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基于物联网、大数据的智慧农业在中国的探索和发展

发布时间:2019-07-18来源:中国农科院信息所 作者:刘继芳浏览次数:

近日,在第二届山东省新旧动能转换国家战略创新峰会启动仪式暨乡村振兴战略专题峰会上,中国农科院信息所党委书记兼副所长刘继芳就智慧农业的探索和发展作了深入专题报告,为山东省探索乡村振兴路径、打造“齐鲁样板”提供了可借鉴可参考的意见建议。

智慧农业技术体系

什么是智慧农业?众说纷纭、百家争鸣,不同专家学者基于不同视角,分别提出了独到见解。这也从另一个侧面反映了智慧农业内涵外延的发展性、动态性和上升性。

综合一些观点和研究,个人认为,智慧农业是现代信息技术和农业产业的深度融合,形成以信息流为驱动的农业感知、处理、应用与控制的闭环系统,是现代农业生产体系、经营体系和管理决策服务体系智慧化,是现代农业的高级阶段和发展方向。智慧农业既是一种发展理念,体现着方法论;也是一种生产方式,体现着生产力水平。

生活中可以经常看到很多智慧农业应用实例,如果从数据流反馈的维度来看,智慧农业技术可以分为数据感知-获取、数据处理和数据应用三个层面。就拿苹果树上采摘苹果为例。如果想用机器人采摘的话,首先机器人感知系统要感知苹果,获取图像数据,然后把这些数据传输给农业大数据的处理系统,这些系统通过机器学习的方式,就能够判断苹果和树枝,知道哪个地方是苹果,通过把数据信息系统,放到机械臂上,通过机械臂伸出的手把成果拿下来,还可以同时进行分析哪个苹果是不是熟的以及苹果大小的分析,直接通过不同级别放到一系列的任务中来分析完成。

当前,以物联网、云计算、大数据、移动互联、区块链、AI、VR为代表的现代信息技术,方兴未艾。与信息技术深度融合的数字农业、智慧农业,内涵不断发展,尤其是与新兴技术的融合,已经成为趋势。农业全产业链深度融合,智慧农业正逐渐辐射生产、流通、管理、消费等全过程。

中国智慧农业关键技术研发与应用

2013年,农业部印发《农业物联网区域试验工程工作方案》,围绕天津、上海和安徽农业特色产业和重点领域,统筹考虑行业及产业链布局,逐步实现物联网技术在农业全产业链的渗透和试点省市的整体推进,几年来先后在天津、上海、安徽、吉林、江苏实施农业物联网区域试验工程,并带动各省启动实施了一系列农业物联网项目。

而我国在智慧农业的应用上也是日益深入。比如,近年来我国在农用植保无人机的施药关键技术上,尤其是在无人机航空喷洒系统、低空低量喷洒、远程控制施药及低空变量喷药系统等技术上展开了相关研究。随着无人机技术的不断发展,植保无人机已成为部分地区防治病虫害的主要手段。

再如,应用于设施农业、畜牧养殖等温室环境控制,通过各类光照、温度、二氧化碳等传感器,实现对温室内部环境的感知;通过WIFI、4G、ZigBee等方式实现信号的传输;通过设定阈值等算法,结合不同温室环境的需求,制定合理区间;通过不同反馈方式(如空调、光照、二氧化碳发生器等),实现温室环境的合理控制。

其他如大田种植管理、养殖环境智能分析控制模型及系统、基于视频分析的动物疾病诊断技术、动物精准饲喂、水产养殖管理等都是智慧农业关键技术的广泛利用。

中国智慧农业发展展望

当前,中国智慧农业发展面临一系列挑战,首先,核心芯片主要依赖进口,传感器研发原始创新能力不足,仍处于跟跑阶段。其次,人工智能相关技术人才相对不足。三是,“农业大脑”模型智能算法原始创新不足,适用范围单一,在农业生产领域不具普适性。四是在智能农业装备上,智能化农机装备较少,应用上也处于起步阶段,与发达国家相比还有很大的差距。另一方面,随着国家高度重视、研发经费投入大、发展速度快的优势特点不断显现,中国智慧农业发展的机遇也更大更强。

下一步,应在几个板块进行重点扶持:一是大田种植数字农业,如水肥一体化、精量播种、养分管理、病虫害防控、农情调度监测、精准收获等。二是设施园艺数字农业,包括生产全程监控和产品质量可追溯;自动化清洗、分级、包装、扫码、信息采集等设备,提升采后处理全程自动化水平,为电商物流提供基础支撑。三是畜禽养殖数字农业。包括自动化精准环境控制系统-环境监测与自动化通风、温控、空气过滤;电子识别、自动称量、精准上料、自动饮水等。四是水产养殖数字农业。包括自动增氧、饵料投喂、底质改良、水循环、水下机器人等,养殖池塘、车间和网箱的标准化、机械化、自动化、智能化。

而农业传感器与机器人、植保无人机、水肥一体化、农产品可追溯、工厂化养殖、智慧农业产业园区也应成为重点关注的发展方向。


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