摘? ?要:隨著現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,以智慧農(nóng)業(yè)為表現(xiàn)形態(tài)的農(nóng)業(yè)智能革命已經(jīng)到來。智慧農(nóng)業(yè)是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展從數(shù)字化到網(wǎng)絡(luò)化再到智能化的高級階段,對農(nóng)業(yè)發(fā)展具有里程碑意義,已成為世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的趨勢。分析了日本、歐盟、英國、加拿大、美國等國家和地區(qū)政府針對智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展相繼出臺的政策、措施和發(fā)展規(guī)劃,并分析了中國農(nóng)業(yè)1.0到4.0的發(fā)展歷程和近年來智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀。圍繞發(fā)展過程中存在的各種問題和需求,闡述了突破智慧農(nóng)業(yè)核心技術(shù)、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)“機(jī)器替代人力”、“電腦替代人腦”、“自主技術(shù)替代進(jìn)口”的三大轉(zhuǎn)變,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化和經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)化水平,加快信息化服務(wù)普及,降低應(yīng)用成本,為農(nóng)民提供用得上、用得起、用得好的個性化精準(zhǔn)信息服務(wù),大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、效能、效益,引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)。最后并提出了8個重點任務(wù)建議和推動智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的5項政策建議。
關(guān)鍵詞:智慧農(nóng)業(yè);數(shù)字化;網(wǎng)絡(luò)化;生產(chǎn)智能化;精準(zhǔn)信息服務(wù);農(nóng)業(yè)4.0;農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng);農(nóng)業(yè)人工智能
中圖分類號:S-1? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)志碼:A? ? ? ? ? ? ?文章編號:201812-SA005
趙春江. 智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀及戰(zhàn)略目標(biāo)研究[J]. 智慧農(nóng)業(yè), 2019, 1(1): 1-7.
Zhao C. State-of-the-art and recommended developmental strategic objectives of smart agriculture[J]. Smart
Agriculture, 2019, 1(1): 1-7. (in Chinese with English abstract)
1? 引言
人類社會經(jīng)歷了農(nóng)業(yè)革命、工業(yè)革命,正在經(jīng)歷智能革命[1]。具體到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域,農(nóng)業(yè)自身發(fā)展經(jīng)歷了以矮桿品種為代表的第一次綠色革命[2]、以動植物轉(zhuǎn)基因為核心的二次綠色革命[3],隨著現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用,農(nóng)業(yè)的第三次革命——農(nóng)業(yè)智能革命已經(jīng)到來。農(nóng)業(yè)智能革命的核心要素是信息、裝備和智能,其表現(xiàn)形態(tài)就是智慧農(nóng)業(yè)(Smart Agriculture/Farming)。
智慧農(nóng)業(yè)是以信息和知識為核心要素,通過將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合,實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息感知、定量決策、智能控制、精準(zhǔn)投入、個性化服務(wù)的全新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展從數(shù)字化到網(wǎng)絡(luò)化再到智能化的高級階段。現(xiàn)代農(nóng)業(yè)有三大科技要素:品種是核心,設(shè)施裝備是支撐,信息技術(shù)是質(zhì)量水平提升的手段。智慧農(nóng)業(yè)完美融合了以上三大科技要素,對農(nóng)業(yè)發(fā)展具有里程碑意義。
2? 全球智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
智慧農(nóng)業(yè)已成為當(dāng)今世界現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的大趨勢,世界多個發(fā)達(dá)國家和地區(qū)的政府和組織相繼推出了智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展計劃。2014年,日本啟動實施“戰(zhàn)略性創(chuàng)新/創(chuàng)造計劃(Cross-Ministerial Strategic Innovation Promotion Program, SIP)”,并于2015年啟動了基于“智能機(jī)械+現(xiàn)代信息”技術(shù)的“下一代農(nóng)林水產(chǎn)業(yè)創(chuàng)造技術(shù)”[4]。2017年10月12日,歐洲農(nóng)業(yè)機(jī)械協(xié)會(European Agricultural Machinery Association, CEMA)召開峰會[5],提出在信息化背景下,農(nóng)業(yè)數(shù)字技術(shù)革命正在到來,未來歐洲農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是以現(xiàn)代信息技術(shù)與先進(jìn)農(nóng)機(jī)裝備應(yīng)用為特征的農(nóng)業(yè)4.0(Farming 4.0)——智慧農(nóng)業(yè);英國國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究中心(The National Centre for Precision Farming, NCPF)在歐盟FP7計劃支持下,正實施未來農(nóng)場(Future Farm)智慧農(nóng)業(yè)項目,研發(fā)除草機(jī)器人進(jìn)行除草作業(yè),替代使用化學(xué)農(nóng)藥,目前已經(jīng)在100畝的田塊上實現(xiàn)了從播種到收獲全過程的機(jī)器人化農(nóng)業(yè)[6]。加拿大聯(lián)邦政府預(yù)測與策劃組織(Policy Horizons Canada)[7]在其發(fā)布的《元掃描 3:新興技術(shù)與相關(guān)信息圖(MetaScan 3: Emerging technologies)》報告中指出,土壤與作物傳感器、家畜生物識別技術(shù)、變速收割控制、農(nóng)業(yè)機(jī)器人、機(jī)械化農(nóng)場網(wǎng)絡(luò)、封閉式生態(tài)系統(tǒng)、垂直(工廠化)農(nóng)業(yè)等技術(shù)將在未來5~10年進(jìn)入到生產(chǎn)應(yīng)用,改變傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)[8]。美國在經(jīng)歷了機(jī)械化、雜交種化、化學(xué)化、生物技術(shù)化后,正走向智慧農(nóng)業(yè)(Smart Agriculture),到2020年,美國平均每個農(nóng)場將擁有50臺連接物聯(lián)網(wǎng)的設(shè)備[9]。
據(jù)國際咨詢機(jī)構(gòu)研究與市場(Research and Market)預(yù)測[10],到2025年,全球智慧農(nóng)業(yè)市值將達(dá)到300.1億美元,發(fā)展最快的是亞太地區(qū)(中國和印度),2017-2025年復(fù)合增長率(Compound Annual Growth Rate, CAGR)達(dá)到11.5%,主要內(nèi)容包括大田精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧畜牧業(yè)、智慧漁業(yè)、智能溫室,主要技術(shù)包括遙感與傳感器技術(shù)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)與云計算服務(wù)技術(shù)、智能化農(nóng)業(yè)裝備(如無人機(jī)、機(jī)器人)等。
3? 中國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀與存在問題
近年來,在政府的大力支持下,中國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展快速。農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)得到加強(qiáng),2017年底,全國行政村通寬帶的比例達(dá)到96%[11],農(nóng)村網(wǎng)民規(guī)模達(dá)到2.11億,城鄉(xiāng)網(wǎng)民比例為2.8:1[12],“互聯(lián)網(wǎng)+現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”行動取得了顯著成效。截止到2018年7月,全國21個省市開展了8種主要農(nóng)產(chǎn)品大數(shù)據(jù)的試點,通過完善監(jiān)測預(yù)警體系,每日發(fā)布農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)價格指數(shù),每月發(fā)布19種農(nóng)產(chǎn)品市場供需報告和5種產(chǎn)品供需平衡表[11],實現(xiàn)了用數(shù)據(jù)管理服務(wù),引導(dǎo)產(chǎn)銷;以山東、河南等為代表的全國18個省市開展了整省建制的信息進(jìn)村入戶工程,全國1/3的行政村(約20.4萬個村)建立了益農(nóng)信息社,農(nóng)村信息綜合服務(wù)能力不斷提升[11];廣東、浙江等14個省市開展了農(nóng)業(yè)電子商務(wù)試點,在428個國家級貧困縣開展電商精準(zhǔn)扶貧試點,電子商務(wù)進(jìn)農(nóng)村綜合示范工程已累計支持了756個縣,農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)零售額達(dá)到了1.25萬億元人民幣,農(nóng)產(chǎn)品電商邁向3000億元大關(guān)[11]。
“十三五”期間,農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在全國9個省市開展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)工程區(qū)域試點,形成了426項節(jié)本增效農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)產(chǎn)品技術(shù)和應(yīng)用模式[11]。圍繞設(shè)施溫室智能化管理的需求,自主研制出了一批設(shè)施農(nóng)業(yè)作物環(huán)境信息傳感器、多回路智能控制器、節(jié)水灌溉控制器、水肥一體化等技術(shù)產(chǎn)品,對提高我國溫室智能化管理水平發(fā)揮了重要作用。我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)取得重要突破,建立了天空地一體化的作物氮素快速信息獲取技術(shù)體系,可實現(xiàn)省域、縣域、農(nóng)場、田塊不同空間尺度和作物不同生育時期時間尺度的作物氮素營養(yǎng)監(jiān)測;研制的基于北斗自動導(dǎo)航與測控技術(shù)的農(nóng)業(yè)機(jī)械,在新疆棉花精準(zhǔn)種植中發(fā)揮了重要
作用,研制的農(nóng)機(jī)深松作業(yè)監(jiān)測系統(tǒng)解決了作
業(yè)面積和質(zhì)量人工核查難的問題,得到了大面積應(yīng)用。
在取得了大量成果的同時,我們還應(yīng)該明確,我國智慧農(nóng)業(yè)仍缺乏基礎(chǔ)研究和技術(shù)積累,整體技術(shù)水平與發(fā)達(dá)國家相差15~20年。具體表現(xiàn)在我國智慧農(nóng)業(yè)所面臨的不僅僅是技術(shù)“短板”問題,而是整體技術(shù)水平均較低的“短桶”問題[13]。
目前,制約我國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的短板技術(shù)有三項:一是農(nóng)業(yè)專用傳感器落后,我國目前自主研發(fā)農(nóng)業(yè)傳感器數(shù)量不到世界的10%,且穩(wěn)定性
差[14,15];二是動植物模型與智能決策準(zhǔn)確度低,很多情況是時序控制而不是按需決策控制;三是缺乏智能化精準(zhǔn)作業(yè)裝備,作業(yè)質(zhì)量差。在應(yīng)用推廣上,全國各省市都開展了智慧農(nóng)業(yè)應(yīng)用試點建設(shè),但大都處于“盆景”狀態(tài),缺乏智慧農(nóng)業(yè)大面積應(yīng)用的“風(fēng)景”。同時,大多數(shù)項目停留在信息的簡單傳輸與顯示,展示成分大于實際效果,與農(nóng)業(yè)融合深度不夠,缺乏解決農(nóng)業(yè)實際問題的效果。
智慧農(nóng)業(yè)具有顯著的多學(xué)科交叉的特點,由于農(nóng)業(yè)具備生物特性,將信息技術(shù)直接拿到農(nóng)業(yè)領(lǐng)域往往不能有效解決問題,必須開展基于農(nóng)業(yè)生物特性的農(nóng)業(yè)信息學(xué)(Ag-informatics)交叉研究,揭示基礎(chǔ)原理。然而,目前國家自然科學(xué)基金學(xué)科目錄中只在作物一級學(xué)科下設(shè)立作物信息學(xué),而與生物信息學(xué)對應(yīng)的農(nóng)業(yè)信息學(xué)沒有作為學(xué)科方向給予支持[16]。因此,國家在智慧農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)研究方面的支持力度還需繼續(xù)加大。
4? 我國智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的目標(biāo)任務(wù)
4.1? 國家戰(zhàn)略需求分析
當(dāng)前,我國農(nóng)業(yè)發(fā)展面臨著“誰來種地、怎樣種好地”的重大問題[17],面臨著質(zhì)量效益不高、國際競爭力不強(qiáng)等多重挑戰(zhàn)[18]?,F(xiàn)代信息技術(shù)為我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提供了前所未有的新動能,成為提高我國農(nóng)業(yè)質(zhì)量效益的新途徑。我國農(nóng)業(yè)在經(jīng)歷了人力和畜力為主的傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)(農(nóng)業(yè)1.0)、生物—化學(xué)農(nóng)業(yè)(農(nóng)業(yè)2.0)、機(jī)械化農(nóng)業(yè)(農(nóng)業(yè)3.0)之后[19],必須進(jìn)一步轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式,將現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合,大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)(農(nóng)業(yè)4.0)。
黨中央、國務(wù)院發(fā)布了系列政策文件支持智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展:《中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個五年規(guī)劃綱要》第二十章中指出,要“加強(qiáng)農(nóng)業(yè)與信息技術(shù)融合,發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)”[20];2016年8月,《“十三五”國家科技創(chuàng)新規(guī)劃》提出了發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的明確任務(wù)[21];《全國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃(2016-2020年)》提出實施“智慧農(nóng)業(yè)引領(lǐng)工程”[22];2018年2月,《中共中央國務(wù)院關(guān)于實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的意見》中明確提出,“大力發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè),實施智慧農(nóng)業(yè)林業(yè)水利工程,推進(jìn)物聯(lián)網(wǎng)試驗示范和遙感技術(shù)應(yīng)用”[23];2018年6月27日,李克強(qiáng)總理主持的國務(wù)院常務(wù)會議指出,“要加快現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中廣泛應(yīng)用、實施‘互聯(lián)網(wǎng)+’農(nóng)產(chǎn)品出村工程并鼓勵社會力量運用互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展各種親農(nóng)惠農(nóng)新業(yè)態(tài)、新模式,滿足‘三農(nóng)’發(fā)展多樣化需求”[24];2018年12月12日,李克強(qiáng)總理主持召開的國務(wù)院常務(wù)會議再次指出,要“推進(jìn)‘互聯(lián)網(wǎng)+農(nóng)機(jī)作業(yè)’,促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展”[25]。連續(xù)發(fā)布的多
個政策表明,發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)已成為重要國家戰(zhàn)略之一。
4.2? 智慧農(nóng)業(yè)戰(zhàn)略目標(biāo)
綜合智慧農(nóng)業(yè)的技術(shù)特征及我國發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的戰(zhàn)略需求,我國未來10年智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)為:瞄準(zhǔn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化與鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重大需求,突破智慧農(nóng)業(yè)核心技術(shù)、卡脖子技術(shù)與短板技術(shù),實現(xiàn)農(nóng)業(yè)“機(jī)器替代人力”、“電腦替代人腦”、“自主技術(shù)替代進(jìn)口”的三大轉(zhuǎn)變,提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化和經(jīng)營網(wǎng)絡(luò)化水平,加快信息化服務(wù)普及,降低應(yīng)用成本,為農(nóng)民提供用得上、用得起、用得好的個性化精準(zhǔn)信息服務(wù),大幅度提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、效能、效益,引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。
4.3? 重點任務(wù)
在戰(zhàn)略目標(biāo)的指導(dǎo)下,按照“抓重點、補短板、強(qiáng)弱項”思路,今后智慧農(nóng)業(yè)的8項重點發(fā)展任務(wù)如下:
(1)研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的農(nóng)業(yè)傳感器。傳感器是智慧農(nóng)業(yè)核心技術(shù),高端傳感器的核心部件(如激光器、光柵等)制約了智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。研發(fā)具有自主知識產(chǎn)權(quán)的土壤養(yǎng)分(氮素)傳感器、土壤重金屬傳感器、農(nóng)藥殘留傳感器、作物養(yǎng)分與病害傳感器、動物病毒傳感器以及農(nóng)產(chǎn)品品質(zhì)傳感器等。
(2)發(fā)展大載荷農(nóng)業(yè)無人機(jī)植保系統(tǒng)。包括研發(fā)載荷200kg以上的高端無人機(jī)的導(dǎo)航和仿形飛控平臺、作業(yè)裝備,重點攻克田間環(huán)境感知和自主作業(yè)避障技術(shù),發(fā)展大載荷自主控制農(nóng)業(yè)植保無人機(jī)平臺和精準(zhǔn)施藥技術(shù)裝備等。
(3)研制智能拖拉機(jī)。目前我國大馬力高端智能拖拉機(jī)主要依靠進(jìn)口。研制農(nóng)機(jī)傳感器高性能芯片,智能終端,基于國際標(biāo)準(zhǔn)的控制器局域網(wǎng)絡(luò)(Controller Area Network,CAN)總線技術(shù)控制模塊,攻克拖拉機(jī)自動駕駛技術(shù),包括農(nóng)機(jī)導(dǎo)航陀螺加速度傳感器、全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System,GNSS)板卡、ARM(Advanced RISC Machines)芯片、角度傳感器、電動方向盤電機(jī)和基增強(qiáng)技術(shù)等。
(4)研發(fā)農(nóng)業(yè)機(jī)器人。研發(fā)一批能承擔(dān)高勞動強(qiáng)度、適應(yīng)惡劣作業(yè)環(huán)境、完成高質(zhì)量作業(yè)要求的農(nóng)業(yè)作業(yè)機(jī)器人。如嫁接機(jī)器人、除草機(jī)器人、授粉機(jī)器人、打藥機(jī)器人以及設(shè)施溫室電動作業(yè)機(jī)器人等。
(5)解決農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)源問題。信息最初1km是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的最大瓶頸。建立高效、低成本的天空地信息獲取系統(tǒng),積極發(fā)展農(nóng)業(yè)專用衛(wèi)星,協(xié)同用好高分系列衛(wèi)星和國際其他衛(wèi)星資源,解決農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)源問題。
(6)發(fā)展農(nóng)業(yè)人工智能。充分利用新一代人工智能發(fā)展的歷史機(jī)遇,積極發(fā)展農(nóng)業(yè)人工智能。重點開展農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)智能研究,通過深度學(xué)習(xí)建立農(nóng)業(yè)知識圖譜實現(xiàn)作物病蟲害和動物個體智能識別與診斷,研究智能語音精準(zhǔn)信息服務(wù)系統(tǒng)等。
(7)開展集成應(yīng)用示范。推進(jìn)智慧農(nóng)場(大田精準(zhǔn)作業(yè))、智能植物工廠、智慧牧場、智慧漁場、智慧果園、農(nóng)業(yè)智能信息服務(wù)、典型農(nóng)業(yè)機(jī)器人、農(nóng)產(chǎn)品智能加工車間和智慧物流等的集成應(yīng)用示范。
(8)提升智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。通過研發(fā)農(nóng)業(yè)智能材料、農(nóng)業(yè)傳感器與儀器儀表、智能化農(nóng)機(jī)裝備、農(nóng)業(yè)智能機(jī)器人、農(nóng)業(yè)群體智能搜索引擎、農(nóng)業(yè)智能語音服務(wù)機(jī)器人、農(nóng)技推廣智能化工具箱、農(nóng)業(yè)軟件智能重構(gòu)工具產(chǎn)品,發(fā)展農(nóng)業(yè)裝備智能化生產(chǎn)線、農(nóng)業(yè)商務(wù)智能、農(nóng)業(yè)綜合信息智能服務(wù)、農(nóng)機(jī)智能調(diào)度與運維管理、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全智能監(jiān)管、農(nóng)業(yè)資源智能監(jiān)管、農(nóng)情監(jiān)測與智能會商、農(nóng)產(chǎn)品監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)平臺等提升智慧農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)。
5? 未來發(fā)展政策建議
完善的政策保障是產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展的關(guān)鍵,我國智慧農(nóng)業(yè)尚處于起步發(fā)展階段,建議政府在以下5個方面制定相應(yīng)政策措施,促進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)快速發(fā)展:
(1)加強(qiáng)政府支持。統(tǒng)籌各類政府資源,大幅度給予行業(yè)從業(yè)者政府資源支持。圍繞重點領(lǐng)域、重點產(chǎn)業(yè)實施一批智慧農(nóng)業(yè)重大項目工程,加強(qiáng)智慧農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究與應(yīng)用示范,總結(jié)經(jīng)驗,建立可復(fù)制、可推廣模式。
(2)制定相關(guān)資金補貼政策。鑒于農(nóng)業(yè)的社會公益性、生態(tài)區(qū)域性、高度分散和個性化特點,推廣智慧農(nóng)業(yè)不可能像工業(yè)那樣大規(guī)模復(fù)制,因此實施成本高、市場利潤低。建議相關(guān)部門類比農(nóng)機(jī)購置補貼政策,對智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)品和應(yīng)用主體給予政策性資金補貼,減免農(nóng)村地區(qū)互聯(lián)網(wǎng)接入費用和農(nóng)民移動通訊、數(shù)據(jù)傳輸費用。
(3)加強(qiáng)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)。依托聯(lián)盟、協(xié)會等團(tuán)體和組織,快速建立包括數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、市場準(zhǔn)入標(biāo)準(zhǔn)等的團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn),并積極推動國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的建設(shè)。建立國家和行業(yè)認(rèn)可的第三方產(chǎn)品、技術(shù)檢測平臺。
(4)開放數(shù)據(jù)共享。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)具有散亂雜、孤島林立等特點,建議政府部門加強(qiáng)農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的收集和整合,并在一定范圍內(nèi)開放相關(guān)數(shù)據(jù),建立共享機(jī)制。對于進(jìn)入國內(nèi)市場的外國企業(yè)產(chǎn)品,要求其提供數(shù)據(jù)接口標(biāo)準(zhǔn)。
(5)加強(qiáng)人才隊伍建設(shè)。培養(yǎng)農(nóng)業(yè)與信息多學(xué)科交叉的人才,建議教育機(jī)構(gòu)在高校研究生課程中開設(shè)智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)課程,鼓勵信息領(lǐng)域人才進(jìn)入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域開展相關(guān)科學(xué)研究與應(yīng)用推廣;積極開展技術(shù)培訓(xùn),建設(shè)懂技術(shù)會操作的智慧農(nóng)業(yè)推廣隊伍。
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State-of-the-art and recommended developmental strategic
objectivs of smart agriculture
Chunjiang Zhao
(National Engineering Research Center for Information Technology in Agriculture, Beijing 100097, China)
Abstract: With the wide applications of modern information technology in agriculture, agricultural intelligent technology revolution with manifestation of smart agriculture is coming. Smart agriculture is an advanced stage in the development of agricultural informatization from digitalization to networking to intelligence, it forms a new way of agricultural production, i.e., taking information and knowledge as the core elements, and integrating modern information technology such as internet, internet of things (IoT), big data, cloud computing, artificial intelligence, intelligent equipment, and so on, to realize agricultural information perception, quantitative decision-making, intelligent control, precise input, and personalized service. Smart agriculture is a milestone in the development of agriculture and has become the development trend of modern agriculture in the world. In this article, the policies, measures, and programs for encouraging the development of smart agriculture issued by Japan, the European Union, the United Kingdom, Canada, the United States, and other countries and regions were summarized, the development history from 1.0 version to 4.0 version of agriculture and development status of smart agriculture in China were also analyzed: remarkable results has achieved, at the end of 2017, the proportion of internet access in administrative villages reached 96%, 204,000 villages established the AgroSciences Information Agency, the retail sales of rural networks reached RMB 1.25 trillion Yuan, 426 cost-effective agricultural IoT products and technologies have been formed by the implementation of IoT pilot project. Behind the rapid development, smart agriculture in China still faces the problems of lack of basic research and technology accumulation, technologies such as sensors for agriculture, animal and plant models with intelligent decision-making, intelligent and precise operation equipment are the main short-boards. The pilot construction projects for the application of smart agriculture have been carried out all over the country, however, the role of display was greater than the actual effect. In order to solving the problems and achieving development demand, the strategic objectives of breaking through the core technologies, realizing the three major changes of "machine replacing manpower", "computer replacing human brain", and "independent technology replacing imports", improving the agricultural production level of intelligence and management network, accelerating the popularization of information services, and reducing application cost, providing farmers with personalized and precise information services that are affordable, and well-used, greatly improving agricultural production efficiency, and guiding the development of modern agriculture were proposed. Based on the analysis above, finally, eight key tasks including developing agricultural sensors, large-load agricultural UAV (unmanned aerial vehicle) protection systems, smart tractors, agricultural robots, agricultural big data, agricultural artificial intelligence, integrated applications and smart agricultural industry, and five policy recommendations including strengthening government support, formulating relevant subsidy policies, strengthening technical standards, and opening data sharing for the future development of smart agriculture in China were proposed.
Key words: smart agriculture; digitalization; networking; intelligent production; precise information service; agricultural 4.0; agricultural internet of things; agricultural artificial intelligence