聪慧农业:信息科技与农业的深度交融
发表光阴 >2019-05-23 14:19 来源 本站原创

  赵春江院士

  国度农业信息化工程技术研究中央



赵春江院士介绍农机物联网技术产品

  【前言】人类社会阅历了农业反动、工业反动,正在阅历信息反动。农业自己睁开阅历了以矮杆种类为代表的第一次绿色反动、以动植物转基因为中央的第二次绿色反动。跟着现代信息技术的睁开,农业的第三次反动——农业数字技术反动正在到来。现代信息技术为我国农业现代化睁开供给了前所未有的新动能,信息技术与农业的深度交融,催生了数字农业、精准农业、聪慧农业等以信息知段中央要素的现代农业。聪慧农业前凑工业睁开理念,以信息和知段倥要素,颠末过程互联网、物联网、云计算、大数据、智能设备等现代信息技术与农业深度跨界交融,实现农业临盆全过程的信息感知、定量决定、智能节制、精准投入和共性化效劳的全新农业临盆办法,是农业信息化睁开从数字化到网络化再到智能化的高级阶段,是中国农业4.0的中央内容。

  1、聪慧农业已经成为世界现代农业睁开趋向

  聪慧农业(Smart Agriculture/Farming)已成为当今世界现代农业睁开的大趋向。2014年,日本启动实行“计谋创新/创造计划(Cross-Ministerial Strategic Innovation Promotion Program,SIP),并于2015年启动了基于智能机械+IT的“下一代农林水产业创造技术”。2017年10月12日,欧洲农机协会(CEMA)召开峰会,提出在信息化配景下,农业的数字技术反动正在到来,未来欧洲农业睁开偏向因此现代信息技术与先辈农机设备应用为特征的农业4.0(Farming4.0);英国国度精准农业研究中央在欧盟FP7支撑下,正实行Future Farm聪慧农业项目,研发除草机械人,替代化学农药。加拿大联邦政府预测与策划构造在其发布的《MetaScan3:新兴技术与相干信息图》申报中指出,泥土与作物感应器(传感器)、家畜生物辨认技术、变速收割节制、农业机械人、机械化农场网络、封闭式生态体系、垂直(工场化)农业等技术将在未来5-10年进入到临盆实际,改变传统农业。美国提出聪慧农业研究计划,估计到2020年,美国平均每个农场将拥有50台衔接物联网的设备。根据国际咨询机构(Research and Market)预测,到2025年,全球聪慧农业市值将到达182.1 亿美元,重要包含精准农业、畜禽精技嗖、聪慧水产养殖、智能化温室、农业机械人等。

  2、聪慧农业是我国现代农业睁开的客观请求

  聪慧农业可大幅度提高农业休息临盆率、资源利用率和土地产出率。据统计数据,美国人均农业休息产值高达7-8万美元,欧洲国度为5-6万美元,日本与韩国为3-5万美元。我国农业临盆效力远低于发达国度。以举动措施园艺临盆为例,我国每亩年均用时3600小时以上,按人均办理面积计算仅相当于日本的1/5,西欧的1/50和美国的1/300;而产量和水肥利用效力分离仅为荷兰的1/3-1/4和1/2-1/3。发达国度农业临盆效力高的重要原因之一是普遍采纳现代农业信息技术和设备停止智能化办理,在提高了效力的同时还大幅度低落了人工本钱。

  以后我国现代农业睁开面对着“谁来种地、怎样把地种好”的重成就,面对着品格效益不高、产业国际竞争力不强、供给侧改革等严厉挑衅。跟着城镇化的睁开,农村劳力大批转移,导致10种重要农产品人工本钱大幅度增长,超过总本钱50%,多种农产品的国内市场价高于外洋到岸价近30%。我国农业在阅历了人力和畜力为主的传统农业(农业1.0)、生物-化学农业(农业2.0)、机械化农业(农业3.0)之后,必需进一步改变农业临盆办法,以信息和知识为要素,将现代信息技术与农业深度交融,大力睁开聪慧农业(农业4.0),实现农业“机械替代人力”、“电脑替代人脑”、“自立可控替代技术入口”的三大改变,大幅度提高农业临盆效力、效能、效益。聪慧农业引领现代农业睁开,是中国农业历史睁开阶段的客观请求。2018年2月《中共中央国务院对付履行村中兴计谋的意见》中明白提出:“大力睁开数字农业,履行聪慧农业林业水利工程,推植物联网试验树模和遥感技术应用。”

  3、聪慧农业研究应用实践

  作者率领团队早在1991年就睁开了信息技术在农业领域应用的研究实践,逐渐树立了聪慧农业技术、产品、应用体系,研究效果在世界31个省市获得普遍应用。

  ——大田精准农业技术。精准农业是综合利用现代信息技术和智能设备技术,对农业临盆停止定量决定、变量投入、定位实行的现代农业操纵技术体系,是在资源硬束缚配景下用现代工业技术效果设备农业后构成的一种新的高度集约化现代农业临盆范例。精准农业表示了“因地制宜、按需投入”的思惟,因为精准农业具有科技含量较高、临盆手腕先辈、技术集成性强的特色,对付提高农业资源利用率和农业综合临盆能力具有显著感化,成为解决农业高产优质、资源高效利用和可持续睁开成就的有用技术途径。颠末近20年的埋头研究,作者率领团队创新了4项精准农业自立中央技术。一是树立了天空地一体化的作物氮素疾速信息获得技术,可实现省域、县域、农场、田块制缈占涑叨和作物制缟时期光阴尺度的作物氮素营养监测;二是研究出农机北斗主动导航与测控技术,打破外洋把持,提高了农机功课品格和效力,包管了国度农业临盆平安;三是研究出精准施肥、精准施药节制技术,实现为了“合适地点投入合适量”的农艺请求,大大提高了肥药利用率;四是研制了典型功课关键的精监测体系,其农机深松功课监测体系解决了功课面积和品格人工核查难的成就,为国度补贴发放供给根据,在世界21个省市履行应用3万套,市场占比35%;研制出农业航空施药监测体系,解决了功课监管、面积计量、品格评估的三难成就。精准农业研究效果,在世界100多个大农场及规模产区累计应用1.2亿亩,占世界大农场面积20%。

  ——举措措施农业物联网技术。环抱举措措施温室智能化办理的必要,自立研制了举措措施农业作物环境信息感知、智能节制与长途办理技术产品,实现为了工程化应用,解决了温室智能管控技术“有的用,用得起,用的好”成就。针对入口传感器本钱高、国产传感器机能差的成就,研制出温室环境与作物性命信息等系列传感器,可实时监测温室环境和作物长势;为解决单纯时序节制的弊端,研制出基于作物肥水必要模子的智能多回路温室节制器、节水灌溉节制器和温室注肥喷药一体机,可对作物按需调控;树立了包含数据收集/传输/阐发、设备驱动和智能节制等功效的组态化举措措施农业测控技术集成应用平台,支撑各种传感器及受控设备“即插即用”,可疾速定品制举措措施环境、水/肥/药等农业临盆关键要素的测控体系,该产品被认定为国度自立创新产品。各种技术产品在500多个园区、1000多家企业、近万个大棚累计履行10万多台套,提高了温室临盆按需调控和智能化办理程度。

  ——基于大数据的下层农技履行效劳云平台。按照“农业科技资源一张网”和“世界产业一张图”的思绪,创新互联网农业知识库逻辑架构,打造专家、技术、数据、效劳和产业相协同的下层农技履行效劳云平台。树立了世界农情全方位、平面化和多维度的监测与预报体系,构成以农技职员为泉源的苗情、墒情、病虫害、疫情、自然灾害等静态监测信息点20万个,自2017年8月份以来发布农情100多万条;研制了机械视觉和深度学习的线上专家诊断效劳体系,解答种类抉择、病虫草害、莳植办理、植物疫病五大类临盆成就150万个,人工与智能问答1230万次;构成地区、种类、生育期、临盆指点计划和病虫害库相干联的知识计900TB、农业知识实体单位466万个,构建了世界下层农技智能效劳大脑和海量农业知识神经元,打通世界91套地方专业大数据平台,构建了由52万农技职员/专家、130万职业农夫/新型经营主体构成的知识效劳中央。平台集成大数据聚合阐发模子,树立了大数据、人工智能与农业社会化效劳深度交融的新情势,并与第三方气象预测平台、精准扶贫平台、电商平台、金融保险平台、渠道平台等实现凋谢同享,供给模范化临盆、职业培训、临盆与效劳双追溯、守业融资、品牌打造、市场开拓等社会化大数据效劳。



农业遥感技术

  4、对聪慧农业未来睁开的思虑

  我国事个农业大国,农业具有很强的生态地区性特色,各地社会、经济、信息化程度和产业睁开各不相同。国度村中兴计谋的严重必要,请求咱咱咱们必需因地制宜地推动聪慧农业睁开。一是要增强政府引导,兼顾各种资源,环抱重点领域重点产业履行一批聪慧农业严重项目工程,增进农业一二三产交融睁开,增长农夫支出;二是制定相干补贴政策,像农机购置补贴一样,对聪慧农业技术产品和应用主体给予政策性补贴,减免农村地区互联网接入用度和农夫移动通讯、数据传输用度;三是充足变更地方和企业的积极性,树立多方入机制,增强资金入力度。考虑到农业的公益性和公共性,在以后农业信息技术产业化程度低和农夫入程度有限的环境下,政府部分要将农业信息与工业信息化差别看待,加大政府入,并加入政府的基本打造预算;四是增强技术模范和人才网网步队打造,增强自立技术创新和国际合作,树立一定权限的数据凋谢同享机制,提高入资金应用效力,增进聪慧农业可中睁开。

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