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《数字农业白皮书(2019)》连载之一:数字农业初探

2020-04-05





我国数字经济规模已经跃居世界第二,数字经济成为我国经济社会高质量发展的重要推动力。习近平总书记强调,要推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合,加快推动农业数字化、网络化、智能化。我国农业和农村发展迎来了新的历史机遇。

搭乘“数字中国”的时代快车,各地必须充分利用移动互联网、新一代信息技术和新型信息基础设施,转变农业生产方式,使互联网科技真正服务于广大农民、服务于广袤土地,推进农业转型升级,实现农业高质量发展。


数字农业的概念

数字农业是一种全新的农业生产方式,是指利用物联网、人工智能、大数据等现代信息技术和农业进行深度融合,实现农业生产全过程信息感知、精准管理和智能控制,从而实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。数字农业实质上是将信息作为农业的生产要素,用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化的表达、数字化的设计、信息化管理,是运用数字技术对传统产业进行转型升级的典型应用之一。


数字农业的环节

(1)智能化农业生产

借助物联网、大数据、“3S” 技术等数字技术的支撑,农业生产逐步摆脱了对自然条件和自然资源的严重依赖,完全靠天吃饭的生产情况得到很大改善。通过物联网、实时监控和遥感等技术,可以完成对农业生产流通过程的全程实时追踪监控,通过对种养殖生产环境、作物和禽畜生长等各类数据的收集和分析,对农业生产进行有效综合调控和管理,从而为农业生产提供科学有效的解决方案,实现农业的精准、有序、高效发展。

智能农业大田种植管理系统是数字技术作用于农业生产领域的重要案例。


案例
2018 年,依托“天空地数字农业技术集成示范”项目,中国农科院农业资源与农业区划研究所和黑龙江省农科院遥感技术中心在黑龙江现代农业示范区联合共建了“东北大田规模化种植数字农业试验示范区”。示范区采用了“天空地”一体化的农业信息采集方式。其中的“天”,即卫星遥感数据采集;“空”,即无人机遥感数据采集;“地”,即地面物联网数据采集。通过这种信息采集技术与装备,实现对农业数据的感知和诊断,并最终实现精准化种植和智能化管理。通过这种方式,种植者可以获取每个地块的周边环境因素、土地利用类型、农作物长势、农户生产决策信息等关系到粮食生产的农业生产大数据,从科学上解答了农民每年“种什么”“怎么种”等问题。


除此之外,在线农业专家系统可以帮助实现农业线下问题的线上解决。在线农业专家系统能够实时满足用户的网上农事信息查询需求,查询类型以农事(农药、24 节气、农产品认证、农作物品种、种植技能、生产决策)技能和知识为主,实现农事信息服务的便利化、实时化和互动化。如今年肺炎疫情期间正值春耕备更耕期,许多农技人员无法下乡对农业生产给予实际指导,大量农技服务转为线上,有效解决了特殊时期无法有效获得农事服务的问题。

(2)网络化农业经营

数字技术为农资产品、农副产品销售搭建了全新的交易平台,用户可以借助多种类型的电商平台进行农产品网上交易,农产品的销售范围扩展至全国甚至全球,无限拉近交易的时空距离,形成扁平化的交易网络,完成生产和消费的有效对接,使农产品的市场流通变得高效便捷。

农业电子商务的建设及完善,可以极大带动支付、物流等配套设施的成熟,增强农业信息、资金、物流各方面的协同效应,农资、农产品、土地、农业旅游资源等市场要素建立起有机对接,实现各相关环节的实时反馈互动。在农业经营网络化过程中,便捷的物流体系建设和电子化结算的推行是重要的前提和基础工作。

近几年,关于农产品波动的新闻屡见不鲜,“姜你军”、“豆你玩”、“蒜你狠”等农产品价格波动事件每年上演,为大量的农产品种植户带来惨重损失。对于农产品供需端信息不对称带来的价格波动频繁等现象,用户可以借助数字技术完善市场信息采集手段,利用农业大数据技术构建农产品生产、价格、贸易、消费信息数据库、农产品信息权威发布平台及农产品监测预警体系,对供需情况进行及时有效公开,并根据市场反馈有效调节和优化农产品生产,能够有效减少农户盲目生产引发的浪费。

(3)高效化农业管理

高效的现代农业政务管理系统充分实现以大数据技术为依托,很大程度完成农业管理的高效化、精准化和透明化水平。完善的农业电子政务服务平台,能够有效提升农业主管部门生产决策、农业生产销售资源配置、农业自然灾害抗灾救灾、重大动植物疫病防控应急指挥等方面的能力和水平。

借助现代信息技术,可以实时汇总农业种植、养殖等场所温室内、田间的水表、电表等信息,建立和完善相关物资人员数据库,对各类资源及生产完成情况等内容进行统筹,提升了农业生产过程管理的效率和实时性。

食以安为先,食品安全是关系每个消费者健康权益的大事,数字技术可以帮助人们构建完善的农产品质量追溯体系。追溯体系主要利用物联网、“3S”和大数据技术,广泛采集农产品种植环境、生长状态、流通环节、消费环节的各类数据,并可以实时监控和追踪数据,做到生产数据的完整存储、产品流向数据的有效追踪、仓储物流数据的便捷查询,让农产品的全生命周期变得可控可查,确保了消费者的知情权,让他们可以更安心的购买。


案例
苏州三港农副产品配送公司开发出蔬果种植与配送农产品全程追溯系统。种植区域全部覆盖视频监控,记录育苗、栽种、施肥、用药、采摘和检测的全过程。同时,公司建立了农产品加工储藏视频监控系统、全程冷链物流与配送监管系统,客户下载公司 APP 后,可以查看所购产品的加工、分割、储藏和产品装箱的情况,通过扫描送货单的二维码,可以掌握产品生产单位、采购时间、数量、保质期等所有信息。所有产品通过物联网冷链系统配送,公司仓储堆放区域占地面积 2000 平方,配有 6000 立方米的冷冻库、冷藏库、恒温库和低温周转车间,拥有 19 辆装有 GPS 系统的冷链车,并指定专人对车辆运行实施全天候不间断实时监控,确保公司在所有产品运输过程中,可以进行实时定位和调度。
公司将自产农产品从种植到采收管理的生产记录全部数据及检测结果录入数据库,外购食材的索证索票单据、采购数量、生产商、供货商和检测结果等录入数据库。下单后,系统生成的二维码可以查询生产基地蔬菜生产记录情况,实现了“源头可溯、质量可控、问题可追、责任可究”的可溯源目标。

(案例来源:农业农村部—“数字+”现代农业百佳案例、新农民创业创新百佳成果)



(4)便捷化农业服务

农业服务通过实施农业信息化来实现精准、便捷、标准化的目标。它是农业社会化服务体系所从事活动的信息化,是贯通了农业产业链条所有环节的全面综合的信息化。

农业服务便捷化的载体包括各类农业门户网站、专业农业技术网站、12316 农业信息平台等。网站、微信(群)、APP 等现代技术手段,为农业信息服务和技术指导提供的更加便捷及时的传播手段和渠道,更好地解决了农户在农业种植、加工、经营过程中遇到的各类问题。

集成语音、视频、文字的在线农业专家问诊系统,可以使问答双方沟通互动更为有效,问题解决的准确性和及时性都得到极大提升。这类专家系统同时可以有效盘活全国各地的农业专家资源,完成专家系统和农户的充分对接,对于缓解农村技术资源。


数字农业与传统农业的本质区别

数字农业与传统农业的本质区别在于,从“人”到“数据”的关键决策因素被转变。数字技术对农业的改造是全方位、多维度、全链条的,正加速实现与农业产前、生产、加工、消费、流通、服务等整个产业链条的全面融合,具体体现在,在育种、灌溉、施肥、采光、病害防治,加上产品的收获、品质鉴定、运输和销售等所有环节,原本都围绕“人”的行为开展,各项工作标准主要依靠过去积累的经验或手工艺作出判断和决定,这也导致了低效率、投入较高,以及无法控制的作物或农产品质量。在数字农业模式中,通过监控设备和物联网传感器、无人机、卫星定位导航等数字设备所产生的实时“数据”是帮助控制和精确实施生产决策的核心,同时,借助智能物流和多样化的风险管理方法,可以大大提高农业产业链的运行效率,优化资源配置效率。


田金强

清华大学互联网产业研究院研究员,主要从事数字农业、三农事业发展、传统产业数字化转型等领域研究。曾参与《2019年互联网+农业白皮书》等研究成果的编撰,主持数字福州、开江县数字农业、溧阳白茶产业升级等数字化转型项目,此外,曾参与北京市朝阳区科技创新集聚区研究、中信集团“信息化对推动央企高质量发展中的作用”等研究工作。2019年组织发起清华大学互联网产业研究院“地方特色农产品发展论坛”,在《中国战略新兴产业》、《中国测绘》等期刊发表数字农业类文章数篇。