農(nóng)業(yè)是國民經(jīng)濟發(fā)展的關鍵基礎，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)濟快速發(fā)展背景下，“數(shù)字農(nóng)業(yè)”應運而生。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)字信息技術對農(nóng)業(yè)對象、環(huán)境和全過程進行可視化表達、數(shù)字化設計、信息化管理的新興農(nóng)業(yè)發(fā)展形態(tài)，是數(shù)字經(jīng)濟范疇下用數(shù)字化重組方式對傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)進行變革和升級的典型應用之一。

01數(shù)字農(nóng)業(yè)是什么?

數(shù)字農(nóng)業(yè)是信息技術在農(nóng)業(yè)領域的綜合和全面的應用。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)、計算機技術、通訊和網(wǎng)絡技術、自動化技術等高新技術與地理學、農(nóng)學、生態(tài)學、植物生理學、土壤學等基礎學科有機地結合起來，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、預測和建議等，達到提高資源利用率，降低成本，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質量，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。

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)從本質上講，是一套數(shù)控系統(tǒng)。在一個特定的封閉系統(tǒng)內，以探頭、傳感器、攝像頭等設備為基礎的物物相聯(lián)。它根據(jù)已經(jīng)確定的參數(shù)和模型，進行自動化調控和操作。由于需要以硬件設備的投資和聯(lián)網(wǎng)為基礎，因此投資額較大，主要用于設施農(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.精準農(nóng)業(yè)(PrecisionFarming)

精準農(nóng)業(yè)是建立在農(nóng)機硬件基礎上的執(zhí)行和操作系統(tǒng)。它主要是以農(nóng)機的單機硬件為基礎，配以探測設備和智能化的控制軟件，以實現(xiàn)精準操作，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。精準農(nóng)業(yè)強調的是(單體)設備和設施操作的精準和智能化控制，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)驗模型基礎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)強調的是智能化的決策系統(tǒng)，配之以多種多樣的硬件設施和設備，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)領域得到廣泛應用。

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步和應用還需要假以時日。

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)模化、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，達到了專業(yè)化與規(guī)模化的很好結合，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，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，在相關農(nóng)業(yè)法律體系的維護下，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)科學技術的發(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)學院同時承擔農(nóng)業(yè)教育、科研和推廣三項職能，使教學科研和推廣緊密地結合起來，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供強大的技術推動力。

國內數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

近年來，我國數(shù)字農(nóng)業(yè)技術得到快速發(fā)展，突破了一批數(shù)字農(nóng)業(yè)關鍵技術，開發(fā)一批實用的數(shù)字農(nóng)業(yè)技術產(chǎn)品，建立了網(wǎng)絡化數(shù)字農(nóng)業(yè)技術平臺。

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)應用案例。

目前，在農(nóng)業(yè)數(shù)字信息標準體系、農(nóng)業(yè)信息采集技術、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)字化虛擬設計技術、農(nóng)業(yè)問題遠程診斷、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)與決策支持系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)遠程教育多媒體信息系統(tǒng)、嵌入式手持農(nóng)業(yè)信息技術產(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)生物信息學方面的研究應用上，企業(yè)都取得了重要的階段性成果，通過不同類型地區(qū)應用示范，初步形成了我國數(shù)字農(nóng)業(yè)技術框架和數(shù)字農(nóng)業(yè)技術體系、應用體系和運行管理體系，促進了我國農(nóng)業(yè)信息化和農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程。

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，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)機械化的概念相混淆。數(shù)字農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)機械化的根本區(qū)別在于，機械化是用機械來代替人工勞動，數(shù)字農(nóng)業(yè)則是以數(shù)據(jù)來驅動機械實現(xiàn)自動化運轉和智能化調節(jié)。沒有數(shù)據(jù)和軟件來驅動的物聯(lián)網(wǎng)，其實還是工具，與機械農(nóng)業(yè)并無本質上的差別。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)務化方向和必要的數(shù)據(jù)運營技能，對獲取數(shù)據(jù)的質量控制、分析加工和建模應用方面的工作相對滯后。數(shù)據(jù)的獲取與應用是一個雙向互動的過程，只有不斷嘗試利用數(shù)據(jù)產(chǎn)生業(yè)務價值，才能建立有價值的數(shù)據(jù)采集渠道。

3 .數(shù)字經(jīng)濟薄弱

當前中國數(shù)字農(nóng)業(yè)的絕大部分應用還停留在生產(chǎn)環(huán)節(jié)，嚴格來說處于現(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)驅動的嘗試。農(nóng)業(yè)的數(shù)字經(jīng)濟和其他的數(shù)字農(nóng)業(yè)關鍵因素有所不同，其實農(nóng)業(yè)數(shù)字經(jīng)濟是以市場資本反向驅動的。農(nóng)業(yè)電商的模式是以數(shù)字驅動市場經(jīng)濟，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，如若當反向驅動形成現(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)服務企業(yè)層出不窮，但對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營主體的服務能力普遍不足，產(chǎn)品市場化困難。數(shù)據(jù)產(chǎn)品的服務能力嚴重依賴于數(shù)據(jù)質量，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)務的數(shù)字化驅動。

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備賣給我們，卻絕不開放后臺系統(tǒng)，因為真正的核心技術是實現(xiàn)數(shù)據(jù)價值的模型。當下，隨著大國科技競爭的加劇，引進科技成果的壁壘不斷增高，而且由于國內外農(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)轉化，產(chǎn)業(yè)與學術、農(nóng)業(yè)與數(shù)據(jù)科學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)機械智能化

機械化與智能化之間只隔著一個“數(shù)據(jù)驅動”的距離。中國制造2025戰(zhàn)略明確把“智能制造”作為主攻方向，順應市場潮流，海爾、金風等老牌制造廠商已經(jīng)積極開展數(shù)字化轉型，尋找新的增長點。農(nóng)機廠商也必將不斷利用數(shù)據(jù)為機械賦能，適應數(shù)字農(nóng)場的場景需求，實現(xiàn)從制造商向服務商的轉型升級。

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，當數(shù)字化的機器智能與商業(yè)智能走進生產(chǎn)與經(jīng)營，產(chǎn)業(yè)鏈將不斷走進網(wǎng)絡，在網(wǎng)絡世界逐步完成現(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. 供應鏈金融普惠化

近年來供應鏈金融迅猛發(fā)展，據(jù)測算，到2020年，中國供應鏈金融的市場規(guī)模可達14.98萬億元。供應鏈金融是產(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的應用，數(shù)字農(nóng)業(yè)將有效推動中小企業(yè)有機的融入產(chǎn)業(yè)網(wǎng)絡體系，為供應鏈金融普惠化提供堅實的產(chǎn)業(yè)基礎;同時，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)虛擬化進程所帶來的產(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。