“數(shù)字化是科技賦能農(nóng)業(yè)最有力的體現(xiàn)。
農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的關(guān)鍵基礎(chǔ)，同時也是國家安全的重要保障，自古以來，我國對于農(nóng)業(yè)發(fā)展就極為重視。但近年來，農(nóng)業(yè)資源和需求間的矛盾不斷凸顯，如何利用有限資源滿足更多人的需求，成為我國亟待解決的問題。
數(shù)字經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展背景下，“數(shù)字農(nóng)業(yè)”應(yīng)運而生。數(shù)字農(nóng)業(yè)是將數(shù)字化信息作為農(nóng)業(yè)新的生產(chǎn)要素，用數(shù)字信息技術(shù)對農(nóng)業(yè)對象、環(huán)境和全過程進(jìn)行可視化表達(dá)、數(shù)字化設(shè)計、信息化管理的新興農(nóng)業(yè)發(fā)展形態(tài)，是數(shù)字經(jīng)濟(jì)范疇下用數(shù)字化重組方式對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進(jìn)行變革和升級的典型應(yīng)用之一。
01、數(shù)字農(nóng)業(yè)是什么？
數(shù)字農(nóng)業(yè)是信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的綜合和全面的應(yīng)用。具體來講，數(shù)字農(nóng)業(yè)是指將遙感、地理信息系統(tǒng)、定位系統(tǒng)、計算機(jī)技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動化技術(shù)等高新技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來，從而實現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全過程中，對農(nóng)作物從規(guī)劃、投入、生產(chǎn)，到農(nóng)產(chǎn)品收獲、加工、營銷等全過程模擬、監(jiān)測、判斷、預(yù)測和建議等，達(dá)到提高資源利用率，降低成本，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，改善生態(tài)環(huán)境的目的。
數(shù)字農(nóng)業(yè)從概念的產(chǎn)生，到實踐中的探索、發(fā)展和應(yīng)用，一直在不斷豐富和完善之中。對于數(shù)字農(nóng)業(yè)的定義和理解也因人而異。綜合世界主要農(nóng)業(yè)國家的科研和企業(yè)的實踐，筆者在這里給大家做一個階段性的總結(jié)。
數(shù)字農(nóng)業(yè)是一個集合概念，它主要包含以下4個主要部分：
1.農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)（InternetofThings）
農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)從本質(zhì)上講，是一套數(shù)控系統(tǒng)。在一個特定的封閉系統(tǒng)內(nèi)，以探頭、傳感器、攝像頭等設(shè)備為基礎(chǔ)的物物相聯(lián)。它根據(jù)已經(jīng)確定的參數(shù)和模型，進(jìn)行自動化調(diào)控和操作。由于需要以硬件設(shè)備的投資和聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)，因此投資額較大，主要用于設(shè)施農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程的管理和操作，也用于農(nóng)產(chǎn)品的加工、倉儲和物流管理。
2.農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)（BigData）
農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)是與農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)相對應(yīng)的概念，它是一個數(shù)據(jù)系統(tǒng)，在開放系統(tǒng)中收集、鑒別、標(biāo)識數(shù)據(jù)，并建立數(shù)據(jù)庫，通過參數(shù)、模型和算法來組合和優(yōu)化多維和海量數(shù)據(jù)，為生產(chǎn)操作和經(jīng)營決策提供依據(jù)，并實現(xiàn)部分自動化控制和操作。因為它是在完全開放的系統(tǒng)中運作，因此主要用于大田農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)和農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的操作和經(jīng)營。
3.精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)（PrecisionFarming）
精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是建立在農(nóng)機(jī)硬件基礎(chǔ)上的執(zhí)行和操作系統(tǒng)。它主要是以農(nóng)機(jī)的單機(jī)硬件為基礎(chǔ)，配以探測設(shè)備和智能化的控制軟件，以實現(xiàn)精準(zhǔn)操作，變量控制（包括變量播種、變量施肥、變量噴藥等），無人駕駛，以及理想的工作環(huán)境和場景適配。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)強調(diào)的是（單體）設(shè)備和設(shè)施操作的精準(zhǔn)和智能化控制，是硬件+軟件。
4.智慧農(nóng)業(yè)（SmartAgriculture）
智慧農(nóng)業(yè)是建立在經(jīng)驗?zāi)Ｐ突A(chǔ)之上的專家決策系統(tǒng)，其核心是軟件系統(tǒng)。智慧農(nóng)業(yè)強調(diào)的是智能化的決策系統(tǒng)，配之以多種多樣的硬件設(shè)施和設(shè)備，是系統(tǒng)+硬件。智慧農(nóng)業(yè)的決策模型和系統(tǒng)可以在農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
2016年，谷歌旗下DeepMind的AlphaGo橫空出世，把人工智能為（AI）的決策水平提高到一個前所未有的高度，讓人們認(rèn)識到人工智能發(fā)展的提速和廣闊的前景，也為數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展注入了強心針。
由于數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展還處于早期階段，對于其核心的組成部分以及各個部分的理解還有不少歧義，因此，概念被用錯和被混為一談的事情經(jīng)常發(fā)生。
數(shù)字農(nóng)業(yè)未來的發(fā)展前景雖然非常富有吸引力，但是由于農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)涉及的品類和品種繁多，生產(chǎn)過程漫長和復(fù)雜，不可控因素多，變量多，因此數(shù)字農(nóng)業(yè)從單點突破到全面進(jìn)步和應(yīng)用還需要假以時日。
02、數(shù)字農(nóng)業(yè)有哪些優(yōu)勢
1.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度專業(yè)化、規(guī)?；?、企業(yè)化
美國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的專業(yè)化是多層次的，這主要表現(xiàn)在地區(qū)專業(yè)化、農(nóng)場專業(yè)化和生產(chǎn)工藝專業(yè)化。美國大陸劃分為幾個主要的作物帶，每個作物帶中更適合一種作物的生長，如著名的“玉米帶”、“奶牛帶”等；絕大多數(shù)的農(nóng)場只生產(chǎn)一種作物，進(jìn)行大規(guī)模種植；而有的農(nóng)場只生產(chǎn)一種作物的一個品種，或只做一種作物的育種。這樣因地制宜、各有所專，達(dá)到了專業(yè)化與規(guī)模化的很好結(jié)合，形成了專業(yè)化生產(chǎn)、集約化經(jīng)營、企業(yè)化管理現(xiàn)代產(chǎn)業(yè)模式。
2.農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系完善
美國已形成發(fā)達(dá)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后緊密銜接的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)體系，包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料的生產(chǎn)和供應(yīng)，以及農(nóng)產(chǎn)品的收獲后的儲藏、運輸、加工和銷售等部門。他們分工明確，高效協(xié)作，在相關(guān)農(nóng)業(yè)法律體系的維護(hù)下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有序而高效。
3.農(nóng)業(yè)教育、科研和推廣“三位一體”
美國的農(nóng)業(yè)是由私人經(jīng)營的，但各級政府積極支持農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，建立了富有特色的“三位一體”的農(nóng)業(yè)教育科研和推廣體系，農(nóng)學(xué)院同時承擔(dān)農(nóng)業(yè)教育、科研和推廣三項職能，使教學(xué)科研和推廣緊密地結(jié)合起來，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供強大的技術(shù)推動力。
國內(nèi)數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀
近年來，我國數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)得到快速發(fā)展，突破了一批數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)，開發(fā)一批實用的數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)品，建立了網(wǎng)絡(luò)化數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺。
例如農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在陜西省試點的“蘋果產(chǎn)業(yè)大數(shù)據(jù)中心”，托普云農(nóng)為浙江省政府搭建的智慧農(nóng)業(yè)云平臺都是數(shù)字農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例。
目前，在農(nóng)業(yè)數(shù)字信息標(biāo)準(zhǔn)體系、農(nóng)業(yè)信息采集技術(shù)、大比例尺的農(nóng)業(yè)空間信息資源數(shù)據(jù)庫、農(nóng)作物生長模型、動植物數(shù)字化虛擬設(shè)計技術(shù)、農(nóng)業(yè)問題遠(yuǎn)程診斷、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程教育多媒體信息系統(tǒng)、嵌入式手持農(nóng)業(yè)信息技術(shù)產(chǎn)品、溫室環(huán)境智能控制系統(tǒng)、數(shù)字化農(nóng)業(yè)宏觀監(jiān)測系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)生物信息學(xué)方面的研究應(yīng)用上，企業(yè)都取得了重要的階段性成果，通過不同類型地區(qū)應(yīng)用示范，初步形成了我國數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)框架和數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)體系、應(yīng)用體系和運行管理體系，促進(jìn)了我國農(nóng)業(yè)信息化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程。
03、中國數(shù)字農(nóng)業(yè)面臨的4大難題
中國的數(shù)字農(nóng)業(yè)依然處在相對早期的階段，大量硬件投入實際上還未完全解決農(nóng)業(yè)的根本問題。很多地方的數(shù)字農(nóng)業(yè)建設(shè)，都存在“增量不增收”，“種，產(chǎn)，銷”三個階段脫節(jié)，或者數(shù)字概念脫離實際生產(chǎn)環(huán)境等問題。具體包括：
1.重硬件，輕軟件
無論是政府還是農(nóng)戶容易把數(shù)字農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)機(jī)械化的概念相混淆。數(shù)字農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)機(jī)械化的根本區(qū)別在于，機(jī)械化是用機(jī)械來代替人工勞動，數(shù)字農(nóng)業(yè)則是以數(shù)據(jù)來驅(qū)動機(jī)械實現(xiàn)自動化運轉(zhuǎn)和智能化調(diào)節(jié)。沒有數(shù)據(jù)和軟件來驅(qū)動的物聯(lián)網(wǎng)，其實還是工具，與機(jī)械農(nóng)業(yè)并無本質(zhì)上的差別。打通軟件平臺才有打開大數(shù)據(jù)，智慧農(nóng)業(yè)，數(shù)字經(jīng)濟(jì)大門的鑰匙。
2.有數(shù)據(jù)，沒智慧
數(shù)據(jù)是數(shù)字農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)資源，近年來政府與企業(yè)多在數(shù)據(jù)采集上投入重金。然而，由于缺乏明確的業(yè)務(wù)化方向和必要的數(shù)據(jù)運營技能，對獲取數(shù)據(jù)的質(zhì)量控制、分析加工和建模應(yīng)用方面的工作相對滯后。數(shù)據(jù)的獲取與應(yīng)用是一個雙向互動的過程，只有不斷嘗試?yán)脭?shù)據(jù)產(chǎn)生業(yè)務(wù)價值，才能建立有價值的數(shù)據(jù)采集渠道。
3.數(shù)字經(jīng)濟(jì)薄弱
當(dāng)前中國數(shù)字農(nóng)業(yè)的絕大部分應(yīng)用還停留在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，嚴(yán)格來說處于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)3.0的初級階段，產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)的信息化和經(jīng)濟(jì)化程度較低。雖然農(nóng)業(yè)部提出了“全產(chǎn)業(yè)鏈”的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展路徑，尚未能充分激發(fā)產(chǎn)業(yè)鏈其他環(huán)節(jié)的潛力，農(nóng)產(chǎn)品電商的經(jīng)營方式也還未開始數(shù)據(jù)驅(qū)動的嘗試。農(nóng)業(yè)的數(shù)字經(jīng)濟(jì)和其他的數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵因素有所不同，其實農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟(jì)是以市場資本反向驅(qū)動的。農(nóng)業(yè)電商的模式是以數(shù)字驅(qū)動市場經(jīng)濟(jì)，在市場推廣營運、產(chǎn)品特性、物流等方面受到了非常多的阻力，如若當(dāng)反向驅(qū)動形成現(xiàn)實，一切問題就變得簡單起來。
4.產(chǎn)品化能力弱
近年來，農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)服務(wù)企業(yè)層出不窮，但對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體的服務(wù)能力普遍不足，產(chǎn)品市場化困難。數(shù)據(jù)產(chǎn)品的服務(wù)能力嚴(yán)重依賴于數(shù)據(jù)質(zhì)量，隨著高價值數(shù)據(jù)的不斷積累，有望提升產(chǎn)品實用性。只有持續(xù)打造有生命力的數(shù)據(jù)產(chǎn)品，才能撬動龐大的農(nóng)業(yè)數(shù)字化市場。
04、未來數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢
以“數(shù)字化”為特征的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)4.0是毋庸置疑的未來，數(shù)字農(nóng)業(yè)將帶來更高的產(chǎn)業(yè)效率，更公平的價值分配，更可持續(xù)的發(fā)展方式。我們認(rèn)為中國數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展將呈現(xiàn)以下六大趨勢：
1.數(shù)據(jù)供應(yīng)定制化
數(shù)據(jù)資源是發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)的基石。目前中國數(shù)字農(nóng)業(yè)面臨數(shù)據(jù)采集成本較高的困境。隨著數(shù)據(jù)思維深入人心，數(shù)據(jù)采集的組織成本將大幅下降；隨著農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的升級換代、公共數(shù)據(jù)的不斷開源以及從業(yè)者信息化水平的提升，數(shù)據(jù)采集的顯性成本將不斷減少。未來所有的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)單元都將擁有定制化的數(shù)據(jù)供應(yīng)系統(tǒng)。而且，數(shù)據(jù)倉庫里的靜態(tài)資源將隨著擁有者的數(shù)字化能力提升而不斷流入產(chǎn)業(yè)鏈，通過交換、融合或再生，去不斷創(chuàng)造價值，實現(xiàn)業(yè)務(wù)的數(shù)字化驅(qū)動。
2.數(shù)據(jù)模型國產(chǎn)化
發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)價值是數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展的動力之源。以色列可以把硬件設(shè)備賣給我們，卻絕不開放后臺系統(tǒng)，因為真正的核心技術(shù)是實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值的模型。當(dāng)下，隨著大國科技競爭的加劇，引進(jìn)科技成果的壁壘不斷增高，而且由于國內(nèi)外農(nóng)業(yè)業(yè)態(tài)差異大，我們無法套用國外的模式與模型。另一方面，中國不斷鼓勵科研成果的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，產(chǎn)業(yè)與學(xué)術(shù)、農(nóng)業(yè)與數(shù)據(jù)科學(xué)的跨界合作正在逐步深入，因此實現(xiàn)產(chǎn)業(yè)核心數(shù)據(jù)模型的自主研發(fā)是大勢所趨。
3.農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化
機(jī)械化與智能化之間只隔著一個“數(shù)據(jù)驅(qū)動”的距離。中國制造2025戰(zhàn)略明確把“智能制造”作為主攻方向，順應(yīng)市場潮流，海爾、金風(fēng)等老牌制造廠商已經(jīng)積極開展數(shù)字化轉(zhuǎn)型，尋找新的增長點。農(nóng)機(jī)廠商也必將不斷利用數(shù)據(jù)為機(jī)械賦能，適應(yīng)數(shù)字農(nóng)場的場景需求，實現(xiàn)從制造商向服務(wù)商的轉(zhuǎn)型升級。
4.產(chǎn)業(yè)鏈虛擬化
隨著農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)各環(huán)節(jié)數(shù)字化程度的有效提升，當(dāng)數(shù)字化的機(jī)器智能與商業(yè)智能走進(jìn)生產(chǎn)與經(jīng)營，產(chǎn)業(yè)鏈將不斷走進(jìn)網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)絡(luò)世界逐步完成現(xiàn)實的數(shù)字化映射。產(chǎn)業(yè)鏈虛擬化將進(jìn)一步推動消除信息不對稱，提高產(chǎn)業(yè)效率，發(fā)現(xiàn)新的增長。
5.供應(yīng)鏈金融普惠化
近年來供應(yīng)鏈金融迅猛發(fā)展，據(jù)測算，到2020年，中國供應(yīng)鏈金融的市場規(guī)模可達(dá)14.98萬億元。供應(yīng)鏈金融是產(chǎn)業(yè)優(yōu)化的重要組成部分。它通過優(yōu)化資金流來促進(jìn)產(chǎn)業(yè)、特別是中小企業(yè)的健康發(fā)展。通過物聯(lián)網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新興技術(shù)的應(yīng)用，數(shù)字農(nóng)業(yè)將有效推動中小企業(yè)有機(jī)的融入產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡(luò)體系，為供應(yīng)鏈金融普惠化提供堅實的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)；同時，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)虛擬化進(jìn)程所帶來的產(chǎn)業(yè)信息透明化和主體信用可追溯也將為金融風(fēng)險的量化管理提供切實的保障。
6.數(shù)據(jù)安全增強化
無論是農(nóng)田數(shù)據(jù)還是企業(yè)的經(jīng)營數(shù)據(jù)都是反映從業(yè)者生產(chǎn)經(jīng)營狀況的關(guān)鍵信息。數(shù)據(jù)帶給產(chǎn)業(yè)動能的同時，也存在被濫用的風(fēng)險。因此，數(shù)據(jù)安全是產(chǎn)業(yè)數(shù)字化發(fā)展的基本保障。存儲和應(yīng)用數(shù)據(jù)的信息化系統(tǒng)安全性的訴求將不斷增強，數(shù)據(jù)權(quán)屬問題也將隨著法律的完善而得到妥善解決，解除產(chǎn)業(yè)數(shù)字化的后顧之憂。
