農業(yè)正快速向著(zhù)智能化方向發(fā)展，農業(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、大數據分析及創(chuàng )新商業(yè)模式，將有條件從品種選擇、生產(chǎn)規劃、環(huán)境技術(shù)、物流金融、農產(chǎn)品銷(xiāo)售、售后服務(wù)、食品安全、農業(yè)旅游等多個(gè)方面對農業(yè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行統籌，形成一個(gè)完整的智慧農業(yè)產(chǎn)業(yè)生態(tài)圈。
智慧農業(yè)是指利用信息技術(shù)，對農業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、服務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行智能化控制，實(shí)現農業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、高效、安全和可控。我國高度重視發(fā)展智慧農業(yè)，發(fā)展智慧農業(yè)是實(shí)現現代農業(yè)的必由之路。
在一、二、三產(chǎn)業(yè)的融合過(guò)程中，智慧農業(yè)可以打破信息瓶頸、促進(jìn)信息流動(dòng)和分享。
智慧農業(yè)的技術(shù)框架大體包括信息感知、智能決策和決策實(shí)施3個(gè)方面。
信息感知包括通過(guò)農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等獲得各種與農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)相關(guān)的信息，如作物、土壤等環(huán)境以及從事農業(yè)生產(chǎn)的人乃至社會(huì )的信息；
智能決策如同大腦，對各類(lèi)信息進(jìn)行分析處理，提供管理或控制的方案，例如專(zhuān)家系統；
決策實(shí)施則根據分析結果進(jìn)行，包括經(jīng)營(yíng)策略、種植方案、環(huán)境調控或農機（例如無(wú)人機、播種機）的操控。
信息感知和決策實(shí)施往往依托于硬件設備，智能決策則主要是數據和知識的處理和計算。當今大數據、云計算、物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代背景，對智能決策提出了更高的要求。
1、大數據是智慧農業(yè)的基礎，信息感知則是農業(yè)數據的源頭
狹義來(lái)說(shuō)，農業(yè)數據是指人之外的農作物自身及環(huán)境的生物物理信息。然而，農業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)離不開(kāi)人的活動(dòng)，生產(chǎn)者自身的經(jīng)驗、消費者構成的市場(chǎng)均會(huì )對生產(chǎn)產(chǎn)生影響。因此，廣義來(lái)說(shuō)，農業(yè)數據還包括從事農業(yè)生產(chǎn)的人、社會(huì )環(huán)境、市場(chǎng)動(dòng)態(tài)等社會(huì )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(cháng)勢、洪澇、病蟲(chóng)害情況及土壤和作物營(yíng)養等空間信息；基于衛星定位技術(shù)可獲得裝備的精準位置，可用于農業(yè)機械的移動(dòng)定位；地理信息技術(shù)則給出了一個(gè)直觀(guān)的管理數據的方式。
后者主要是農業(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(fēng)速、土壤鹽度等數據。除此之外，還有通過(guò)可見(jiàn)光/近紅外光譜、近紅外光譜速測植物養分、土壤肥力、農產(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測儀等，用戶(hù)可遠程觀(guān)測，用于提升種植透明度、增強消費者的信心。低功耗、低成本、性能穩定的傳感器是長(cháng)期獲得可靠數據的關(guān)鍵，也正是目前推廣應用農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的瓶頸。
社會(huì )信息感知包括農產(chǎn)品市場(chǎng)需求、農產(chǎn)品價(jià)格、農業(yè)政策、種植者經(jīng)驗等方面。當前，在農業(yè)市場(chǎng)國際一體化的發(fā)展趨勢下，農業(yè)企業(yè)、協(xié)會(huì )、合作社等經(jīng)濟合作組織對產(chǎn)前種什么效益高、產(chǎn)中何種農資優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)、產(chǎn)后賣(mài)給誰(shuí)等市場(chǎng)與技術(shù)信息有著(zhù)更迫切的需求，這些信息對我國現代農業(yè)特別是規?；r業(yè)、訂單農業(yè)以及地方特色農業(yè)的發(fā)展意義重大。
農產(chǎn)品需求信息是農業(yè)市場(chǎng)的靈魂，便捷、準確地捕捉市場(chǎng)信息，把握市場(chǎng)動(dòng)向，及時(shí)調整生產(chǎn)及銷(xiāo)售方向，是感知社會(huì )信息的主要目標?；谂老x(chóng)技術(shù)的自動(dòng)采集是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )感知市場(chǎng)價(jià)格的重要方式，可用于每周的農產(chǎn)品價(jià)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社會(huì )信息的農業(yè)投入。
數據傳輸基于通信網(wǎng)絡(luò )，將分散的具有獨立功能的設備或子系統連接起來(lái)，并按照規定的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議進(jìn)行數據通信，實(shí)現分布式系統硬件和軟件資源的共享及系統的綜合管理與控制。
在技術(shù)層面，國內很多科研院所和公司均可實(shí)現不同的傳輸方式，實(shí)際應用采用哪種數據傳輸方式則需根據農田環(huán)境、方案需求、成本約束等因素綜合確定。
農業(yè)大數據涵蓋農業(yè)生產(chǎn)本身和產(chǎn)前、產(chǎn)后以及農產(chǎn)品加工、銷(xiāo)售整個(gè)鏈條中所產(chǎn)生的大量數據。目前獲取各種農業(yè)數據的成本還比較高，缺乏成熟的產(chǎn)品，而且不同的用戶(hù)有不同的需求。如何融合生物物理和社會(huì )信息，為農戶(hù)、政府、商家等不同的利益相關(guān)方提供相應的信息服務(wù)，仍是未來(lái)要應對的挑戰。
2、智能決策是智慧農業(yè)的核心，是數據產(chǎn)生價(jià)值的過(guò)程，覆蓋農業(yè)生產(chǎn)從產(chǎn)前規劃、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(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節
產(chǎn)前規劃包括需求分析和種植方案推薦；
產(chǎn)中種植管理包括環(huán)境調控（對于設施農業(yè)）、施肥、打藥、灌溉等方面的智能決策支持；
產(chǎn)后農產(chǎn)品的庫存控制、運輸車(chē)輛調配、流通加工與配送中心的選址等，均需要智能計算方法提供決策支持。
作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)的研究，集中在作物生長(cháng)模擬及各類(lèi)專(zhuān)家系統方面。
作物管理專(zhuān)家系統是專(zhuān)家系統在農業(yè)領(lǐng)域的具體應用，一般包含一個(gè)由權威農業(yè)專(zhuān)家的經(jīng)驗、資料、數據與成果構成的知識庫，并能利用其知識，模擬農業(yè)專(zhuān)家解決問(wèn)題的思維方法進(jìn)行判斷、推理，以求得解決農業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題結論的智能程序系統。
隨著(zhù)農業(yè)進(jìn)入大數據時(shí)代，農業(yè)智能決策轉入以大數據驅動(dòng)的方式，并且體現在農業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節。農業(yè)智能決策支持系統的算法和呈現方式需隨之迭代。隨著(zhù)數據獲取的相對便捷和智能手機的普遍使用，過(guò)去只能在電腦上離線(xiàn)使用、被詬病為“電子詞典”的農業(yè)專(zhuān)家系統迎來(lái)了新的發(fā)展時(shí)代。
3、智能農機和管理軟件是信息感知、智能決策后的呈現形式
隨著(zhù)我國農業(yè)從業(yè)人員的老齡化和數量減少，農業(yè)智能裝備的應用是必然趨勢。農業(yè)智能裝備包括服務(wù)于施肥、打藥、灌溉、修剪、采摘、播種、環(huán)境調控等各種操作的設備。
國外的智能農機裝備較為先進(jìn)，應用較廣，主要有智能導航、自動(dòng)駕駛、變量施肥、變量噴藥等功能。隨著(zhù)國家對農業(yè)智能裝備研發(fā)的重視和投入，國內的多個(gè)機構開(kāi)展了相關(guān)研究，研究?jì)热莅ㄗ詣?dòng)導航、變量施肥、精準噴藥、播種、插秧、噴藥、除草和收獲等。
此外，我國的農業(yè)航空作業(yè)量逐年增加，作業(yè)領(lǐng)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(kāi)展了植物生長(cháng)授粉等作業(yè)。
農田作業(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(lái)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機化必須持續地、因地制宜地逐步完善。
隨著(zhù)智能技術(shù)的發(fā)展，類(lèi)似于工業(yè)中數字雙胞胎的虛擬農業(yè)系統預期會(huì )逐漸發(fā)展，由于中國的小農經(jīng)濟特征，產(chǎn)銷(xiāo)信息不對稱(chēng)是農業(yè)發(fā)展中的一大瓶頸。
智慧農業(yè)是指利用信息技術(shù)，對農業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理、服務(wù)全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行智能化控制，實(shí)現農業(yè)生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)、高效、安全和可控。我國高度重視發(fā)展智慧農業(yè)，發(fā)展智慧農業(yè)是實(shí)現現代農業(yè)的必由之路。
在一、二、三產(chǎn)業(yè)的融合過(guò)程中，智慧農業(yè)可以打破信息瓶頸、促進(jìn)信息流動(dòng)和分享。
智慧農業(yè)的技術(shù)框架大體包括信息感知、智能決策和決策實(shí)施3個(gè)方面。
信息感知包括通過(guò)農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)等獲得各種與農業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)相關(guān)的信息，如作物、土壤等環(huán)境以及從事農業(yè)生產(chǎn)的人乃至社會(huì )的信息；
智能決策如同大腦，對各類(lèi)信息進(jìn)行分析處理，提供管理或控制的方案，例如專(zhuān)家系統；
決策實(shí)施則根據分析結果進(jìn)行，包括經(jīng)營(yíng)策略、種植方案、環(huán)境調控或農機（例如無(wú)人機、播種機）的操控。
信息感知和決策實(shí)施往往依托于硬件設備，智能決策則主要是數據和知識的處理和計算。當今大數據、云計算、物聯(lián)網(wǎng)的時(shí)代背景，對智能決策提出了更高的要求。
1、大數據是智慧農業(yè)的基礎，信息感知則是農業(yè)數據的源頭
狹義來(lái)說(shuō)，農業(yè)數據是指人之外的農作物自身及環(huán)境的生物物理信息。然而，農業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)離不開(kāi)人的活動(dòng)，生產(chǎn)者自身的經(jīng)驗、消費者構成的市場(chǎng)均會(huì )對生產(chǎn)產(chǎn)生影響。因此，廣義來(lái)說(shuō)，農業(yè)數據還包括從事農業(yè)生產(chǎn)的人、社會(huì )環(huán)境、市場(chǎng)動(dòng)態(tài)等社會(huì )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(cháng)勢、洪澇、病蟲(chóng)害情況及土壤和作物營(yíng)養等空間信息；基于衛星定位技術(shù)可獲得裝備的精準位置，可用于農業(yè)機械的移動(dòng)定位；地理信息技術(shù)則給出了一個(gè)直觀(guān)的管理數據的方式。
后者主要是農業(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(fēng)速、土壤鹽度等數據。除此之外，還有通過(guò)可見(jiàn)光/近紅外光譜、近紅外光譜速測植物養分、土壤肥力、農產(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測儀等，用戶(hù)可遠程觀(guān)測，用于提升種植透明度、增強消費者的信心。低功耗、低成本、性能穩定的傳感器是長(cháng)期獲得可靠數據的關(guān)鍵，也正是目前推廣應用農業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的瓶頸。
社會(huì )信息感知包括農產(chǎn)品市場(chǎng)需求、農產(chǎn)品價(jià)格、農業(yè)政策、種植者經(jīng)驗等方面。當前，在農業(yè)市場(chǎng)國際一體化的發(fā)展趨勢下，農業(yè)企業(yè)、協(xié)會(huì )、合作社等經(jīng)濟合作組織對產(chǎn)前種什么效益高、產(chǎn)中何種農資優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)、產(chǎn)后賣(mài)給誰(shuí)等市場(chǎng)與技術(shù)信息有著(zhù)更迫切的需求，這些信息對我國現代農業(yè)特別是規?；r業(yè)、訂單農業(yè)以及地方特色農業(yè)的發(fā)展意義重大。
農產(chǎn)品需求信息是農業(yè)市場(chǎng)的靈魂，便捷、準確地捕捉市場(chǎng)信息，把握市場(chǎng)動(dòng)向，及時(shí)調整生產(chǎn)及銷(xiāo)售方向，是感知社會(huì )信息的主要目標?；谂老x(chóng)技術(shù)的自動(dòng)采集是通過(guò)網(wǎng)絡(luò )感知市場(chǎng)價(jià)格的重要方式，可用于每周的農產(chǎn)品價(jià)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社會(huì )信息的農業(yè)投入。
數據傳輸基于通信網(wǎng)絡(luò )，將分散的具有獨立功能的設備或子系統連接起來(lái)，并按照規定的網(wǎng)絡(luò )協(xié)議進(jìn)行數據通信，實(shí)現分布式系統硬件和軟件資源的共享及系統的綜合管理與控制。
在技術(shù)層面，國內很多科研院所和公司均可實(shí)現不同的傳輸方式，實(shí)際應用采用哪種數據傳輸方式則需根據農田環(huán)境、方案需求、成本約束等因素綜合確定。
農業(yè)大數據涵蓋農業(yè)生產(chǎn)本身和產(chǎn)前、產(chǎn)后以及農產(chǎn)品加工、銷(xiāo)售整個(gè)鏈條中所產(chǎn)生的大量數據。目前獲取各種農業(yè)數據的成本還比較高，缺乏成熟的產(chǎn)品，而且不同的用戶(hù)有不同的需求。如何融合生物物理和社會(huì )信息，為農戶(hù)、政府、商家等不同的利益相關(guān)方提供相應的信息服務(wù)，仍是未來(lái)要應對的挑戰。
2、智能決策是智慧農業(yè)的核心，是數據產(chǎn)生價(jià)值的過(guò)程，覆蓋農業(yè)生產(chǎn)從產(chǎn)前規劃、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(xiāo)售等各個(gè)環(huán)節
產(chǎn)前規劃包括需求分析和種植方案推薦；
產(chǎn)中種植管理包括環(huán)境調控（對于設施農業(yè)）、施肥、打藥、灌溉等方面的智能決策支持；
產(chǎn)后農產(chǎn)品的庫存控制、運輸車(chē)輛調配、流通加工與配送中心的選址等，均需要智能計算方法提供決策支持。
作物生產(chǎn)管理決策支持技術(shù)的研究，集中在作物生長(cháng)模擬及各類(lèi)專(zhuān)家系統方面。
作物管理專(zhuān)家系統是專(zhuān)家系統在農業(yè)領(lǐng)域的具體應用，一般包含一個(gè)由權威農業(yè)專(zhuān)家的經(jīng)驗、資料、數據與成果構成的知識庫，并能利用其知識，模擬農業(yè)專(zhuān)家解決問(wèn)題的思維方法進(jìn)行判斷、推理，以求得解決農業(yè)生產(chǎn)問(wèn)題結論的智能程序系統。
隨著(zhù)農業(yè)進(jìn)入大數據時(shí)代，農業(yè)智能決策轉入以大數據驅動(dòng)的方式，并且體現在農業(yè)生產(chǎn)的各個(gè)環(huán)節。農業(yè)智能決策支持系統的算法和呈現方式需隨之迭代。隨著(zhù)數據獲取的相對便捷和智能手機的普遍使用，過(guò)去只能在電腦上離線(xiàn)使用、被詬病為“電子詞典”的農業(yè)專(zhuān)家系統迎來(lái)了新的發(fā)展時(shí)代。
3、智能農機和管理軟件是信息感知、智能決策后的呈現形式
隨著(zhù)我國農業(yè)從業(yè)人員的老齡化和數量減少，農業(yè)智能裝備的應用是必然趨勢。農業(yè)智能裝備包括服務(wù)于施肥、打藥、灌溉、修剪、采摘、播種、環(huán)境調控等各種操作的設備。
國外的智能農機裝備較為先進(jìn)，應用較廣，主要有智能導航、自動(dòng)駕駛、變量施肥、變量噴藥等功能。隨著(zhù)國家對農業(yè)智能裝備研發(fā)的重視和投入，國內的多個(gè)機構開(kāi)展了相關(guān)研究，研究?jì)热莅ㄗ詣?dòng)導航、變量施肥、精準噴藥、播種、插秧、噴藥、除草和收獲等。
此外，我國的農業(yè)航空作業(yè)量逐年增加，作業(yè)領(lǐng)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(kāi)展了植物生長(cháng)授粉等作業(yè)。
農田作業(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(lái)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機化必須持續地、因地制宜地逐步完善。
隨著(zhù)智能技術(shù)的發(fā)展，類(lèi)似于工業(yè)中數字雙胞胎的虛擬農業(yè)系統預期會(huì )逐漸發(fā)展，由于中國的小農經(jīng)濟特征，產(chǎn)銷(xiāo)信息不對稱(chēng)是農業(yè)發(fā)展中的一大瓶頸。
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