農(nóng)業(yè)是國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)，同時(shí)也是國(guó)家安全的重要保障，自古以來(lái)，我國(guó)對(duì)于農(nóng)業(yè)發(fā)展就極為重視。但近年來(lái)，農(nóng)業(yè)資源和需求間的矛盾不斷凸顯，如何利用有限資源滿(mǎn)足更多人的需求，成為我國(guó)亟待解決的問(wèn)題。

數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，“數(shù)字農(nóng)業(yè)”應(yīng)運(yùn)而生。數(shù)字農(nóng)業(yè)是將數(shù)字化信息作為農(nóng)業(yè)新的生產(chǎn)要素，用數(shù)字信息技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)對(duì)象、環(huán)境和全過(guò)程進(jìn)行可視化表達(dá)、數(shù)字化設(shè)計(jì)、信息化管理的新興農(nóng)業(yè)發(fā)展形態(tài)，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)范疇下用數(shù)字化重組方式對(duì)傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行變革和升級(jí)的典型應(yīng)用之一。

01

數(shù)字農(nóng)業(yè)是什么？

數(shù)字農(nóng)業(yè)是信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的綜合和全面的應(yīng)用。具體來(lái)講，數(shù)字農(nóng)業(yè)是指將遙感、地理信息系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等高新技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，從而實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全過(guò)程中，對(duì)農(nóng)作物從規(guī)劃、投入、生產(chǎn)，到農(nóng)產(chǎn)品收獲、加工、營(yíng)銷(xiāo)等全過(guò)程模擬、監(jiān)測(cè)、判斷、預(yù)測(cè)和建議等，達(dá)到提高資源利用率，降低成本，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，改善生態(tài)環(huán)境的目的。

數(shù)字農(nóng)業(yè)從概念的產(chǎn)生，到實(shí)踐中的探索、發(fā)展和應(yīng)用，一直在不斷豐富和完善之中。對(duì)于數(shù)字農(nóng)業(yè)的定義和理解也因人而異。綜合世界主要農(nóng)業(yè)國(guó)家的科研和企業(yè)的實(shí)踐，筆者在這里給大家做一個(gè)階段性的總結(jié)。

數(shù)字農(nóng)業(yè)是一個(gè)集合概念，它主要包含以下4個(gè)主要部分：

1.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)從本質(zhì)上講，是一套數(shù)控系統(tǒng)。在一個(gè)特定的封閉系統(tǒng)內(nèi)，以探頭、傳感器、攝像頭等設(shè)備為基礎(chǔ)的物物相聯(lián)。它根據(jù)已經(jīng)確定的參數(shù)和模型，進(jìn)行自動(dòng)化調(diào)控和操作。由于需要以硬件設(shè)備的投資和聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，因此投資額較大，主要用于設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程的管理和操作，也用于農(nóng)產(chǎn)品的加工、倉(cāng)儲(chǔ)和物流管理。

2.農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)（BigData）

農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相對(duì)應(yīng)的概念，它是一個(gè)數(shù)據(jù)系統(tǒng)，在開(kāi)放系統(tǒng)中收集、鑒別、標(biāo)識(shí)數(shù)據(jù)，并建立數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)參數(shù)、模型和算法來(lái)組合和優(yōu)化多維和海量數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)操作和經(jīng)營(yíng)決策提供依據(jù)，并實(shí)現(xiàn)部分自動(dòng)化控制和操作。因?yàn)樗窃谕耆_(kāi)放的系統(tǒng)中運(yùn)作，因此主要用于大田農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的操作和經(jīng)營(yíng)。

3.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)（PrecisionFarming）

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是建立在農(nóng)機(jī)硬件基礎(chǔ)上的執(zhí)行和操作系統(tǒng)。它主要是以農(nóng)機(jī)的單機(jī)硬件為基礎(chǔ)，配以探測(cè)設(shè)備和智能化的控制軟件，以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)操作，變量控制（包括變量播種、變量施肥、變量噴藥等），無(wú)人駕駛，以及理想的工作環(huán)境和場(chǎng)景適配。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)強(qiáng)調(diào)的是（單體）設(shè)備和設(shè)施操作的精準(zhǔn)和智能化控制，是硬件+軟件。

4.智慧農(nóng)業(yè)（SmartAgriculture）

智慧農(nóng)業(yè)是建立在經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ突A(chǔ)之上的專(zhuān)家決策系統(tǒng)，其核心是軟件系統(tǒng)。智慧農(nóng)業(yè)強(qiáng)調(diào)的是智能化的決策系統(tǒng)，配之以多種多樣的硬件設(shè)施和設(shè)備，是系統(tǒng)+硬件。智慧農(nóng)業(yè)的決策模型和系統(tǒng)可以在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。

2016年，谷歌旗下DeepMind的AlphaGo橫空出世，把人工智能為（AI）的決策水平提高到一個(gè)前所未有的高度，讓人們認(rèn)識(shí)到人工智能發(fā)展的提速和廣闊的前景，也為數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展注入了強(qiáng)心針。

由于數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展還處于早期階段，對(duì)于其核心的組成部分以及各個(gè)部分的理解還有不少歧義，因此，概念被用錯(cuò)和被混為一談的事情經(jīng)常發(fā)生。

數(shù)字農(nóng)業(yè)未來(lái)的發(fā)展前景雖然非常富有吸引力，但是由于農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)涉及的品類(lèi)和品種繁多，生產(chǎn)過(guò)程漫長(zhǎng)和復(fù)雜，不可控因素多，變量多，因此數(shù)字農(nóng)業(yè)從單點(diǎn)突破到全面進(jìn)步和應(yīng)用還需要假以時(shí)日。

02

數(shù)字農(nóng)業(yè)有哪些優(yōu)勢(shì)

1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度專(zhuān)業(yè)化、規(guī)?；?、企業(yè)化

美國(guó)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的專(zhuān)業(yè)化是多層次的，這主要表現(xiàn)在地區(qū)專(zhuān)業(yè)化、農(nóng)場(chǎng)專(zhuān)業(yè)化和生產(chǎn)工藝專(zhuān)業(yè)化。美國(guó)大陸劃分為幾個(gè)主要的作物帶，每個(gè)作物帶中更適合一種作物的生長(zhǎng)，如著名的“玉米帶”、“奶牛帶”等；絕大多數(shù)的農(nóng)場(chǎng)只生產(chǎn)一種作物，進(jìn)行大規(guī)模種植；而有的農(nóng)場(chǎng)只生產(chǎn)一種作物的一個(gè)品種，或只做一種作物的育種。這樣因地制宜、各有所專(zhuān)，達(dá)到了專(zhuān)業(yè)化與規(guī)?；暮芎媒Y(jié)合，形成了專(zhuān)業(yè)化生產(chǎn)、集約化經(jīng)營(yíng)、企業(yè)化管理現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)模式。

2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系完善

美國(guó)已形成發(fā)達(dá)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后緊密銜接的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的生產(chǎn)和供應(yīng)，以及農(nóng)產(chǎn)品的收獲后的儲(chǔ)藏、運(yùn)輸、加工和銷(xiāo)售等部門(mén)。他們分工明確，高效協(xié)作，在相關(guān)農(nóng)業(yè)法律體系的維護(hù)下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有序而高效。

3.農(nóng)業(yè)教育、科研和推廣“三位一體”

美國(guó)的農(nóng)業(yè)是由私人經(jīng)營(yíng)的，但各級(jí)政府積極支持農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建立了富有特色的“三位一體”的農(nóng)業(yè)教育科研和推廣體系，農(nóng)學(xué)院同時(shí)承擔(dān)農(nóng)業(yè)教育、科研和推廣三項(xiàng)職能，使教學(xué)科研和推廣緊密地結(jié)合起來(lái)，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供強(qiáng)大的技術(shù)推動(dòng)力。

03

國(guó)內(nèi)數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來(lái)，我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)得到快速發(fā)展，突破了一批數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，開(kāi)發(fā)一批實(shí)用的數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)品，建立了網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺(tái)。

例如農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在陜西省試點(diǎn)的“蘋(píng)果產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)中心”，托普云農(nóng)為浙江省政府搭建的智慧農(nóng)業(yè)云平臺(tái)都是數(shù)字農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例。

目前，在農(nóng)業(yè)數(shù)字信息標(biāo)準(zhǔn)體系、農(nóng)業(yè)信息采集技術(shù)、大比例尺的農(nóng)業(yè)空間信息資源數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)作物生長(zhǎng)模型、動(dòng)植物數(shù)字化虛擬設(shè)計(jì)技術(shù)、農(nóng)業(yè)問(wèn)題遠(yuǎn)程診斷、農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程教育多媒體信息系統(tǒng)、嵌入式手持農(nóng)業(yè)信息技術(shù)產(chǎn)品、溫室環(huán)境智能控制系統(tǒng)、數(shù)字化農(nóng)業(yè)宏觀監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)生物信息學(xué)方面的研究應(yīng)用上，企業(yè)都取得了重要的階段性成果，通過(guò)不同類(lèi)型地區(qū)應(yīng)用示范，初步形成了我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)框架和數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)體系、應(yīng)用體系和運(yùn)行管理體系，促進(jìn)了我國(guó)農(nóng)業(yè)信息化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。

04

中國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)面臨的4大難題

中國(guó)的數(shù)字農(nóng)業(yè)依然處在相對(duì)早期的階段，大量硬件投入實(shí)際上還未完全解決農(nóng)業(yè)的根本問(wèn)題。很多地方的數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)，都存在“增量不增收”，“種，產(chǎn)，銷(xiāo)”三個(gè)階段脫節(jié)，或者數(shù)字概念脫離實(shí)際生產(chǎn)環(huán)境等問(wèn)題。具體包括：

1.重硬件，輕軟件

無(wú)論是政府還是農(nóng)戶(hù)容易把數(shù)字農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)機(jī)械化的概念相混淆。數(shù)字農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)機(jī)械化的根本區(qū)別在于，機(jī)械化是用機(jī)械來(lái)代替人工勞動(dòng)，數(shù)字農(nóng)業(yè)則是以數(shù)據(jù)來(lái)驅(qū)動(dòng)機(jī)械實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化運(yùn)轉(zhuǎn)和智能化調(diào)節(jié)。沒(méi)有數(shù)據(jù)和軟件來(lái)驅(qū)動(dòng)的物聯(lián)網(wǎng)，其實(shí)還是工具，與機(jī)械農(nóng)業(yè)并無(wú)本質(zhì)上的差別。打通軟件平臺(tái)才有打開(kāi)大數(shù)據(jù)，智慧農(nóng)業(yè)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)大門(mén)的鑰匙。

2. 有數(shù)據(jù)，沒(méi)智慧

數(shù)據(jù)是數(shù)字農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)資源，近年來(lái)政府與企業(yè)多在數(shù)據(jù)采集上投入重金。然而，由于缺乏明確的業(yè)務(wù)化方向和必要的數(shù)據(jù)運(yùn)營(yíng)技能，對(duì)獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制、分析加工和建模應(yīng)用方面的工作相對(duì)滯后。數(shù)據(jù)的獲取與應(yīng)用是一個(gè)雙向互動(dòng)的過(guò)程，只有不斷嘗試?yán)脭?shù)據(jù)產(chǎn)生業(yè)務(wù)價(jià)值，才能建立有價(jià)值的數(shù)據(jù)采集渠道。

3 .數(shù)字經(jīng)濟(jì)薄弱

當(dāng)前中國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)的絕大部分應(yīng)用還停留在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格來(lái)說(shuō)處于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)3.0的初級(jí)階段，產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)的信息化和經(jīng)濟(jì)化程度較低。雖然農(nóng)業(yè)部提出了“全產(chǎn)業(yè)鏈”的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展路徑，尚未能充分激發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)的潛力，農(nóng)產(chǎn)品電商的經(jīng)營(yíng)方式也還未開(kāi)始數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的嘗試。農(nóng)業(yè)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)和其他的數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵因素有所不同，其實(shí)農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)是以市場(chǎng)資本反向驅(qū)動(dòng)的。農(nóng)業(yè)電商的模式是以數(shù)字驅(qū)動(dòng)市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)，在市場(chǎng)推廣營(yíng)運(yùn)、產(chǎn)品特性、物流等方面受到了非常多的阻力，如若當(dāng)反向驅(qū)動(dòng)形成現(xiàn)實(shí)，一切問(wèn)題就變得簡(jiǎn)單起來(lái)。

4 .產(chǎn)品化能力弱

近年來(lái)，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)企業(yè)層出不窮，但對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)主體的服務(wù)能力普遍不足，產(chǎn)品市場(chǎng)化困難。數(shù)據(jù)產(chǎn)品的服務(wù)能力嚴(yán)重依賴(lài)于數(shù)據(jù)質(zhì)量，隨著高價(jià)值數(shù)據(jù)的不斷積累，有望提升產(chǎn)品實(shí)用性。只有持續(xù)打造有生命力的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，才能撬動(dòng)龐大的農(nóng)業(yè)數(shù)字化市場(chǎng)。

05

未來(lái)數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)

以“數(shù)字化”為特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)4.0是毋庸置疑的未來(lái)，數(shù)字農(nóng)業(yè)將帶來(lái)更高的產(chǎn)業(yè)效率，更公平的價(jià)值分配，更可持續(xù)的發(fā)展方式。我們認(rèn)為中國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展將呈現(xiàn)以下六大趨勢(shì)：

1. 數(shù)據(jù)供應(yīng)定制化

數(shù)據(jù)資源是發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)的基石。目前中國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)面臨數(shù)據(jù)采集成本較高的困境。隨著數(shù)據(jù)思維深入人心，數(shù)據(jù)采集的組織成本將大幅下降；隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的升級(jí)換代、公共數(shù)據(jù)的不斷開(kāi)源以及從業(yè)者信息化水平的提升，數(shù)據(jù)采集的顯性成本將不斷減少。未來(lái)所有的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)單元都將擁有定制化的數(shù)據(jù)供應(yīng)系統(tǒng)。而且，數(shù)據(jù)倉(cāng)庫(kù)里的靜態(tài)資源將隨著擁有者的數(shù)字化能力提升而不斷流入產(chǎn)業(yè)鏈，通過(guò)交換、融合或再生，去不斷創(chuàng)造價(jià)值，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)的數(shù)字化驅(qū)動(dòng)。

2. 數(shù)據(jù)模型國(guó)產(chǎn)化

發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值是數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展的動(dòng)力之源。以色列可以把硬件設(shè)備賣(mài)給我們，卻絕不開(kāi)放后臺(tái)系統(tǒng)，因?yàn)檎嬲暮诵募夹g(shù)是實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)價(jià)值的模型。當(dāng)下，隨著大國(guó)科技競(jìng)爭(zhēng)的加劇，引進(jìn)科技成果的壁壘不斷增高，而且由于國(guó)內(nèi)外農(nóng)業(yè)業(yè)態(tài)差異大，我們無(wú)法套用國(guó)外的模式與模型。另一方面，中國(guó)不斷鼓勵(lì)科研成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，產(chǎn)業(yè)與學(xué)術(shù)、農(nóng)業(yè)與數(shù)據(jù)科學(xué)的跨界合作正在逐步深入，因此實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)核心數(shù)據(jù)模型的自主研發(fā)是大勢(shì)所趨。

3. 農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化

機(jī)械化與智能化之間只隔著一個(gè)“數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)”的距離。中國(guó)制造2025戰(zhàn)略明確把“智能制造”作為主攻方向，順應(yīng)市場(chǎng)潮流，海爾、金風(fēng)等老牌制造廠商已經(jīng)積極開(kāi)展數(shù)字化轉(zhuǎn)型，尋找新的增長(zhǎng)點(diǎn)。農(nóng)機(jī)廠商也必將不斷利用數(shù)據(jù)為機(jī)械賦能，適應(yīng)數(shù)字農(nóng)場(chǎng)的場(chǎng)景需求，實(shí)現(xiàn)從制造商向服務(wù)商的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

4. 產(chǎn)業(yè)鏈虛擬化

隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)數(shù)字化程度的有效提升，當(dāng)數(shù)字化的機(jī)器智能與商業(yè)智能走進(jìn)生產(chǎn)與經(jīng)營(yíng)，產(chǎn)業(yè)鏈將不斷走進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)世界逐步完成現(xiàn)實(shí)的數(shù)字化映射。產(chǎn)業(yè)鏈虛擬化將進(jìn)一步推動(dòng)消除信息不對(duì)稱(chēng)，提高產(chǎn)業(yè)效率，發(fā)現(xiàn)新的增長(zhǎng)。

5. 供應(yīng)鏈金融普惠化

近年來(lái)供應(yīng)鏈金融迅猛發(fā)展，據(jù)測(cè)算，到2020年，中國(guó)供應(yīng)鏈金融的市場(chǎng)規(guī)?？蛇_(dá)14.98萬(wàn)億元。供應(yīng)鏈金融是產(chǎn)業(yè)優(yōu)化的重要組成部分。它通過(guò)優(yōu)化資金流來(lái)促進(jìn)產(chǎn)業(yè)、特別是中小企業(yè)的健康發(fā)展。通過(guò)物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新興技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)字農(nóng)業(yè)將有效推動(dòng)中小企業(yè)有機(jī)的融入產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系，為供應(yīng)鏈金融普惠化提供堅(jiān)實(shí)的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；同時(shí)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)虛擬化進(jìn)程所帶來(lái)的產(chǎn)業(yè)信息透明化和主體信用可追溯也將為金融風(fēng)險(xiǎn)的量化管理提供切實(shí)的保障。

6. 數(shù)據(jù)安全增強(qiáng)化

無(wú)論是農(nóng)田數(shù)據(jù)還是企業(yè)的經(jīng)營(yíng)數(shù)據(jù)都是反映從業(yè)者生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)狀況的關(guān)鍵信息。數(shù)據(jù)帶給產(chǎn)業(yè)動(dòng)能的同時(shí)，也存在被濫用的風(fēng)險(xiǎn)。因此，數(shù)據(jù)安全是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展的基本保障。存儲(chǔ)和應(yīng)用數(shù)據(jù)的信息化系統(tǒng)安全性的訴求將不斷增強(qiáng)，數(shù)據(jù)權(quán)屬問(wèn)題也將隨著法律的完善而得到妥善解決，解除產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的后顧之憂(yōu)。

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