智慧地球衍生智慧農(nóng)業(yè)

　　智慧農(nóng)業(yè)的概念由智慧地球這一概念衍生而來(lái)。2008年IBM公司首次提出“智慧地球”概念。之后，智慧概念被廣泛采納應(yīng)用，智慧農(nóng)業(yè)正是在這種潮流下應(yīng)運(yùn)而生。

　　智慧農(nóng)業(yè)重點(diǎn)在于“智慧”，體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的全產(chǎn)業(yè)鏈條建設(shè)中。它一般指利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)和5S技術(shù)（即遙感系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、專(zhuān)家系統(tǒng)、智慧化決策知識(shí)系統(tǒng)）等實(shí)現(xiàn)耕種作業(yè)精準(zhǔn)化、基礎(chǔ)設(shè)施智能化和產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)代化。

　　它涵蓋范圍非常廣，采用互聯(lián)網(wǎng)為代表的信息手段對(duì)農(nóng)業(yè)實(shí)現(xiàn)全程信息服務(wù)與指導(dǎo)，采用創(chuàng)新商業(yè)運(yùn)營(yíng)模式，外延擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)范疇。

　　本文節(jié)選于《中外農(nóng)業(yè)概覽》2018年1月刊，原標(biāo)題《智慧農(nóng)業(yè)為農(nóng)業(yè)發(fā)展安裝“最強(qiáng)大腦”》

　　頂層設(shè)計(jì)搭建四梁八柱

　　黨的十八大以來(lái)，我國(guó)大力推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)建設(shè)，加快現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)農(nóng)村領(lǐng)域的推廣應(yīng)用，農(nóng)業(yè)信息化政策密集出臺(tái)，搭建起了發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的四梁八柱。

　　2015年3月5日，李克強(qiáng)總理在政府工作報(bào)告中，第一次將“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)提升至國(guó)家戰(zhàn)略。4個(gè)月后，國(guó)務(wù)院印發(fā)了《關(guān)于積極推進(jìn)“互聯(lián)網(wǎng)+”行動(dòng)的指導(dǎo)意見(jiàn)》，將“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)作為11項(xiàng)重點(diǎn)行動(dòng)之一，明確提出利用互聯(lián)網(wǎng)提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)、管理和服務(wù)水平，促進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化水平明顯提升的總體目標(biāo)。

　　2016年3月，《國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展“十三五“規(guī)劃綱要》明確提出要加強(qiáng)農(nóng)業(yè)與信息技術(shù)融合；2016年底，國(guó)務(wù)院先后印發(fā)《全國(guó)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃（2016-2020年）》《“十三五”國(guó)家信息化規(guī)劃》，對(duì)全面推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化作出總體部署。

　　2017年7月，國(guó)務(wù)院印發(fā)《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》，推動(dòng)人工智能與各行業(yè)融合創(chuàng)新，在農(nóng)業(yè)、物流、金融等重點(diǎn)行業(yè)和領(lǐng)域開(kāi)展人工智能應(yīng)用試點(diǎn)示范，推進(jìn)產(chǎn)業(yè)智能化升級(jí)。

　　順著這一思路，農(nóng)業(yè)部也相繼出臺(tái)《“互聯(lián)網(wǎng)+”現(xiàn)代農(nóng)業(yè)三年行動(dòng)實(shí)施方案》《“十三五”全國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化發(fā)展規(guī)劃》等文件，提出以建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)為目標(biāo)，加快推進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化、經(jīng)營(yíng)網(wǎng)絡(luò)化、管理數(shù)據(jù)化、服務(wù)在線化，全面提高農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化水平。

　　智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展正逢其時(shí)。抓住“互聯(lián)網(wǎng)+”時(shí)代機(jī)遇，將信息化與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)深度融合，成為“三農(nóng)”工作者的共識(shí)。

　　深入推進(jìn)實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展

　　農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)：2013年以來(lái)，農(nóng)業(yè)部相繼支持天津、上海、安徽開(kāi)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗(yàn)工程，加強(qiáng)對(duì)北京、黑龍江農(nóng)墾、江蘇、內(nèi)蒙古、新疆等國(guó)家物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用示范工程實(shí)施指導(dǎo)，今年新增吉林、江蘇2個(gè)省份開(kāi)展農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)區(qū)域試驗(yàn)，總結(jié)推廣了426項(xiàng)節(jié)本增效農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)軟硬件產(chǎn)品、技術(shù)和模式。同時(shí)，今年還認(rèn)定了104個(gè)全國(guó)農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化示范基地。

　　信息進(jìn)村入戶(hù)：2014年以來(lái)，農(nóng)業(yè)部先后組織26個(gè)省(區(qū)、市)、116個(gè)縣(市、區(qū))開(kāi)展了信息進(jìn)村入戶(hù)試點(diǎn)。在試點(diǎn)取得經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，今年全面實(shí)施信息進(jìn)村入戶(hù)工程，并在遼寧、吉林、黑龍江、江蘇等10省市開(kāi)展整省推進(jìn)示范。目前已建成運(yùn)營(yíng)7萬(wàn)個(gè)益農(nóng)信息社。

　　手機(jī)培訓(xùn)：2015年底以來(lái),農(nóng)業(yè)部在全國(guó)開(kāi)展農(nóng)民手機(jī)應(yīng)用技能培訓(xùn)，計(jì)劃用3年時(shí)間把培訓(xùn)覆蓋到所有有需求的農(nóng)民，并堅(jiān)持在每年春分日啟動(dòng)全國(guó)農(nóng)民手機(jī)應(yīng)用技能培訓(xùn)周活動(dòng)。今年3月，在培訓(xùn)周活動(dòng)期間，累計(jì)有410.3萬(wàn)人觀看網(wǎng)絡(luò)直播、登錄平臺(tái)學(xué)習(xí)和參與網(wǎng)上活動(dòng)。

　　農(nóng)業(yè)電子商務(wù)：2016年，農(nóng)業(yè)部在北京、河北、吉林等10個(gè)?。▍^(qū)、市）分別開(kāi)展農(nóng)產(chǎn)品、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)資料和休閑農(nóng)業(yè)電子商務(wù)試點(diǎn)。目前,我國(guó)農(nóng)村電子商務(wù)發(fā)展迅猛,跨區(qū)域電商平臺(tái)與本地電商平臺(tái)共同發(fā)展、東中西部競(jìng)相迸發(fā)、農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)城與工業(yè)品下鄉(xiāng)雙向互動(dòng)的發(fā)展格局正在形成。

　　農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)：2017年初起，農(nóng)業(yè)部每日發(fā)布“農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng)200指數(shù)”，每周發(fā)布重點(diǎn)監(jiān)測(cè)的鮮活農(nóng)產(chǎn)品批發(fā)市場(chǎng)價(jià)格、“國(guó)際大宗農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格”，每月發(fā)布水稻、小麥等19個(gè)品種的供需形勢(shì)分析月報(bào)，每季度召開(kāi)重點(diǎn)農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)信息發(fā)布會(huì)，每年召開(kāi)中國(guó)農(nóng)業(yè)展望大會(huì)、發(fā)布《中國(guó)農(nóng)業(yè)展望報(bào)告》，形成兼顧短中長(zhǎng)期、定期與不定期相結(jié)合的農(nóng)產(chǎn)品市場(chǎng)信息權(quán)威發(fā)布機(jī)制。今年，還認(rèn)定38家農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)實(shí)踐案例。

　　關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)亮智慧之光

　　智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)體系主要包括農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)和農(nóng)業(yè)云平臺(tái)等三方面。智慧農(nóng)業(yè)要實(shí)現(xiàn)跨越發(fā)展，須在“質(zhì)量”上下功夫。

　　基于物聯(lián)網(wǎng)的農(nóng)業(yè)感知技術(shù)

　　通過(guò)各種無(wú)線傳感器實(shí)時(shí)采集農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的溫濕度、光照、二氧化碳濃度等參數(shù)，利用視頻監(jiān)控設(shè)備獲取農(nóng)作物的生長(zhǎng)狀況等信息，遠(yuǎn)程監(jiān)控農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，同時(shí)將采集的參數(shù)和獲取的信息進(jìn)行數(shù)字化轉(zhuǎn)換和匯總后，經(jīng)傳輸網(wǎng)絡(luò)實(shí)時(shí)上傳到智能管理系統(tǒng)中；系統(tǒng)按照農(nóng)作物生長(zhǎng)的各項(xiàng)指標(biāo)要求，精確地遙控農(nóng)業(yè)設(shè)施自動(dòng)開(kāi)啟或者關(guān)閉（如遠(yuǎn)程控制節(jié)水澆灌、節(jié)能增氧等），實(shí)現(xiàn)智能化的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，系統(tǒng)規(guī)劃農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)園分布、合理選配農(nóng)作物品種、在線疾病識(shí)別和治理、科學(xué)指導(dǎo)生態(tài)輪作。

　　利用RFID、條碼等識(shí)別技術(shù)，搭建農(nóng)產(chǎn)品安全溯源系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品全流程安全溯源，促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品的品牌建設(shè)，提升農(nóng)產(chǎn)品的附加值。

　　基于大數(shù)據(jù)的農(nóng)業(yè)分析技術(shù)

　　大數(shù)據(jù)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中將發(fā)揮重要作用，基于當(dāng)?shù)囟嗄甑臍庀笮畔ⅰ⒆魑锱c土壤信息、管理信息、市場(chǎng)流通與消費(fèi)等信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、案例對(duì)比和模式判別等分析，可以提供更加智慧的各類(lèi)農(nóng)業(yè)服務(wù)。在大數(shù)據(jù)時(shí)代，一切與農(nóng)業(yè)有關(guān)聯(lián)的（直接的和非直接的）事物皆為大數(shù)據(jù)的要素，通過(guò)大數(shù)據(jù)挖掘解釋事物發(fā)展規(guī)律。

　　基于云計(jì)算的數(shù)據(jù)處理技術(shù)

　　目前，我國(guó)有關(guān)單位所建設(shè)的多級(jí)平臺(tái)系統(tǒng)中，農(nóng)業(yè)企業(yè)需要存儲(chǔ)和處理農(nóng)作物養(yǎng)殖和種植數(shù)據(jù)、農(nóng)作物生產(chǎn)加工數(shù)據(jù)、農(nóng)作物倉(cāng)儲(chǔ)物流流通數(shù)據(jù)、農(nóng)作物銷(xiāo)售管理數(shù)據(jù)以及基于數(shù)據(jù)的監(jiān)管主題數(shù)據(jù)、報(bào)表中間數(shù)據(jù)、報(bào)表結(jié)果數(shù)據(jù)、應(yīng)用細(xì)節(jié)數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分類(lèi)、加密等處理，同時(shí)按照一定的規(guī)則實(shí)現(xiàn)對(duì)于云端和終端數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)與管理。

　　地縣級(jí)農(nóng)業(yè)管理部門(mén)需要存儲(chǔ)和處理農(nóng)業(yè)“四情”監(jiān)管數(shù)據(jù)，以及對(duì)企業(yè)各環(huán)節(jié)的監(jiān)管數(shù)據(jù)、報(bào)表數(shù)據(jù)等。系統(tǒng)對(duì)這些數(shù)據(jù)的處理和企業(yè)級(jí)的數(shù)據(jù)處理一樣，進(jìn)行分類(lèi)加密，部分存儲(chǔ)在云中心，部分存儲(chǔ)在縣級(jí)農(nóng)業(yè)部門(mén)終端或者設(shè)備中?？h級(jí)平臺(tái)可以從農(nóng)業(yè)企業(yè)訪問(wèn)數(shù)據(jù)，可以提供數(shù)據(jù)給省級(jí)云計(jì)算中心平臺(tái)。

　　省級(jí)農(nóng)業(yè)部門(mén)作為云數(shù)據(jù)中心，處理來(lái)源于企業(yè)級(jí)、地縣級(jí)的數(shù)據(jù)，存儲(chǔ)和處理例如氣象數(shù)據(jù)、災(zāi)情預(yù)測(cè)診斷及應(yīng)急反應(yīng)、農(nóng)業(yè)資源的評(píng)估與管理、作物長(zhǎng)勢(shì)預(yù)測(cè)與估產(chǎn)等數(shù)據(jù)。

　　另外，信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)的深度融合，還產(chǎn)生了一些全新農(nóng)業(yè)領(lǐng)域技術(shù)，如農(nóng)業(yè)模型、農(nóng)業(yè)指標(biāo)體系、基于知識(shí)體系的專(zhuān)家系統(tǒng)、生物本體信息等。

　　案例應(yīng)用提供解決方案

　　農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈人工智能工程——農(nóng)業(yè)大腦

　　近日，中國(guó)首個(gè)農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈人工智能工程“農(nóng)業(yè)大腦”于武漢正式啟動(dòng)。工程完成后，“農(nóng)業(yè)大腦”平臺(tái)將成為中國(guó)應(yīng)用最廣并能夠調(diào)配農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的超級(jí)人工智能。

　　“農(nóng)業(yè)大腦”是基于農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈傳感矩陣的人工智能決策體系。該系統(tǒng)以傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、超級(jí)人工智能為技術(shù)支撐，新的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)形態(tài)通過(guò)傳感器嵌入到農(nóng)業(yè)研、供、產(chǎn)、銷(xiāo)、服務(wù)等的各個(gè)環(huán)節(jié)中，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)資源要素的數(shù)據(jù)共享，提高農(nóng)業(yè)全要素的利用效率。

　　對(duì)于農(nóng)場(chǎng)主，“農(nóng)業(yè)大腦”可24小時(shí)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)農(nóng)產(chǎn)品生長(zhǎng)情況。從蟲(chóng)害、濕度、到田間氣候、土壤品質(zhì)等數(shù)據(jù)都可實(shí)時(shí)更新傳遞。通過(guò)預(yù)測(cè)分析系統(tǒng)可以直接指導(dǎo)農(nóng)場(chǎng)主的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策；對(duì)于終端消費(fèi)者，可以通過(guò)客戶(hù)端軟件，即時(shí)看到自己訂購(gòu)的農(nóng)產(chǎn)品的生長(zhǎng)情況、種植方信息、農(nóng)產(chǎn)品品牌信息等，真正確保從田間到餐桌的食品安全。

　　此外“農(nóng)業(yè)大腦”平臺(tái)龐大的數(shù)據(jù)庫(kù)，也將開(kāi)放給農(nóng)業(yè)科技專(zhuān)家和政府相關(guān)部門(mén)，對(duì)于產(chǎn)業(yè)層面，不僅能加速農(nóng)作物育種，預(yù)測(cè)天氣變化，監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境，還能監(jiān)察農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量，精細(xì)化農(nóng)業(yè)服務(wù)，甚至調(diào)控農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格走勢(shì)，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與銷(xiāo)售。

　　“農(nóng)業(yè)大腦”是基于中國(guó)農(nóng)業(yè)痛點(diǎn)而建立，通過(guò)對(duì)農(nóng)業(yè)環(huán)境與資源數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)市場(chǎng)和農(nóng)業(yè)管理數(shù)據(jù)，進(jìn)行收集、處理和分析，從而對(duì)相關(guān)過(guò)程進(jìn)行指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)跨行業(yè)、跨專(zhuān)業(yè)、跨業(yè)務(wù)的數(shù)據(jù)分析與挖掘，以及數(shù)據(jù)可視化，進(jìn)而推動(dòng)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)型升級(jí)。

　　智慧農(nóng)業(yè)里的生態(tài)文章——山東博興四位一體智慧溫室

　　如果說(shuō)“農(nóng)業(yè)大腦”工程目前還處于開(kāi)發(fā)建設(shè)的初始階段，更多的是一種理念，那么，博興四位一體智慧溫室則是真正落地實(shí)施的成果項(xiàng)目。

　　山東省濱州市博興縣國(guó)豐“四位一體”智慧農(nóng)業(yè)溫室項(xiàng)目由國(guó)豐農(nóng)業(yè)投資，由北京中農(nóng)富通園藝有限公司進(jìn)行詳細(xì)設(shè)計(jì)及建設(shè)，是集養(yǎng)殖、種植、育苗及綜合能源轉(zhuǎn)化為一體的智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目。該項(xiàng)目建成后經(jīng)濟(jì)效益可觀——優(yōu)質(zhì)西紅柿年產(chǎn)量可達(dá)50萬(wàn)公斤，豬年出欄2萬(wàn)頭，實(shí)現(xiàn)銷(xiāo)售收入8000萬(wàn)元。

　　主樓一層為5500平米的生態(tài)養(yǎng)豬系統(tǒng)：利用益生菌提高豬抗病能力，改善肉質(zhì)，提高消化吸收率，有效減少排泄氣味；采用封閉性+先進(jìn)通風(fēng)模式+除味凈化系統(tǒng)消除環(huán)境污染；應(yīng)用總動(dòng)溫控+智能化的喂養(yǎng)模式；對(duì)于豬糞采用自動(dòng)清理與沖洗模式，并將豬糞用于沼氣系統(tǒng)轉(zhuǎn)化為能源，豬舍氣體經(jīng)過(guò)自動(dòng)凈化系統(tǒng)后，為上層種植溫室供應(yīng)二氧化碳。

　　主樓二層為5500平米的智能溫室番茄種植系統(tǒng)：應(yīng)用溫室智能化信息控制，溫度、濕度自動(dòng)調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)“陽(yáng)光+LED光源補(bǔ)光”，促進(jìn)作物生長(zhǎng)，改善作物的營(yíng)養(yǎng)與口感；在種植時(shí)采用規(guī)?；a(chǎn)設(shè)施，利用吊掛無(wú)土栽培模式，不但可以規(guī)模化生產(chǎn)，節(jié)省人力、物力，還可以改善一樓豬舍的采光條件；養(yǎng)殖生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的氧氣、二氧化碳被內(nèi)部循環(huán)利用，有效減少溫室氣體排放；溫室光照的電力源自沼氣發(fā)電，溫室調(diào)節(jié)能源來(lái)自沼氣發(fā)電余熱及水源熱泵。

　　主樓一側(cè)為沼氣能源系統(tǒng)：以豬糞及廢棄物為發(fā)酵原料，產(chǎn)生的沼氣被用于發(fā)電和生活用氣，沼渣用作農(nóng)業(yè)種植有機(jī)肥，沼液用作農(nóng)業(yè)種植葉面肥，完成生態(tài)種植，有效減少作物病蟲(chóng)害；發(fā)酵程中產(chǎn)生的余熱可用于職工洗浴和供應(yīng)溫室種植。

　　其輔樓是育種研發(fā)中心、信息自動(dòng)控制系統(tǒng)和培訓(xùn)中心，進(jìn)行綠色辦公，實(shí)現(xiàn)了“四位一體”農(nóng)業(yè)智慧項(xiàng)目的創(chuàng)新與資源整合。

　　“產(chǎn)業(yè)延伸成‘鏈’，生態(tài)循環(huán)成‘圓’”，成為對(duì)這一智慧農(nóng)業(yè)項(xiàng)目的形象概括。