以實現對農作物生長、發育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應的環境進行定期信息獲取,生成動態空間信息系統,對農業生產中的現象、過程進行模擬,以達到合理利用農業資源,降低生產成本,改善生態環境,提高農作物產品和質量的目的。


數字農業的組成


數字農業是一個集合概念,它主要包含以下4個主要部分:


1.農業物聯網(Internet of Things)


農業物聯網從本質上講,是一套數控系統。在一個特定的封閉系統內,以探頭、傳感器、攝像頭等設備為基礎的物物相聯。它根據已經確定的參數和模型,進行自動化調控和操作。由于需要以硬件設備的投資和聯網為基礎,因此投資額較大,主要用于設施農業生產過程的管理和操作,也用于農產品的加工、倉儲和物流管理。



2.農業大數據(Big Data)


農業大數據是與農業物聯網相對應的概念,它是一個數據系統,在開放系統中收集、鑒別、標識數據,并建立數據庫,通過參數、模型和算法來組合和優化多維和海量數據,為生產操作和經營決策提供依據,并實現部分自動化控制和操作。因為它是在完全開放的系統中運作,因此主要用于大田農業的生產和農業全產業鏈的操作和經營。



3.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為基礎,配以探測設備和智能化的控制軟件,以實現精準操作,變量控制(包括變量播種、變量施肥、變量噴藥等),無人駕駛,以及最佳的工作環境和場景適配。精準農業強調的是(單體)設備和設施操作的精準和智能化控制,是硬件+軟件。



4.智慧農業(Smart Agriculture)


智慧農業是建立在經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化的決策系統,配之以多種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。


2016年,谷歌旗下Deep Mind的Alpha Go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,讓人們認識到人智能發展的提速和廣闊的前景,也為數字農業的發展注入了強心針。


由于數字農業的發展還處于早期階段,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常發生。


數字農業未來的發展前景雖然非常富有吸引力,但是由于農業的生產涉及的品類和品種繁多,生產過程漫長和復雜,不可控因素多,變量多,因此數字農業從單點突破到全面進步和應用還需要假以時日。




數字農業的特點


1.農業生產高度專業化、規模化、企業化


美國農業生產的專業化是多層次的,這主要表現在地區專業化、農場專業化和生產工藝專業化。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;絕大多數的農場只生產一種作物,進行大規模種植;而有的農場只生產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,達到了專業化與規模化的很好結合,形成了專業化生產、集約化經營、企業化管理現代產業模式。


2.農業生產體系完善


美國已形成發達的產前、產中、產后緊密銜接的農業生產體系,包括農業生產資料的生產和供應,以及農產品的收獲后的儲藏、運輸、加工和銷售等部門。他們分工明確,高效協作,在相關農業法律體系的維護下,農業生產有序而高效。


3.農業教育、科研和推廣“三位一體”


美國的農業是由私人經營的,但各級政府積極支持農業科學技術的發展,建立了富有特色的“三位一體”的農業教育科研和推廣體系,農學院同時承擔農業教育、科研和推廣三項職能,使教學科研和推廣緊密地結合起來,為農業發展提供強大的技術推動力。




國內數字農業發展現狀


近年來,我國數字農業技術得到快速發展,突破了一批數字農業關鍵技術,開發一批實用的數字農業技術產品,建立了網絡化數字農業技術平臺。


目前,在農業數字信息標準體系、農業信息采集技術、大比例尺的農業空間信息資源數據庫、農作物生長模型、動植物數字化虛擬設計技術、農業問題遠程診斷、農業專家系統與決策支持系統、農業遠程教育多媒體信息系統、嵌入式手持農業信息技術產品、溫室環境智能控制系統、數字化農業宏觀監測系統、農業生物信息學方面的研究應用上,中國企業都取得了重要的階段性成果,通過不同類型地區應用示范,初步形成了我國數字農業技術框架和數字農業技術體系、應用體系和運行管理體系,促進了我國農業信息化和農業現代化進程。

現在,你了解數字農業了嗎?



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