《智慧农业》编委会主任刘继芳研究员:基于物联网、大数据的智慧农业在中国的探索和发展

2019年5月18日,刘继芳研究员在《智慧农业》编辑部举办的“2019智慧农业青年学术研讨会”上做了题为《基于物联网、大数据的智慧农业在中国的探索和发展》的报告,报告从智慧农业技术体系、中国智慧农业关键技术研发与应用、中国智慧农业发展展望三方面展开论述。以下是报告部分内容。

刘继芳研究员

在2019智慧农业青年学术研讨会上作报告

智慧农业是现代农业信息技术与农业产业的深度融合,形成以信息流、农业感知、处理、应用、控制的技术,是现代农业产业体系、经营体系和管理服务体系的基础,是现代农业的高级阶段与发展方向。智慧农业既是发展理念,体现了方法论,也是一种生产方式,体现了生产力水平。

智慧农业的表现形式是多种多样的。从数据理论的角度来看,智慧农业技术体系包括传感器、处理器、图像识别、定位、大数据、机械手等。这一系列过程实际总结为数据获取、处理和应用三个层面。这三个层面代表了当前智慧农业研究的领域与方向。

在数据获取方面,我国以农业传感器为核心,通过卫星、无人机和地面监测为手段的天空地一体化的农业多尺度数据获取体系已经逐步建立起来了。

在数据处理方面,数据挖掘、智能飞行等技术不断创新运用,农业大脑正在逐步的形成。大数据技术不断更新迭代,创新利用,让数据的处理越发像人脑一样,具备思考能力。

在数据应用方面,依靠农业大脑来控制机器,实现业务操作,如农业机器人等实现了大田、设施农业方面的控制。

随着技术的发展,智慧农业的概念是不断变化的。而随着农业的发展,智慧农业的含义会更加丰富,也会诞生新的技术运用在其他行业,引领其他行业的发展。

那么智慧农业在中国有哪些方面的关键技术研发与应用?2013年的时候农业农村部发布了《农业物联网区域试验工程工作方案》,在天津设立农业与水产养殖试验区,在安徽设立大田物联网试验区等,再延伸到江苏、吉林等地。

当前的典型应用是植保无人机,它的喷药效率是传统喷药技术的60倍以上。现在无人机的飞行高度、喷洒方式都会对雾滴的漂移产生影响。下一步研发的重点是精准施药技术和开发高效的遥感系统。在温室环境控制方面优化了生产环境,生产效率有了很大的提高。目前奶牛的发情监测系统得到了初步运用,通过获得活动信号,感知判断牛的状态,如今已有多家公司投入使用,获得了比较好的效果。在养殖水域方面,目前可以监测多项指标,通过数据分析为动物提供良好的生存环境。

2014年,多国集中展示推荐了310项农业物联网技术和产品。2015年又向社会集中发布了116项节能增效的物联网模式,给大田、设施、养殖、自然环境、水产方面形成了一批节能增效的模式。 2016-2017年又陆续介绍了水果、果蔬种植、食品的物联网的推广应用。

中国2017发布了2017-2020年数字农业建设试点整体方案。2018年又批准建设一批智能化农业建设的项目,包括支持建设数字农业的试点县、重点农产品、产业链等。这些项目得到了国家财政的大力支持与当地的政策扶持。

刘继芳研究员

我国2015年发布的大数据发展纲要包括了农业行业的大数据发展。2015年底,农业部发布关于推进农村大数据发展的实施意见,指出充分发挥大数据在农业农村发展上的重要功能和重要潜力,努力支持和服务农业现代化。

对于中国智慧农业的发展态势与如何发展,首先要正视短板与挑战:我国核心芯片、传感器原始研发能力动力不足,人工智能技术人才稀缺。据了解,目前全世界掌握人工智能技术的人才有190万人,中国只占少部分。关于人工智能的课程,中国也处于弱势。另外,模型算法创新能力不足,智能农机装备起步晚、数量少。

有挑战就有机遇,如今政府高度重视智慧农业,国家大力规划推广农业信息化建设。人工智能研发投入巨大的企业数量上在不断在增加。我国发展速度快,据农业物联网领域研发热度国别分析报告表明,中国sci论文数量在农业物联网领域已经超越美国,质量不低。

农业多样性的发展对智慧农业与多样化的需求提供了广阔应用。农产品方面,环境资源分布差距大;技术方面,适应于不同环境的农机装备的供应性不明显。再者是发展智慧农业的紧迫性。随着人口红利不断下降,人工成本不断增加,要求我们用现代化技术解决问题。智慧农业经济效益越来越明显,信息农业规划布局越来越重要。智慧农业将有更好的、更多的、更广泛的研发技术发展趋势。

后期我们要重点关注社会重点扶持的四大板块:大田种植业、设施数字农业、畜禽养殖数字农业和水产养殖数字农业,来推动智慧农业更好的发展。以后大量的高强度的人类劳动要被智能化农业设备取代,让农民从繁重的体力劳动中解放出来,让农业成为人们羡慕的行业。

本文为录音整理节选稿,经本人确认发表。

转载请联系编辑部授权。

编委简介

刘继芳,男,博士,研究员。现任中国农业科学院农业信息研究所党委书记兼任副所长,中国农学会计算机应用分会副理事长,中国农村专业技术协会常务理事兼副秘书长,《智慧农业》期刊编委会主任等职务。长期从事可持续发展与信息技术研究工作。主持和参加了国家科技重点攻关、国家自然科学基金、国家行业科技、北京自然科学基金、中国农业科学院等20余项科研项目的研究工作。发表论文60多篇,出版专著3部,曾获国家科学技术进步二等奖、新疆自治区科技进步三等奖、农业部科技进步三等奖、国家教育部科技进步二等奖、中国农学会计算机农业应用分会优秀青年科技工作者等重要奖励。

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《智慧农业》期刊

《智慧农业(Smart Agriculture)》季刊是由中华人民共和国农业农村部主管,中国农业科学院农业信息研究所主办,《智慧农业》编辑委员会学术指导,《智慧农业》编辑部编辑出版的国内外公开发行的农业科学类学术期刊。期刊聚焦农业信息技术发展前沿与热点,刊载和传播国内外最新研究成果,通过搭建高水平学术交流平台,引领学术研究方向,服务行业科学决策,培养高水平创新人才,促进学科发展。

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