什么是数字农业,精准农业和智慧农业

数字农业让以前简单的对天和作物的了解，跨越到通过数据、气象、卫星遥感更好地感知农作物的生长条件，及时预知天气与各类风险，减少农药、化肥的施用，打通农业的各环节，从而产生更高效、更抗风险的农业整体解决方案。

那么，你知道所谓的数字农业到底是指什么吗？

数字农业是信息技术在农业领域的综合和全面的应用，它是一个集合概念，主要包含以下4个主要部分。

农业物联网

农业物联网从本质上讲，是一套数控系统。在一个特定的封闭系统内，以探头、传感器、摄像头等设备为基础的物物相联。它根据已经确定的参数和模型，进行自动化调控和 *** 作。由于需要以硬件设备的投资和联网为基础，因此投资额较大，主要用于设施农业生产过程的管理和 *** 作，也用于农产品的加工、仓储和物流管理。

农业物联网能够通过对相关数据的采集、分析和系统控制，实现作物生产的实时监测功能、远程控制功能、查询功能和警告功能。

农业大数据

农业大数据是与农业物联网相对应的概念，它是一个数据系统，在开放系统中收集、鉴别、标识数据，并建立数据库，通过参数、模型和算法来组合和优化多维和海量数据，为生产 *** 作和经营决策提供依据，并实现部分自动化控制和 *** 作。

因为它是在完全开放的系统中运作，因此主要用于大田农业的生产和农业全产业链的 *** 作和经营。

结合农业本身特点以及农业全产业链切分方式，农业大数据可以分为农业环境与资源大数据、农业生产大数据、农业市场和农业管理大数据四类，基本囊括从产到销全过程。

从农业生产环节来看，农业大数据可以用于指导农事生产、辅助农业决策，以此达到规避风险、增产增收、管理透明等预期目标，拉动农业产业整体内需，大幅提高农业整条产业链的效率。

精准农业

精准农业是建立在农机硬件基础上的执行和 *** 作系统。它主要是以农机的单机硬件为基础，配以探测设备和智能化的控制软件，以实现精准 *** 作，变量控制(包括变量播种、变量施肥、变量喷药等)，无人驾驶，以及最佳的工作环境和场景适配。

精准农业强调的是(单体)设备和设施 *** 作的精准和智能化控制，是硬件+软件。

精准农业是由信息技术支持的定位、定时、定量地实施一整套现代化农事 *** 作技术与管理的系统，它根据土壤性状和作物生长状况的空间差异，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，实施定位、定量的精准田间管理。显然，实施精准农业不但可以最大限度提高农业现实生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展的有效途径。

智慧农业

智慧农业是农业生产的高级阶段，集新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术为一体，是建立在经验模型基础之上的专家决策系统，其核心是软件系统。

智慧农业强调的是智能化的决策系统，配之以多种多样的硬件设施和设备，是系统+硬件。

依托部署在农业生产现场的各种传感节点（环境温湿度、土壤水分、二氧化碳、图像等）和无线通信网络实现农业生产环境的智能感知、智能预警、智能决策、智能分析、专家在线指导，为农业生产提供精准化种植、可视化管理、智能化决策。

智慧农业的决策模型和系统可以在农业物联网和农业大数据领域得到广泛应用。

智慧农业阶段，专家系统和信息化终端成为农业生产者的大脑，指导农业生产经营，改变单纯依靠经验进行农业生产经营的模式。另外，农业生产经营规模越来越大，生产效益越来越高，必将催生以大规模农业协会为主体的农业组织体系。

啥叫精准农业？这是相对于传统农业而来的。

我们知道，世界及我国农业发展经历了三个阶段：原始农业、传统农业、现代农业。

生产工具的应用代表着时代的发达程度，从原始农业时期开始到传统农业时期，从石器时代到青铜器时代到铁器时代，每一次的工具变革都改变着世界的命运，也推动着历史的发展，农业是变革的主力行业。

到了现代，随着科技的进步，机械化程度的提高 ，近代电子产品的开发，GPS定位技术的应用，我国北斗定位系统的开发应用，现代农业逐渐不同于传统农业了。特别是随着云技术的开发，数字技术和大数据的推广，现代精准农业被全世界所推广。

在这里，我将从四个方面解释精准农业。

一、精准农业在世界上的应用过程

1、精准农业从美国开始，应用于以色列

哪里的科技最为发达，哪里的农业就最发达。美国作为近百年来科技最为发达的国家，在精准农业方面是研究和应用是最早的。主要是从土壤结构密度传感技术、土壤传导性技术、电磁感应技术等农业工程领域开始的。通过这些早期的数字技术，对土壤元素、农作物产量、施肥变量等方面进行了数字性改革，使得美国的主要农作物玉米、大豆、小麦和部分经济作物在整体亩投入产出比上先进于世界任何一个国家。这也充分说明精准农业是个可以让农业快速发展的农业体系。

美国精准农业早期最大的贡献也就是通过改变投入产出比使农产品的产量和质量都得到了提高，同时通过对肥料的数字化利用使得肥料利用率提高 ，对于环境和土壤的保护起到了不小的贡献。

如今，美国近200万个农场中，利用先进的GPS测控技术，有60%左右都实现了精准农业，这是任何国家都不可比拟的。

2、以色列的精准农业发展。以色列从地理和土壤状况看，都不可能是发达农业的国家。以色列沙漠面积巨大，占了整个国家的2/3，可是以色列在农业政策上，为了实现农业产品的自给自足，早在70年代就对农业政策进行了调整，减少了对土地资源要求高的作物种植，积极发展水果、蔬菜、花卉等经济作物的温室种植，同时将滴灌技术全方位地进行了布置，使得这个严重缺水、土壤质地又不太好的国家，农业迅速发展起来。

也可以说，以色列是在农业基础特别差的情况下，充分利用世界各国先进农业技术独创出来的滴灌喷灌技术全面应用，土壤检测实践，肥料利用实践，真正实现了水肥一体化，这在当前都是别国无可效仿的，只能从不断的参观学习中得到一些应用的感性认识。

二、精准农业在我国的推广过程

精准农业在我国的研究从20世纪90年代开始，只是从理论上进行了学习，小范围地进行了实践。直到从90年代后期才在一些城市做了大面积的示范，从种植、灌溉、施肥、收割等作物种植周期内对棉花、蔬菜等作物进行了包括环境动态监控等精准农业的尝试。

随着近年来对“互联网+农业”的逐步推广，伴随着云计算和大数据理论的建议，我国在精准农业方面发展速度相当快。在理论创新方面在世界上也是领先的，在实践中也找出了属于自己的那条路。不仅在作物种植各时期的种子、肥料、水用量进行了研究和应用，在土壤监测、天气变化 、风力因素、环境变化等各方面通过大数据的分析，已经有了可供做精准农业的理论条件了。

三、精准农业对我国农业的土地引领和农业革命

精准农业是在互联网技术和卫星定位技术、云端技术、土壤结构分析技术、机械技术、作物制种等一系列技术的叠加影响下开创出来的。而我国在底子薄的基础上才有了比较快速的发展。但针对我国人多地少，土壤贫瘠、地形地势不一的前提下，全面做精准农业还是有许多困难的。

首先是种植规模化，当前我国已经在种植规模化方面做出了合理的政策，就是土地流转。只有通过土地流转将土地规模扩大，才能统一进行精准服务，包括农业机械的应用、新型农技的应用、作物产业结构的调整等。

然后通过作物生产的产业化，精准定位玉米、小麦、水稻、小杂粮、蔬菜、果树的种植面积，再通过社会需求、产业链综合评定，来实现亩产量和亩收益的最大化，实现经济效益的提升。根据美国、以色列等精准农业发展的经验，我国这样进行产业调整是正确的，也必将形成作物选择精准、生产过程精准、销售渠道精准、经济效益精准的大精准农业。

四、我们该在精准农业下做什么、怎么做

我们看到了，精准农业已经是当前世界最为先进的农业形式了。作为农民和三农工作者，我们该做些什么才能紧跟形势、为精准农业发展贡献自己的力量呢？

1、勤于学习，务实工作

在精准农业刚刚起步阶段，我们一定要努力学习国际精准农业知识，做好自己的分内工作，只有有了大的概念，才会理解国家的重要农业政策，路才不会走歪。

2、掌握大形势，实践新科技

农业形势的转变不是在一瞬间，但也在一瞬间，如果没有相应的理论基础，在实践中就会徘徊，拿不定主意，这对于国家实现整体精准农业是有碍的。

3、做好工作笔记，充实大数据

三农工作者更要注意在实践中的数据积累，并且不断地将整理好的数据通过网络传递出去，充实我国农业大数据，才能配合其它行业做相应数据改进。

4、实践本专业，放眼各行业联动

我感觉将来精准农业并不是单单农业本身的发展了，是和其它机械呀、电子呀、互联网呀、空间技术呀、地质呀、水利呀、环境呀、科技呀、气候呀等等行业有遥相呼应的作用的。我们在做好本职工作的前提下，一定要把眼光放远，形成行业联动，才能在理论、制造、实验等方面尽快地推进精准农业的进步。

我们正在这样一个农业发展的大好形势下，每个人都有责任也有义务为我国精准农业的进步而努力的。

现在我们清楚了，精准农业就是：农业的一个升级产品。通过农业生产各环节的数据化，依托先进的云端计算、GPS定位（北斗定位）、互联网科技、精密计算机、电脑程序化的农业机械指挥生产，通过气象指标、地形探测和环境变化，对作物种植时间种植数量、施肥量、肥料元素配比、水量控制等，使作物能在最小投入的前提下有最大的产出。同时根据物联网的信号，市场需求的变化，对作物产成品销售进行统一的计算，以达到效益最大化。

食品安全该如何检测？植物生长如何实时监控？新鲜果蔬如何配送到家？在近日举办的首届北京农业嘉年华上，创意农业馆为您展示精准农业、食品精准检测、物联网科技等现代农业技术。请关注―― 远程监控植物生长，试纸检测农药残留，网上下单买蔬菜……目前，首届北京农业嘉年华正在昌平草莓博览园如火如荼地进行。在创意农业馆的精准农业、食品精准检测及物联网科技展位前人潮涌动，人们对现代农业所展示出的先进、安全技术表现出浓厚的兴趣。现代农业到底是如何实现安全监控、自动化生产的呢？ 精准农业监控农产品生长 在本届农业嘉年华上，为了让观众更近距离地了解现代农业，展会专门开辟出精准农业展厅。所谓精准农业，是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事 *** 作技术与管理系统。其十个系统组成，即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。 一走进精准农业展厅，首先映入眼帘的就是监控屏幕，不过它们的监测对象不是人，而是各基地的绿色农产品，展馆负责人介绍，“通过各基地的实时监控系统，我们可以在屏幕上看到国家小汤山农业示范基地、北京金六环温室、大兴采育温室、山西长治温室、河南三门峡这五个不同类型的精准基地的实况视频，如果某个温室的湿度或是温度不达标，屏幕右侧就会亮红灯，监控管理员通过远程控制可使其重新恢复，当然，我们也可将这套系统与手机相连，一旦温室发生问题，我们就可用手机进行直接 *** 作。” 此外，为了更通俗易懂地让孩子们了解植物的生长，展会还专门设计了为小孩子观赏的动画，全面展示了牛奶草莓在这种系统下生长、发育、成熟、被采摘的过程。 “设置这个展厅的目的是展示信息技术与农业生产全面结合的新型农业，让游客直观了解到，一个完整的农田地理信息系统是如何为绿色农产品的生产提供精确的解决方案，为我们的生活提供安全、绿色的农产品的。”精准农业展厅负责人介绍说。 食品精准检测方式多样化 在食品精准检测的展示区内，三聚氰胺检测卡引起了游客的广泛关注。只需将奶粉与水溶解后，吸一滴滴在三聚氰胺检测卡上，几分钟后就可知晓结果，如果卡上出现两条红线，说明奶粉正常，如果仅有一条红线，则表明样本显示阳性，很可能三聚氰胺含量超标。“如今奶粉安全问题突出，买个三聚氰胺检测卡也是为了图个放心。”展示区的王表示道。 “不过，这种检测卡只能起到定性的效果，更为详细的定量指标则需要更为复杂的实验。”该展区负责人表示。据了解，此次参展产品均为中国农业大学研发，不仅有三聚氰胺检测卡，还有各种化学物质检测试纸卡，此外，还有以近红外光的方法来检测水果是否含有有害残留物。 物联网科技改变生活 走进物联网科技的展台，一股蔬菜气息扑面而来。这边，游客们纷纷抢购拥有二维码的无公害及有机蔬菜；那边，一盆盆盆栽蔬菜被游客们相继买走。据了解，此次展会有三个展区：种植技术展示区、互动体验区和产品展卖区。旨在向游客全面展示农产品从种植、采收、加工到配送的整个过程，以及信息技术在全产业链中的应用。 在产品展卖区里，游客只需用手机扫描蔬菜的二维码，即可对其产地、生产者、生产投入的使用情况、检测情况进行溯源，比如，生长环境的湿度与温度、施肥与病虫害预警信息、采摘及运输信息等。为了使游客的感受更为真实，种植技术展示区里摆放了阶梯式、立柱式阳台菜园设备、盆栽套袋蔬菜和移动菜园，用来展示先进的栽培技术及信息化管理。 据展区负责人介绍，在农场的温室里，专门有一套系统负责实时采集土壤湿度、土壤温度、光照强度、空气温度、空气湿度和二氧化碳浓度等环境信息，由此得到的信息将通过有线或无线的方式发送给中央监控器，中央监控器采用工业用平板电脑，能够以直观的图标和曲线的方式将数据显示给相关工作人员，同时，工作人员又可根据生产需要，设置温室内天窗、湿帘、灌溉等执行设备的自动调控条件，从而实现农业生产管理的现代化、智能化和高效化。 针对生产过程中的播种、育苗、定植、灌溉、施肥施药、病虫害防治等环节的具体信息，工作人员会通过手工录入的方式将其纳入田间电子档案，确保生产信息的公开。 而在展台的核心区域――互动体验区里，游客们正在通过网上商城选购蔬菜，提交订单，领取物品。参展负责人介绍说，除了组建自己的网上购物平台，同时为了保障产品运输安全，他们还为车辆安装了安全控制系统，将车内情况实时传达到中控系统。通过互联网、GPS监控车辆运行轨迹，货箱内温度状况，以及车门开启次数。此外，他们还在社区里安置具备保鲜冷藏效果的配送柜，顾客只需在网上下单就可在指定时间内凭密码去本社区的配送柜领取新鲜蔬菜，节约时间的同时又得到很多便利。 在现场，来自朝阳区的李对于配送柜走入社区十分感兴趣，并以社区居委会成员的身份填写了申请表。她说，希望能看到配送柜能够广泛地出现在老百姓身边，在保障食品安全的同时也带来生活上的便利。

近3年，伴随着传感器精度的提高,大数据、机器视觉、机器学习等领域的高速发展,智慧农业商业化的时间点已经来临,行业龙头和VC都在积极投资。根据中金公司智慧农业行业研究报告分析,预计到2020年,智慧农业的可及市场空间将超过800亿美元。其中以农业物联网应用的“精准农业”发展最为迅速。
“精准农业”主要是指:将传感器等硬件收集到的实时农作物、土壤、牲畜数据与天气、温度，湿度等环境数据相结合,利用分析软件对数据进行处理后,向农业用户提供更好的决策建议,达到节省资源、提高产量、降低风险等一系列目的。具体应用包括精准种植、精准灌溉、精准施肥、精准农药喷洒等。该部分在智慧农业中市场规模最大、商业化最成熟,根据MarketsAndMarkets预计，到2022年精准农业可及市场空间将超过200亿美元。
可根据个人或企业的种植园区或种植基地的实际情况，选择适合园区或基地本身的农业物联网解决方案，如果只是针对生产过程，可选农业远程智能监控房方案；如果针对农产品，可选择农产品溯源，如果需要综合考虑，可选择智慧农业云平台等方案，智慧农业解决方案提供商也会到实地进行考察，给出相关的建议。

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