城市人對農業的印象大多停留在“鋤禾日當午，汗滴禾下土”的辛勞，抑或是“晨興理荒穢，帶月荷鋤歸”的悠然。然而，信息技術手段的應用已經促使農業生產發生了根本性改變，2016年“智慧農業”在中央一號文件中的正式提出，標志著農業的發展進入新階段，互聯網、大數據、云計算、物聯網等新一代信息技術與農業的結合，正在顛覆我們對農業的傳統認知。

我國人地矛盾突出，農村人口老齡化嚴重，年輕勞動力外流，很多地區出現農地無人耕種的情況，傳統耕作方式效率低下，化肥、農藥的濫用造成嚴重的面源污染。因此，需要更加高效、綠色的發展方式，促進農業高質量發展。

智能化給農業發展帶來了新的選項。首先，智能化使農業生產變得簡單、節約，減輕了傳統農業生產對人的過度依賴，減少用工投入；其次，智能化使農業生產精準、高效，依靠合理的數據指標精確控制，大大減少了投入物用量；再次，智能化使農業向市場端、消費者靠近，有效應對農業生產面臨的市場問題；最后，智能化滲透農業全產業鏈，有效地整合農業資源，提升農業價值。

隨著農業機械化的不斷深入發展，智能化的優勢越來越明顯，并在資源整合與數據集成、生產環節智能化、農產品產后信息流三個方面發揮著重要作用。

資源整合與數據集成

資源整合，農業形成一張圖

以地理信息為經濟社會信息資源整合的框架，首先通過地理信息集成資源環境、農業企業、個體農戶和宏觀經濟數據，基于地理信息、農業企業、個體農戶的農田地塊專業數據，將經濟社會要素及其現象和過程展現在地理空間上，實現經濟社會信息資源基于現實世界時空框架的整合與集成，然后采用地理信息技術實現經濟社會信息資源的可視化與決策分析，建立“農業一張圖”的區域信息資源整合、共享交換與應用模式。

數據集成，實現遠程控制與服務

數據集成與應用

數據集成是云服務平臺針對農業數據的分布式管理系統，其目的是為農業數據提供統一的接入、存儲、分析、發布等管理服務，形成完整的數據服務體系，實現云平臺數據共享，包括6個子系統：數據管理中心系統、數據適配系統、數據發布系統、數據存儲系統、數據分析系統、中心日志系統。

數據三維虛擬展示

以農業區域三維虛擬仿真和實景數據為支撐，構建三維綜合展示系統，實現農區的三維地圖顯示、瀏覽、查詢功能，提供基于三維電子地圖的地圖書簽服務、查詢服務、地圖標記服務等。

生產環節的智能化

生產過程管理，讓數據“說話”

以烏蘭察布市數字馬鈴薯基地為例，該基地建設了一套包含智慧農田與智慧農機模塊的數字農業體系，采用“感知－分析－響應”模式，運用水肥一體化自動灌溉系統、植保無人機決策系統、作物與土壤環境可視化監測系統、物聯網大數據決策平臺，構建起一套遍布田間的感知網、一個整合了所有采集數據的數據中心、一套涵蓋了灌溉、施肥、植保、氣象信息、災害預警、日常管理的數據支撐平臺，以及一套做出自動響應或為決策者提供建議的決策中樞。

在蘭陵縣設施蔬菜生產實踐中，采用高精度數字模擬專用環境、作物生理以及長勢等傳感器和分布式系統設計，精確感知作物生長環境、生理以及作物健康、果實品質等綜合信息，通過溫室植物健康狀況調控模型，生成多參數信息耦合決策指令，智能化、自動化控制溫室卷膜、通風、消毒、灌溉施肥、二氧化碳精準施肥等設備，進行作物生長環境水、肥、藥的精量調節，實現溫室“作物促控—環境耦合”的可視化綜合控制。

裝備智能，農業生產無人化

智能農機的應用給農業帶來一場技術革命。農機設備連接農機信息化管理調度系統，借助衛星定位、網絡地理信息系統、衛星遙感和移動通信等技術，結合AIGIS地塊管理大數據，實現農機移動監控與調度管理。

多光譜遙感測繪無人機可按既定軌跡，自動進行田間信息采集與反饋，包括播種初期的發芽率及成活率，田間管理期的總體長勢和病蟲害等，及時為下一步管理作出反應。

農機自動駕駛儀輔助大型農業機械實現自動化，確保農機作業規范化、標準化，提高農田利用率，為未來農機的發展方向提供了指引。

農產品產后信息流

商品化處理

銀川市興慶區正在圍繞蔬菜種植著手構建國家數字農業創新應用基地，為提高蔬菜商品化，在采后加工流程，基地計劃研發蔬菜產后商品化處理設備，對蔬菜大小、顏色等指標進行快速、無損、自動化檢測等，實現自動化清洗、自動化分級、自動化貼標、自動化包裝、自動化掃碼、自動化信息采集等功能。下圖為一種西紅柿采后一體化處理設備示意。

溯源與反饋

農產品信息在農業全產業鏈條中流動。倉儲物流系統與大田種植信息管理系統相結合，農產品信息（從播種到采收加工全部信息）隨之進入流通數據庫，并附著在商品二維碼上，終端消費者購買后可通過手機掃碼對農產品進行溯源。農產品流通數據同時在線上進行反向傳輸，生產者可通過手機查詢農資產品數據、管理自己的日常賬目（包括進貨、銷貨、庫存、資金等）。

展 望

“十四五”時期，我國智慧農業的總目標是用電腦強化人腦、用機器替代人力、用自主替代進口，實現生產智能化、作業精準化、管理數字化和服務網絡化。

智能農業的發展將在信息交互、自主決策、智能服務三大領域迎來更大的發展。

信息交互將愈加便捷。智能化設備采集、處理的數據信息需要通過顯示儀展示，以便工作人員第一時間做出應對。未來農業信息的展示將會向著智慧化跨越，通過智慧農業數據可視化系統將復雜的農業數據生動地呈現，并對超限指標預警，輔助工作人員快速做出反應。智能化儀器操作起來也會更加方便，農民可以輕易地看懂生產數據，并進行遠程操控。

自主決策將越發普遍。智能設備能夠實時監測環境數據，并把信息反饋給處理系統，最后再由人發出正確的操作指令。未來農業將會把一部分生產環節完全交由計算機自主決策，比如智能溫室依照太陽升起時間與光照強度自由開放棉被卷簾，智能水肥一體化通過監測數據自主進行澆水施肥的操作，智能農機通過智慧系統數據指令自主進入田間耕作等等。

智能服務將特別突出。農業具有其特殊性，現代農業已經從傳統的“由種到收”逐漸發展成為向全方位多領域的融合，需要強大的技術支撐。未來農業將會產生更高級的智慧化服務，不局限于生產的某一環節，服務模式也會多種多樣，向農業全產業鏈條中擴散。

撰稿 | 陳立光 清研集團園林綠地研究部研究員

編輯 | 陳澤璽

圖片 | 網絡