中国数字农业的发展概况.docx
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中国数字农业的发展概况.docx
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中国数字农业的发展概况
中国数字农业的开展概况
日益膨胀的人口规模与日渐短缺的资源之间的矛盾在全球各个产业中都呈现出持续加重的趋势,尤其是处在人口和资源中间、与两者相关性最高的农业。
数字经济快速开展背景下,“数字农业〞应运而生。
数字农业是将数字化信息作为农业新的生产要素,用数字信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的新兴农业开展形态,是数字经济范畴下用数字化重组方式对传统产业进行变革和升级的典型应用之一。
与数字农业相比,传统农业主要依靠过去积累的经验或手艺来进行判断决策和执行,以“人〞为核心,这也导致了整体生产环节效率低、波动性大、农作物或农产品质量无法控制等问题。
而在数字农业模式中,通过数字化设备比方田间摄像头、温度湿度监控、土壤监控、无人机航拍等,以实时“数据〞为核心来帮助生产决策的管控和精准实施,并通过海量数据和人工智能对设备的预防性维护、智能物流、多样化风险管理手段进行数据和技术支持,进而大幅提升农业产业链运营效率并优化资源配置效率等。
传统农业与数字农业的核心因素比照
〔来源:
?
数字生态论?
赵国栋〕
现在普遍认为,数字农业是一个集合概念,主要包括4个方面:
农业物联网、农业大数据、精准农业、智慧农业。
1、国内外数字农业的开展历程
国外计算机及信息技术在农业上的应用开展阶段
120世纪50〜60年代,农业应用计算机技术的重点在农业数据的科学计算,促进农业科技的定量化;
270年代,农业应用计算机技术处理农业数据,重点开展农业数据库;
380年代,以农业知识工程、专家系统的研究为重点;
490年代,应用网络技术,开展农业信息效劳网络的研究与开发;
521世纪,采用标准化网络新技术,实施三维农业信息效劳标准化网络连接新阶段。
兴旺国家通过计算机网络、遥感技术和地理信息系统技术来获取、处理和传递各类农业信息的应用技术己进入实用化阶段。
相对于兴旺国家,中国数字农业较国外起步较晚,早期开展以政府政策引导和资金支持为主。
1990年,国家科技部推出“863〞方案,支持计算机研究“农业智能应用系统〞,包括“鱼病防治、苹果生产管理专家系统〞在内的5个专家工程研究平台,研发了200多个实用专家系统,并在全国22个示范区应用。
1998年“七五〞期间,国家领导人在中国科学院和中国工程院院士大会上提出了开展“数字中国〞的战略。
随后,“数字农业〞“数字城市〞、“数字水利〞等的探索与研究在中国全面展开。
2003年国家“863〞方案将“大规模现代化农业数字化技术应用研究与开发〞列为重大科技专项进行研究,并取得阶段性成果。
从2021年开始,国家农业部在天津、上海、安徽三省市率先开展了物联网区域试验工程,对采集农业实时数据和物联网应用方面进行了探索。
2021年,随着大数据的战略地位提高,农业大数据也成为新焦点,年底,?
农业部关于推进农业农村大数据开展的实施意见?
发布,国家为农业+大数据的开展应用指明了方向、重难点。
2021年,农业部正式设立“数字农业〞专项,加快中国农业现代化、数字化进程开展。
随着政府对数字农业的支持与引导,中国企业在农业信息采集技术、动植物数字化虚拟设计技术、农业问题远程诊断、嵌入式手持农业信息技术产品、温室环境智能控制系统、数字化农业宏观监测系统等方而的研究应用上,都取得了重要的阶段性成果,通过不同类型地区应用示范,初步形成了中国数字农业技术框架和数字农业技术体系、应用体系和运行管理体系,促进了中国农业信息化和农业现代化进程。
2021年4月20日,?
2021全国县域数字农业农村开展水平评价报告?
在2021中国农业展望大会上发布。
报告显示,2021年全国县域数字农业农村开展总体水平到达33%,其中,农业生产数字化水平到达18.6%o中国农业生产数字化改造虽然快速起步,但和国际兴旺国家相比,还有很长一段路需要走。
报告从不同的行业分析,中国农作物种植数字化水平为16.2%,设施栽培信息化水平为27.2%,畜禽养殖信息化水平为19.3%,水产养殖信息化水平为15.3%o这些数字技术包括•生产环境监测、体征监测、农作物病虫害和动物疫情精准诊断及防控等方而,被率先应用在经济效益较高的行业。
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2、数字技术助力传统农业转型升级
2.1物联网
农业数据实时获取,奠定农业数字化根底。
物联网在农业领域应用范围广泛,基于物联网的农业解决方案,通过实时收集并分析现场数据及部署指挥机制的方式,到达提升运营效率、扩大收益、降低损耗的目的。
可变速率、精准农业、智能灌溉、智能温室等多种基于物联网的应用将推动农业流程改进。
物联网科技可用于解决农业领域特有问题,打造基于物联网的智慧农场,实现作物质量和产量双丰收。
大数据
决策“数字化〞,全面提升生产效率。
万物互联在推动海量设备接入的同时,也将在云端生成海量数据。
而挖掘这些由物联网产生的大数据中隐藏信息的方法就是利用人工智能。
物联网最核心的商业价值就是将这些海量的数据进行智能化的分析、处理,从而生成基于不同商业模式的各类应用。
人工智能
潜力巨大,激活农业高效开展在种植领域,人工智能有望提高粮食产量、减少资源浪费。
在养殖领域中,利用人工智能可以有效降低疾病造成的损失。
人工智能缩短农业研发进程。
在实验室和研究中心,机器学习算法能够帮助培育更好的植物基因,创造更平安、更高效的农作物保护产品和化肥,并且开发更多的农产品。
3、中国数字农业面临的4大难题
中国的数字农业依然处在相对早期的阶段,大量硬件投入实际上还未完全解决农业的根木问题。
很多地方的数字农业建设,都存在“增量不增收〞,“种,产,销〞三个阶段脱节,或者数字概念脱离实际生产环境等问题。
具体包括:
重硬件,轻软件
无论是政府还是农户容易把数字农业与农业机械化的概念相混淆。
数字农业与农业机械化的根木区别在于,机械化是用机械来代替人工劳动,数字农业那么是以数据来驱动机械实现自动化运转和智能化调节。
没有数据和软件来驱动的物联网,其实还是工具,与机械农业并无木质上的差异。
打通软件平台才有翻开大数据,智慧农业,数字经济大门的钥匙。
有数据,没智慧
数据是数字农业的根底资源,近年来政府与企业多在数据采集上投入重金。
然而,由于缺乏明确的业务化方向和必要的数据运营技能,对获取数据的质量控制、分析加工和建模应用方面的工作相对滞后。
数据的获取与应用是一个双向互动的过程,只有不断尝试利用数据产生业务价值,才能建立有价值的数据采集渠道。
数字经济薄弱
当前中国数字农业的绝大局部应用还停留在生产环节,严格来说处于现代农业3.0的初级阶段,产业链其他环节的信息化和经济化程度较低。
虽然农业部提岀了“全产业链〞的农业大数据开展路径,尚未能充分激发产业链其他环节的潜力,农产品电商的经营方式也还未开始数据驱动的尝试。
农业的数字经济和其他的数字农业关键因素有所不同,其实农业数字经济是以市场资本反向驱动的。
农业电商的模式是以数字驱动市场经济,在市场推广营运、产品特性、物流等方面受到了非常多的阻力,如假设当反向驱动形成现实,一切问题就变得简单起来。
产品化能力弱
近年来,农业数据效劳企业层岀不穷,但对农业生产经营主体的效劳能力普遍缺乏,产品市场化困难。
数据产品的效劳能力严重依赖于数据质量,随着高价值数据的不断积累,有望提升产品实用性。
只有持续打造有生命力的数据产品,才能撬动庞大的农业数字化市场。
4、未来数字农业的开展趋势
以“数字化〞为特征的现代农业4.0是毋庸置疑的未来,数字农业将带来更高的产业效率,更公平的价值分配,更可持续的开展方式。
我们认为中国数字农业的开展将呈现以下六大趋势:
数据供应定制化
数据资源是开展数字农业的基石。
目前中国数字农业而临数据采集成木较高的困境。
随着数据思维深入人心,数据采集的组织本钱将大幅下降;随着农业物联网的升级换代、公共数据的不断开源以及从业者信息化水平的提升,数据采集的显性成木将不断减少。
未来所有的农业产业单元都将拥有定制化的数据供应系统。
而且,数据仓库里的静态资源将随着拥有者的数字化能力提升而不断流入产业链,通过交换、融合或再生,去不断创造价值,实现业务的数字化驱动。
数据模型国产化
发现数据价值是数字农业开展的动力之源。
以色列可以把硬件设备卖给我们,却绝不开放后台系统,因为真正的核心技术是实现数据价值的模型。
当下,随着大国科技竞争的加剧,引进科技成果的壁垒不断增高,而且由于国内外农业业态差异大,我们无法套用国外的模式与模型。
另一方面,中国不断鼓励科研成果的产业转化,产业与学术、农业与数据科学的跨界合作正在逐步深入,因此实现产业核心数据模型的自主研发是大势所趋。
农业机械智能化
机械化与智能化之间只隔着一个“数据驱动〞的距离。
中国制造2025战略明确把“智能制造〞作为主攻方向,顺应市场潮流,海尔、金风等老牌制造厂商己经积极开展数字化转型,寻找新的增长点。
农机厂商也必将不断利用数据为机械赋能,适应数字农场的场景需求,实现从制造商向效劳商的转型升级。
产业链虚拟化
随着农业产业各环节数字化程度的有效提升,当数字化的机器智能与商业智能走进生产与经营,产业链将不断走进网络,在网络世界逐步完成现实的数字化映射。
产业链虚拟化将进一步推动消除信息不对称,提高产业效率,发现新的增长。
供应链金融普惠化
近年来供应链金融迅猛开展,据测算,到2021年,中国供应链金融的市场规模可达14.98万亿元。
供应链金融是产业优化的重要组成局部。
它通过优化资金流来促进产业、特别是中小企业的健康开展。
通过物联网、互联网和人工智能等新兴技术的应用,数字农业将有效推动中小企业有机的融入产业网络体系,为供应链金融普惠化提供坚实的产业根底;同时,农业产业虚拟化进程所带来的产业信息透明化和主体信用可追溯也将为金融风险的量化管理提供切实的保障。
数据平安增强化
无论是农田数据还是企业的经营数据都是反映从业者生产经营状况的关键信息。
数据带给产业动能的同时,也存在被滥用的风险。
因此,数据平安是产业数字化开展的基木保障。
存储和应用数据的信息化系统平安性的诉求将不断增强,数据权属问题也将随着法律的完善而得到妥善解决,解除产业数字化的后顾之忧。
5、数字农业的开展领域
数字技术中物联网技术,能实时获取大量农业数据,是数字农业数据的主要来源,为农业数字化奠定了根底。
农业物联网被列为欧洲物联网18个重要开展方向之一,也是中国物联网9个领域的重点示范工程之一。
物联网技术可以用来解决农业领域的独特问题,各种基于物联网的应用,如精准农业、智能灌溉和智能温室将推动农业过程的改进。
未来基于农业物联网技术,数字农业技术和模式将有望在以下几个典型的农业细分领域优先突破、大有作为。
智能农机装备
作为一种农业生产手段,智能农机装备利用物联网技术和信息通信技术实现最正确生产和精益化生产,从农业作业手段上,推动农产品增产,农民降本增效,从集约化运作角度,实现环境资源可持续开展,农业生态良性循环。
智能灌溉
提高灌溉效率和减少水资源浪费的需求正在增长。
这种通过部署可持续和有效的灌溉系统来保护水资源的方法正在受到越来越多的关注。
基于物联网的智能灌溉测量空气湿度,土壤湿度,温度和照度等参数,从而准确计算岀对灌溉用水的需求。
己经证明,这种机制可以有效地提高灌溉效率。
5.3农业无人机
无人机拥有丰富的农业应用,用于监测作物健康,农业摄影〔用于促进健康作物生长〕,可变速率应用,牲畜管理等。
无人机可以低本钱监测大而积区域,传感器可以轻松实现收集大量数据。
智能温室
智能温室持续监测气候条件,如温度,空气湿度,光照,土壤湿度等,并最大限度地减少作物种植期间的人工干预。
这些气候
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