智慧農業的背景

新冠疫情在世界上的蔓延加劇了全球糧食安全的風險和危機。雖然農業生產的季節周期性、不宜長期儲存性以及勞動密集性是造成其對疫情和外生沖擊的重要原因，但也折射出農業生產能力的不足和效率的低下。農業的生產、流通和銷售亟需技術的革新，提升生產效率和農產品供應，從根本上化解全球糧食安全的隱患。當前，互聯網、物聯網、人工智能、大數據、云計算等科技進步正在引領新一輪的工業革命，在農業領域便是推動了智慧農業的發展。

▲ 智慧農業

智慧農業的概念

智慧農業的概念由精準農業、數字農業、智能農業演化而來，技術體系主要包括農業物聯網、農業大數據和農業云平臺等三個方面。狹義的智慧農業主要體現在農業生產領域，是集新興的互聯網、云計算和物聯網技術為一體，依托部署在農業生產現場的各種傳感節點和無線通信網絡實現農業生產環境的智能感知、智能預警、智能決策、智能分析、專家在線指導，為農業生產提供精準化種植、可視化管理、智能化決策。廣義的智慧農業還包括農業電子商務、食品溯源防偽、農業休閑旅游、農業信息服務等方面的內容?？梢哉f，智慧農業是通過生產領域的智能化、經營領域的差異性以及服務領域的全方位信息服務，推動農業產業鏈升級，實現農業精細化、高效化與綠色化，保障農產品安全、農業競爭力提升和農業可持續發展。

智慧農業的優勢

智慧農業促進農業生產精細化。智慧農業通過構建集環境監控、作物模型分析和精準調節為一體的農業生產自動化系統和平臺，借助物聯網對不同的農業生產對象實施精準化操作，通過傳感設備檢測環境的物理參數，對土壤、大氣、水等生產環境狀況進行實時動態監控，使之符合農業生產環境標準；對生產過程各個環節，按照一定技術標準和規范要求，通過智能化設備進行影響和控制，大大改善了農產品品質;通過智能化設備實時精準檢測農產品品質，保障農產品符合消費者需求，實現了供給與需求的有效對接。

智慧農業促進農業生產高效化。智慧農業通過云計算、大數據等先進信息技術，使農業生產經營者更加便捷靈活地掌握天氣變化數據、市場供需數據、農作物生長數據等，更加準確判斷農作物生長需求；利用空間地理信息、遙感等技術，提高了大田糧食生產的監測、預警水平和產量評估水平，增強了農業生產對自然環境風險的應對能力；通過智能設施合理安排用工用時用地，提高了農業生產組織化水平，提高了勞動生產效率。

智慧農業推動農業可持續發展。智慧農業作為集保護生態、發展生產為一體的農業生產模式，有助于推動農業可持續發展。通過精細化生產，實現農業節水、節藥、節肥，推動農業廢棄物資源化利用；借助互聯網及二維碼等技術，建立全程可追溯、互聯共享的農產品質量和食品安全信息平臺，健全從農田到餐桌的農產品質量安全監管體系，有利于保障人民群眾“舌尖上的安全”；構建農業生態環境監測網絡，精準獲取土壤、墑情、水文等農業資源信息，實現農業環境綜合治理，推動形成資源利用高效、生態系統穩定、產地環境良好、產品質量安全的農業發展新格局。

智慧農業的發展政策

農業是提供支撐國民經濟建設與發展的基礎產業，歷來受到國家和政府的重視。智慧農業是農業中的智慧經濟，近年來，國家及政府層面陸續出臺了一系列產業政策鼓勵智慧農業行業發展，鼓勵采用大數據、云計算等技術，發展智慧農業，建立健全智能化、網絡化的農業生產經營服務體系。

▲ 資料來源：中商產業研究院整理

智慧農業的市場規模

目前中國智慧農業依舊處于初級階段，智慧農業應用滲透率還不到1%。但是得益于社會環境的支持以及技術的不斷提升，中國智慧農業行業正在不斷發展。結合中國農業產值，初步預估2020年中國智慧農業市場規模達622億元，預計2022年將進一步增長至743億元。

▲ 數據來源：中商產業研究院整理

智慧農業的發展前景

政策利好行業發展

智慧農業是農業的根本出路，也是當前國家大力發展的產業，我國在智慧農業和智慧農業產業化上給予了諸多的政策支持。例如，2022年中央“一號文件”提出推進智慧農業發展，促進信息技術與農機農藝融合應用。加強農民數字素養與技能培訓。以數字技術賦能鄉村公共服務，推動“互聯網+政務服務”向鄉村延伸覆蓋。著眼解決實際問題，拓展農業農村大數據應用場景。加快推動數字鄉村標準化建設，研究制定發展評價指標體系，持續開展數字鄉村試點。加強農村信息基礎設施建設。

同時，隨著互聯網的快速發展和國家鄉村振興戰略的提出，農業作為支撐國民經濟發展的基礎產業，正在被互聯網、大數據、人工智能等新科技進行重構和升級，互聯網已經成為農業發展的重要設施，農業也正在煥發出嶄新的力量。在國家鄉村振興戰略、國家數字化農業戰略等多種因素的推動下智慧農業行業前景廣闊。

信息技術促進發展

目前，智慧農業在我國展現出較好的發展潛力。創新技術的不斷涌現，從根本上改變了傳統農業的發展模式，通過應用物聯網技術、人工智能技術、GIS技術以及大數據技術等使中國農業從原來看天吃飯的傳統農業模式轉變為高產、高效、低耗、優質、生態和安全的智慧農業模式。隨著物聯網技術的不斷發展，數據存儲，全面感知，數據上云等方式使得智慧農業的傳輸網絡進一步擴大，互聯網+智慧農業模式不斷涌現。

智慧農業的解決方案

值得注意的是，近年來百度、阿里、騰訊、京東等國內互聯網巨頭紛紛加快了在智慧農業領域的布局。

阿里AI養豬項目通過構建AI算法，實現“豬臉識別”，從而幫助養殖戶隨時隨地對動物的健康狀態進行管理。

騰訊AI Lab在溫室種黃瓜的過程中，澆水、通風、光照和施肥等工作由人工智能傳感器收集的環境和生長數據，通過強化學習和計算，進行判斷再驅動溫室里的設備元件自動完成。

數維圖Sovit3D可視化開發工具是物聯網可視化PaaS開發平臺，利用數字孿生技術，對農業各場景進行可視化開發，廣泛應用于智慧農業、智慧校園、智慧電站、智慧環保、智慧倉儲、智慧交通、智慧城市、智慧園區、智慧社區等行業領域。

▲ 智慧農業三維可視化大數據平臺

數維圖智慧農業物聯網大數據平臺系統利用數字孿生技術對農場或大棚進行三維建模，以3d仿真的形式直觀展現出來，充分結合傳感、視頻等設備，實現對農作物或牲畜的遠程可視化監管，它可以實時采集農作物或牲畜生長過程中的各個參數，包括土壤墑情、災情苗情、氣象環境等，以及水肥一體機設備的運行情況。

▲ 3D可視化智慧農業物聯網系統

數維圖智慧農業物聯網大數據平臺系統集設備統一管理、智能策略管理、權限管理、數據分析、數據可視化、便捷運維等于一體，支持人性化聯動。云平臺支持控制物聯網終端設備，支持通過多功能數據采集器與第三方傳感器對接，快速實現各類數據的采集分析，讓遠程數據與應用平臺的無縫對接，從而實現構建各種智慧物聯應用場景。

數據監測：平臺可對各項環境包括土壤和氣象等，數據可視化監測，可查看當前數據和歷史數據?？蓪С鰵v史數據作相關分析和追溯。

預警監測：當某個監測參數超過設定閾值，設備監測警示提醒，同時可設置短信或APP告警通知，第一時間獲取環境異常情況，及時采取措施。

安全監控：可隨時調用攝像頭查看區域安全情況、現場環境、農作物長勢情況，實現遠程在線監管。可查看歷史視頻數據，做為查證資料和追溯。

疾病測報：利用現代光、電、數控技術、無線傳輸技術、互聯網技術、定時采集現場圖像，自動上傳到監控服務平臺，平臺自動記錄每天采集數據，形成蟲害數據庫、實現昆蟲自動識別、計數統計功能。可用圖表、列表形式展現，進行遠程診斷。通過物理滅蟲方式，降低茶葉農殘?？呻S時遠程監控蟲情狀況，制定深度防治措施。及時發現蟲害，及時查殺，把蟲害影響降到最低。

安全溯源：采用自動數據采集技術和全程視頻監控系統，將農作物的生長、加工、儲藏等進行數據和視頻記錄，打通一條深入了解生產信息可信通路，讓消費者能實時掌握動態，隨時查詢來龍去脈，提高消費者的信賴度。

▲ 智慧農業物聯網系統

GIS/VR一張圖：以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，運用系統工程和信息科學的理論，對農業生產區域進行科學管理和綜合分析，獲取空間內涵的地理數據，以提供管理、決策等所需信息的技術系統。VR系統從全景視角與鳥瞰視角展示地理地貌，特別是特色生態環場景，從地理位置和路徑視角，展示風貌結合的可視化系統，實現用戶在界面端就能體驗身臨其境。

未來，隨著云計算、物聯網、人工智能等領域的新技術、新成果的進一步應用，農業生產經營的各環節不斷延伸，將促進智慧農業更好地發展。

智慧農業從“看天吃飯”到“知天而作”！

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