(一)適農信息監測技術、傳輸技術、計算技術水平顯著提升,農業信息化基礎設施不斷完善
隨著“寬帶鄉村”等戰略的深入實施,我國農業信息化基礎設施在數據獲取能力、數據資源建設、數據算力、農業農村網絡通信、應用終端等方面的發展取得重要成就。
農業數據監測技術水平不斷提升。我國首顆農業高分觀測衛星已于 2018 年成功發射入軌并投入應用,打破了高分辨率對地觀測數據長期依賴國外供應商的局面。在地面物聯網傳感器方面,產生了一批低成本、實用化的農業傳感器,品類覆蓋氣象、土壤、水體、植物生命信息、生理生化信息、動物行為識別等,在農業信息監測和數據獲取中發揮了重要作用。“天空地”數字農業技術逐步形成,綜合采用航天遙感、航空遙感、地面物聯網建立了一體化觀測系統,實現農業信息的高精度、立體化、時空連續獲取。
農業農村網絡設施不斷完善。我國已初步建成泛在、安全、綠色的寬帶網絡環境,基本實現“城市光纖到樓入戶、農村寬帶進鄉入村”,農村和城市“同網同速”的時代正在到來。農村互聯網普及率穩步提升,截至 2020年底,我國農村地區互聯網普及率為 55.9%,城鎮地區互聯網普及率為 79.8%,城鄉互聯網普及率的差距大幅收窄。全國行政村開通光纖、第四代移動通信(4G)的比例均超過 98%,實現了覆蓋水平全球領先的農村網絡。農村寬帶接入用戶快速增長,截止 2020 年年底,全國農村寬帶用戶總數達 1.42×108 戶,同比增長 5.3%,相應用戶占互聯網接入用戶總量的 29.3%。全國有線電視網絡整合和廣播電視 5G 建設一體化發展,基本實現農村廣播電視戶戶通。
農業計算能力不斷提高。經過多年的持續積累,我國在人工智能(AI)領域取得重要進展,國際科技論文發表量和發明專利授權量已居世界前列,部分方向的核心關鍵技術實現重要突破。自適應自主學習、直覺感知、綜合推理、混合智能、群體智能等初步具備跨越發展的能力,智能監控、生物特征識別逐步進入實際應用,新型高效算法推動 AI 創新創業日益活躍。隨著農業與 AI 技術的深入融合,高性能算法和智能模型不斷創新研發,在農業生產、流通、市場等全產業鏈各環節智能決策中得到高效應用。農業大數據計算更加注重從海量數據中尋找相關關系并進行預測分析,農業數據處理正從傳統的數據挖掘、機器學習、統計分析向智能分析預警模型系統演進。
農業“新基建”拉開序幕。農業農村大數據中心等新型基礎設施建設加快推進,數字農業新技術、新產品、新業態不斷涌現,北斗、5G、物聯網、農業專用傳感器、智能裝備加速在農村應用布局,推動智慧農業加速發展。
5G 發展進入全面深入落實階段,各地開始重視 5G 在農業領域的融合創新與應用發展,涌現了基于 5G 的智慧農業示范園建設運營模式創新實踐;如陜西省楊凌示范區積極推動 5G 信息化建設,依托 5G 技術建成農業大數據管控中心、基于物聯網下的農業生產運營管控體系;5G賦能信息進村入戶,“5G+” 益農云電商直播、“5G+”智慧養殖、“5G+”智慧種植、5G 智慧農機等亮點內容頻現。
此外,鄉村傳統基礎設施數字化轉型加速,農村電網、智慧水利、農村物流、農機裝備等加快數字化改造升級,全國水利一張圖、全國農村公路基礎屬性和電子地圖數據庫建成,農機裝備數字化步伐提速,北斗終端應用不斷擴展。
(二)農業信息標準化、獲取、分析處理、管理等技術取得突破,農業大數據建設成效顯著
我國農業大數據正處于長期持續增長的歷史階段,農業資源(如大氣、土壤、水、生物質等)、農業環境(如氣象、水文、土壤水分、溫濕度等)、農業作物(如作物長勢、產量、病蟲害等)、農業過程(如育種、施肥、收割、運輸、銷售等)等諸多方面正在持續產生海量數據資源。
一是建立了完整的大數據標準化框架。標準化和規范化是大數據快速分析應用的基礎保證,也是農業進入大數據時代的必然選擇。2014 年,全國信息技術標準化技術委員會成立了大數據標準工作組,負責制定、修改和完善大數據標準規范體系;提出該體系應該包括基礎標準、數據標準、技術標準、平臺 / 工具標準、管理標準、安全標準、行業應用標準等 7 個類別。中國農業科學院在廣泛調研的基礎上,分析了當前我國農業大數據規范化和標準化的實際情況及需求,形成了農業大數據標準化框架建議。據統計,農村農業部發布的相關標準和規范累計達到 6575 項,涉及農業基礎、農業機械、工藝技術、環境要求、產品標準、等級規格、食品安全、質量檢測、疾病防控、標簽標志等類別,為農業大數據獲取、分析和應用過程提供了方法指導。
二是發展了有效的數據管理規范和多級農業農村大數據中心。自 1994 年金農工程啟動建設以來,經過多年發展和完善,我國已初步形成多級農業大數據體系。農業農村部會同有關部門扎實推進農業大數據發展,圍繞農業資源環境、農業生產、農產品加工、市場運行等,先后建立了 23 套統計調查制度(合計報表 300 多張,指標 5×104 個);建設形成以主要農產品產量、價格、進出口、成本收益等為主題的 18 個數據集市,日更新量約為 3×105 條。
目前農業農村部正在組織建設農業農村大數據中心和全國平臺。中國種業大數據平臺整合集成了國家、省、地(市)、縣四級種業管理數據,同步匯集了品種審定、登記、保護、推廣等行業數據。中國農技推廣信息平臺集合了全國基層農業技術員 2.4×105 名,平臺總請求量超過 3×109 條。
貴州省農業農村廳組織建設了農業大數據統一管理平臺,上線運行動物疫病監測、土壤資源管理、農產品質量溯源、農情調度、農機購置等農業信息服務系統 20 余個。渤海糧倉科技示范工程大數據平臺具有海量數據來源多樣性、多因子綜合分析決策等功能,有效指導項目區的糧食生產管理和決策過程,覆蓋 30 個縣、1.5×107 畝糧田(1 畝 ≈ 666.67 m2 )。中國農業科學院農業信息研究所研建了中國農產品市場監測預警系統,涵蓋重要農產品生產、流通、市場全產業鏈的大數據資源,支撐農業市場監測預警工作,逐年發布《中國農業展望報告》。
三是形成了系列農業大數據技術應用模式。農業大數據與互聯網、云計算、AI 等信息技術融合,改變傳統農業模式,促進智慧農業發展。在農業高效育種方面,應用大數據挖掘、人工神經網絡、深度學習等 AI 技術與現代生物技術的深度融合應用,發掘優異基因,加快育種全鏈自主創新。
在農業生產管理方面,對生產過程中采集的環境因子、動植物生長等大量數據進行分析處理,實施科學精準控制,優化農業生產,達到提高效率、增加收益的目標。在農產品市場監測方面,大數據支撐的農產品全產業鏈信息的采集、分析、發布、服務技術體系,為農業生產經營主體提供了有效的市場信息服務,促進農產品的產銷精準對接。
在鄉村管理服務方面,農業大數據與共享經濟結合,通過“互聯網 +”大數據平臺實現資源的整合、交換,將農村資源與鄉村旅游消費需求進行最大化、最優化精準匹配,促進休閑農業和鄉村旅游的高質量發展。此外,智能決策系統、信息推送服務、移動智能終端等數據服務軟硬件載體和相關大數據服務應用,在農業領域逐漸深入推廣。