智慧农业是以物联网、人工智能、大数据、农业生产技术为基础,为农业生产者提供从生产到经营的“智慧农业”整体解决方案。其主要包括以下几个内容:
远程智能农业监控:通过在农业生产现场搭建“物联网” 监控网络,实现对农业生产现场气候环境,土壤状况,作物长势,病虫害情况的实时监测;并根据预设规则,对现场各种农业设施设备进行远程自动化控制,实现农业生产环节的海量数据采集与精准控制执行。
农产品标准化生产:通过自主研发或与第三方合作导入,为农作物品类逐步建立起“气候,土壤,农事,生理”四位一体的农业生产与评估模型,将农业生产从以人为中心的传统模式,变革为以数据为中心的现代模式,通过数据驱动农业生产标准化的真正落地,进而实现农产品定制化生产。
农产品安全追溯及防伪鉴真:通过采集农产品在生产、加工、仓储、物流等环节的相关数据,为农产品建立可视化产品档案,向消费者充分展示产品安全与品质相关信息,实现从农田到餐桌的双向可追溯。同时,通过一物一码技术,帮助农业生产和流通企业实现产品防伪鉴真,并精准获取客户分布数据。
农产品品牌营销服务:依托专业的农产品营销团队,为优质农产品提供差异化品牌服务。通过提炼品牌核心理念,打造品牌故事,包装设计和媒体内容营销,同时对接特定销售渠道,彻底打通农产品供应链,提升品牌心智显著性与购买便利性,帮助客户最大化品牌价值,实现产品增值与农民增收。
智慧农业通过信息技术与传统农业的深度融合,能够帮助农业生产者提高土地亩产,稳定产品品质、降低生产成本、节约自然资源、并减少环境污染。
智慧农业可发展植保无人机、未来农场、农业AI技术、节水农业、农业大数据等项目。植保无人机:就是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,通过地面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。未来农场:智慧农业管理系统全方位支持耕、种、管、收,让作物实现全程可追溯。
数字农业、精准农业、智慧农业三者之间有什么区别和联系?数字农业的概念大约在20年前首次提出。近年来,随着农村振兴战略的不断推进和数字技术与农村发展的不断融合,数字农业逐渐成为我国农村发展的热点话题。政府还出台了多项相关政策,大力推进数字农业的发展。数字农业通过数据、气象和卫星遥感,使人们对天和作物的简单了解,更好地感知作物的生长状况,及时预测天气和各种风险,减少农药和化肥的施用,打开农业的各个环节,从而产生更高效、更抗风险的农业整体解决方案。
精准农业是基于农业机械硬件的执行和 *** 作系统。它主要基于农业机械的单机硬件,配备检测设备和智能控制软件,实现精确 *** 作、变量控制(包括变量播种、变量施肥、变量喷雾等)、无人驾驶、最佳工作环境和场景适应。精准农业强调对(单体)设备和设施 *** 作的精确和智能控制,即硬件+软件。
精准农业是一套以信息技术为支撑的现代农业经营技术和管理的定位、定时和定量实施体系。它根据土壤性质和作物生长条件的空间差异调整作物的投入,即一方面了解田间土壤性质和生产力的空间变化,另一方面确定作物的生产目标,实现定位和定量精确田间管理。显然,实施精准农业不仅可以最大限度地提高农业的实际生产力,而且是实现优质、高产、低耗、环保可持续发展的有效途径。
智慧农业是农业生产的高级阶段。它融合了新兴的互联网、移动互联网、云计算和物联网技术。它是一个基于经验模型的专家决策系统,其核心是一个软件系统。智能农业强调智能决策系统,配备各种硬件设施和设备。它是系统+硬件。
依托部署在农业生产现场的各种传感器节点(环境温湿度、土壤湿度、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、智能分析和专家在线指导,为农业生产提供精准种植、可视化管理和智能决策。
智能农业的决策模型和系统可以广泛应用于农业物联网和农业大数据领域。
然而,由于农业生产涉及的种类和品种繁多,生产过程漫长复杂,存在许多不可控制的因素和变量,数字农业从单点突破到全面进步和应用还需要一个长期的过程。当前,发展数字农业需要瞄准农业和农村现代化的主方向,以创新带动农业高质量发展,让农民有更多的收获感、幸福感和安全感。
自古以来我国就是农业大国,农业在我国有着举足轻重的地位,但是近年来我国正在逐步失去人口红利的优势,面临农业劳动力不足问题,对于我国的经济发展和政治稳定性具有较大的不利影响。因此,在劳动力不足的情况下,我国有必要发展智慧农业,利用现代技术进行科学化耕作。
对于我国而言,智慧农业是我国智慧经济发展的重要组成部分。而智慧农业通过物联网等现代技术能够有效的解放人力,解决我国农业方面劳动力不足的问题。
1、我国农林牧渔总产值逐年增加
2014-2019年,我国农林牧渔总产值呈逐年增长趋势。2019年我国农林牧渔总产值实现1240万亿,较2018年同比增长915%。
粮食是我国最基本的生存资料,而肉类和鱼类的供给是我国人民补充营养的主要食物,自古以来我国就有“民以食为天”的俗语足以说明农业在我国的重要性。但随着我国人口出生率的减少,未来我国面临着农业领域劳动力不足的问题,将对我国的经济发展和政治稳定造成一定的不利影响。
2、我国人口出生率屡创新低,农村人口流失严重
从我国人口出生率来看,2018年我国出生人口为1523万人,人口出生率为1094%,据国家统计局在公布2018年数据时显示,2018年人口出生率为1952年以来的新低。但随着时间推移,2018-2020年我国出生人口和人口出生率屡创新低。2020年我国出生人口仅为1200万人,人口出生率为850%,较2019年下降198个百分点。
同时根据国家统计局数据显示,2019年末我国60岁及以上的老年人口达到254亿人,占我国总人口比例的181%,65岁及以上的老年人口达到176亿人,占我国总人口的126%,我国人口已进入中度老龄化阶段。
综合来看,近年来我国人口出生率屡创新低,我国正在失去人口红利优势,未来或面来在农业方面劳动力不足的问题。
对于我国农村而言,生育率本身较低外加青壮年和部分以务农为生的中年人不得不选择机会更多,制度更为完善的城市打工,造成了农村人口越来越少。农村人口变少使得务农人员减少,对我国农业发展造成一定的不利影响。
3、智慧农业利用现代技术解放人力
近年来,智慧农业的发展在一定程度上缓解了我国劳动力不足的问题。智慧农业是物联网、云计算等现代化智能技术在农业领域的运用,是我国智慧经济的重要组成部分。智慧农业能够促进农业生产精细化、高效化以及农业可持续发展,且可以帮助农业生产者建立溯源系统,有利于保障我国的农业食品安全。
在我国智慧农业生产过程中利用植保无人机、农业无人车、自动采摘机器人、自动分拣机器人等现代设备对农作物进行播种、采摘使得老人和小孩在经过培训后也可以轻松的完成农作物生产,大大解放了人力。
更多数据请参考前瞻产业研究院发布的《中国智慧农业行业发展前景与投资战略规划分析报告》2015-04-23 国农互联
各国农业物联网发展概况
美国
推进农业数据标准化。从长期来看,农业物联网需要的是可以相互识别的可 *** 作标准,这样不同设备才能在一起工作,否则不同设备传回的信息格式不能兼容。目前AgGateway和OADA正在研究农业数据标准化的问题。AgGateway是一家非营利性的商业联合组织,致力于推进电子商务在农业领域的发展和推动信息通信技术在农业的使用。OADA是一个帮助农民全面、安全获取数据的开放式项目。美国农业与生化工程师协会(ASABE)也在支持建立农业数据标准的工作。
大农场引领农业物联网应用。就农业物联网技术覆盖主体而言,大农场成为美国农业物联网技术的引领者,在农业物联网技术推广中起着示范作用。美国大农场采用物联网设备的数量相对更多,研究显示,美国大农场对技术的采用率高达80%。而对于小农场而言,由于设备的安装和维护成本高,它们使用物联网设备的数量相对较少,不过在大农场的示范作用带动下,也将会有越来越多的小农场采用物联网技术。
信息化基础设施奠定农业物联网发展基础。从美国农业物联网的发展现状来看,其信息化基础设施完备,为美国农业物联网的发展创造了优越的条件。美国政府每年用于农业信息网络建设方面的投资约为15亿美元,已建成世界最大的农业计算机网络系统AGNET,可以为美国农业物联网的发展提供强大的信息资源。同时,美国建立了农业技术信息数据库,如BISIS(生物科学情报社)、CAB(英联邦农业局)、AGRICOLA(美国国家农业数据库)和AGRIS(FAO农业情报体系)等。
日本
政府大力推动农业物联网发展。农业物联网在2004年被列入日本政府计划。当时日本总务省提出U-Japan计划,其核心是力求实现人与人、物与物、人与物之间的相连,在未来形成一个人或物均可互联、无处不在的网络社会,其中就包括农业物联网技术。目前,日本政府不断加强对智慧农业的扶持补助,通过一系列补助措施,到2020年日本农业信息技术化规模将达到580亿至600亿日元,计划在十年内以农业物联网为信息主体源普及农用机器人,预计2020年市场规模将达到50亿日元。
制造商推广农业物联网技术知识。日本农户在最初引进农业物联网时,由于成本过高、技术较难掌控等原因,物联网设备长时间处于停用状态。后来在制造商与当地农协工作人员的帮助下,逐渐接受并理解了物联网技术,比如在家里看看农作物的照片,并对比一下各类数据便可管理偌大的土地,并可较以前减少一半的工作量。
产、官、学协同研发农业物联网技术。近年来,日本农业物联网技术主要由NEC、富士通、日立等大型公司的IT部门牵头研发,并与三井物产等农用品开发商合作。日本非常注重引进和发展符合日本国情的精确农业。目前,日本产、官、学合作进行的农业物联网技术研究主要集中在两个方面:一是精确农业的基础研究,提供农业生产应用的作物生长模型数据库,可用于农业物联网的农业生产指导信息平台。二是精确农业机械的研究,提供农业物联网的智能化 *** 作终端。
英国
政府考核基于物联网的农业信息化。英国政府通过执行欧盟的单一补贴政策,把农业环境保护、农业产出与效益等很好地纳入补贴政策的考核指标,把农业机械的信息化程度作为重要考核指标予以支持,督促农业生产者广泛利用农业物联网,促进信息技术与生物技术等新技术融合,推动开展农业生产,从而推动农业物联网的发展,提高农业生产的智能化、精确化、高效化和自动化水平,实现环境保护、生产发展、效益提高、收入增加、资源节约等多重目标的均衡发展。
政府引导、多元市场主体拉动农业物联网建设。英国发展农业物联网主要依靠市场机制进行推动,政府主要是制定引导政策,采取扶持措施引导农业生产者,电信运营商、IT公司等农业物联网的主要建设者参与农业物联网建设。以政策为指引,以需求为导向,利用市场机制,按照有偿、自愿、效益的原则,鼓励各类市场主体开展信息技术的研发、推广和应用,大大提高了农业物联网技术的实用性、针对性、可持续性,能够较好地满足农业发展的需要。
注重涉农人员信息化水平的提高。英国政府十分重视涉农人员的信息化技能和知识的培训与教育,从上世纪90年代开始实施农村教育信息化计划。政府制定政策,把信息技术课列为全国中小学必修课程,并拟定了具体考核标准,采取了有效措施加强农村信息技术教师队伍建设,建设了各种网络学校和培训中心,开展了适宜于农村地区的各种网络或者视频远程教育,一些地方政府在教育经费的投入中要求不低于6%用作计算机和网络费用,一些农村制定了学生和计算机、图书馆的具体比例等,这些措施有效促进了信息化知识和技术在农村的普及,涉农人员的知识水平得到很大提高,这对农业物联网的发展至关重要。
以色列
以农业产业化、规模化促进农业物联网发展。农用土地有效集中和生产经营组织化是以色列农业物联网发展的基础。以色列945%的土地为国家所有,私人土地仅占55%。农业生产经营主要采取较为独特的集体农场(基布兹)和农业合作社(莫沙夫)两种形式。应运而生的是由多家集体农场和农业合作社联合组建的区域合作组织,它使整个农业生产经营有了较高的组织化程度,这些农业经营主体更加关心并追求农业生产经营的质量和效益,对应用农业物联网技术的愿望更加强烈,并且可以为应用农业物联网技术提供必要的资金和技术支撑。
农业科技创新服务体系支撑农业物联网发展。高度发达的农业科技和完善的农业服务体系是以色列农业物联网发展不可比拟的优势。以色列农业增产的96%靠科技,其高度发达和集约化的农业是以强大的农业科研、教育和推广体系作为后盾和支柱的。政府每年用于农业科研与技术推广方面的经费高达数亿美元,占GDP的比例位居世界前列。目前,以色列已建立一整套由政府部门、科研机构和农业合作组织紧密配合的农业研究和推广体系。以色列鼓励科研人员和推广人员结合自身的专业特长,开办或联办私人示范农场、科技型开发企业、推广型的培训示范基地等。
滴灌推动物联网技术的应用。滴灌在一般人印象中,就是布设大量打上微小孔洞管线的一种节水浇灌方式,但以色列人运用物联网技术把它做到了极致。以一个深埋地下的简单喷嘴为例,它凝聚了大量的高科技,它由电脑控制,依据传感器传回的土壤数据,决定何时浇水、浇多还是浇少,通过物联网技术,不仅节约了宝贵的水资源,而且节约了人力成本。铺完管线以后,未来大量农田的灌溉将由少数几个农民通过智能设备来控制。
国外农业物联网发展经验对我国的启示
政府力推农业物联网建设
无论是美国这样的农业强国,还是以色列这样的农业资源匮乏的国家,在他们农业物联网的发展过程中,政府都十分重视农业物联网发展的战略规划、农业物联网技术的研发和农业技术信息数据库的建设,并以此加快农业物联网技术的采纳和应用,从而推动农业现代化进程。因此,我国政府应强化农业物联网发展的顶层设计,促进农业物联网技术的研究开发。此外,政府在推动城镇化发展的同时,大力引导农业生产的产业化也是农业物联网推广应用的重要动力。
以农业信息化基础设施建设为基础
农业信息化基础设施是指农业信息的收集、传输、反馈、检测、控制、存储的载体、执行机构、数据库和管理软件等。例如,农业信息化基础设施的完备为美国农业物联网的发展创造了极其优越的条件,因此,大力促进农村宽带网络建设,建设和完善农业信息化专家系统和管理软件,配置性能完善的控制系统、通信传输、电力供给等信息化元器件,这一系列农业信息化基础设施的建设是我国发展农业物联网的重要基础。
以农业产业化、规模化为动力
从美国、以色列等国家农业物联网发展状况来看,农业产业化、规模化为农业物联网的发展注入了强大动力。农业产业化将变革农业组织管理结构,实现农业组织管理的现代化。专业大户、家庭农场、农业经济合作社和龙头企业等新型农业组织会涌现出来,相比传统分散经营的农户而言,这些新型农业经营主体更加关心并追求农业生产经营的质量和效益,对应用信息技术的愿望更加强烈,这些新型农业生产组织必然会推动农业物联网技术的应用。因此,我国应大力推动农业产业化,在农业产业化进程中,龙头企业、专业大户、农业经济合作组织等新型农业组织必将凭借在技术、人才、资金等方面的优势,提高农业物联网的应用水平。
以农业物联网科技创新服务体系建设为保障
日本、以色列等进入农业现代化的国家都拥有高度发达的农业科技创新服务体系。建设农业物联网科技创新服务体系,可以促进农业物联网技术的研发、推广和应用。因此,我国应加大农业物联网科技创新服务体系建设,比如从培养、引进、使用三个环节加强农业物联网人才队伍建设,可以引进海外人才,培养农业物联网研究领域的学科带头人及人才团队,制定高层次创新人才培养计划等。同时,加强农业科技创新与研发平台建设,加快推进以农业物联网研究为立足点的重点实验室等知识创新平台建设; 重点实施科技“110”综合信息服务工程、专家大院工程、企业和农村科技特派员创业工程、科技入户工程四大示范服务与推广工程,强力推进农业物联网技术服务推广体系建设。
加大对涉农人员农业信息科技教育
日本、英国等国家在推进农业物联网发展的过程中,都涉及对相关人员进行农业信息科技方面的教育,这不仅有利于涉农人员事先对农业物联网技术进行评估,提高他们应用先进信息技术的积极性,而且有利于他们在具体应用农业物联网技术时能够得心应手,从而推动农业物联网技术的传播。我国农民数量众多,农村教育水平较低,农民整体文化水平不高,国家即使研发出高科技的农业物联网技术,虽然能够转变农业生产方式,提高农业生产效率,但在落后的农村很难推广应用,我国涉农人员的信息科技水平严重阻碍了农业科技的推广。所以,我国要通过农村信息服务站、“阳光培训”工程、专题培训班、网络学校、远程教育等多种方式,开展多层次、全方位的农民信息化知识和技能培训,提高涉农人员的信息科技水平,为我国农业物联网的发展提供最基本的保障。
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