數(shù)字農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探討獲獎科研報告

數(shù)字農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢探討獲獎科研報告摘

要：在信息技術(shù)時代，各行各業(yè)都在開展數(shù)字化建設(shè)，農(nóng)業(yè)也不例外，信息技術(shù)進入農(nóng)業(yè)領(lǐng)域成為推動農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展的重要力量。現(xiàn)階段，我國正推動傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型，在這一關(guān)鍵時期合理加大對數(shù)字技術(shù)的運用，無疑會提升我國農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型速度與質(zhì)量。本文聯(lián)系實際，對數(shù)字農(nóng)業(yè)的現(xiàn)狀以及發(fā)展趨勢進行分析探討，以供參考。

關(guān)鍵詞：數(shù)字農(nóng)業(yè);發(fā)展現(xiàn)狀;發(fā)展趨勢

1數(shù)字農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀分析

農(nóng)業(yè)是國家之根本，農(nóng)業(yè)發(fā)展質(zhì)量直接決定了國家的發(fā)展?jié)摿Γ瑳Q定了民生水平。一直以來，中央政府高度重視農(nóng)業(yè)的發(fā)展與建設(shè)，并立足時代與社會背景提出科技強國、數(shù)字中國等具體的發(fā)展目標，這為我國的農(nóng)業(yè)建設(shè)提供了思路與方向。

在我國之前，日本、美國等國家就順應信息數(shù)字技術(shù)發(fā)展趨勢大力開始了農(nóng)業(yè)數(shù)字化建設(shè)，提出了“農(nóng)業(yè)發(fā)展4.0框架”等構(gòu)想與發(fā)展戰(zhàn)略。在結(jié)合自身國情的基礎(chǔ)上，這些國家將數(shù)字技術(shù)廣泛應用于整個農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動與經(jīng)濟環(huán)境，創(chuàng)建了數(shù)字農(nóng)業(yè)經(jīng)濟，迅速提升了農(nóng)業(yè)經(jīng)濟發(fā)展水平，為農(nóng)業(yè)的長遠穩(wěn)定發(fā)展奠定了相對良好的基礎(chǔ)。我國在《全國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化規(guī)劃（2016～2020年）》這一文件中，明確提出了要將農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)產(chǎn)品加工與數(shù)字信息技術(shù)、智能裝備有機結(jié)合，基于先進知識理論與技術(shù)手段推進農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測預警信息化、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)字化、農(nóng)業(yè)管理智能化與數(shù)字化，有效增強農(nóng)業(yè)抗風險能力，提高農(nóng)業(yè)發(fā)展質(zhì)量【1】。

國家指出，數(shù)字農(nóng)業(yè)簡單來講就是將農(nóng)業(yè)數(shù)字化。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營過程中，將地理信息系統(tǒng)、遙感、物聯(lián)網(wǎng)以及全球定位系統(tǒng)等先進信息技術(shù)與各類智能裝備運用到其中，實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營過程、農(nóng)業(yè)對象、農(nóng)業(yè)環(huán)境等的數(shù)字化設(shè)計與可視化表達、信息化管理【2】?，F(xiàn)在我們說農(nóng)業(yè)，不僅是簡單種植，它還關(guān)系到生態(tài)、地理、土壤以及植物生理等多門學科。只有正確認識到農(nóng)業(yè)的多學科性，并將這些基礎(chǔ)學科與現(xiàn)代先進信息技術(shù)有機結(jié)合，才能建立起數(shù)字化農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)。而在建立起數(shù)字農(nóng)業(yè)后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式、經(jīng)營模式、管理理念以及技術(shù)方法都將得到改變，農(nóng)業(yè)的發(fā)展會更加健康合理，農(nóng)業(yè)資源的利用率也會更高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本將進一步降低。當前，我國對數(shù)字農(nóng)業(yè)的研究與應用具體表現(xiàn)在以下幾個方面：

1.13S技術(shù)

在當前背景下，數(shù)字農(nóng)業(yè)依然是以地理信息系統(tǒng)、遙感以及全球定位系統(tǒng)這“3S”技術(shù)為核心。自20世紀80年代開始，我國就已經(jīng)開始了作物遙感估產(chǎn)研究與試驗，建立了北方11省市冬小麥氣象遙感估產(chǎn)運行系統(tǒng)。系統(tǒng)建成后，便對京津地區(qū)的冬小麥種植、杭州嘉興地區(qū)的水稻種植、遼寧、吉林等東北省市的小麥種植活動進行了遙感估產(chǎn)試驗。這不論是在戰(zhàn)略還是實踐層面都具有重要意義。之后，我國又將衛(wèi)星等先進技術(shù)應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，建立了“北方冬小麥氣象衛(wèi)星遙感動動態(tài)監(jiān)測及估產(chǎn)系統(tǒng)”，又推動著我國的數(shù)字農(nóng)業(yè)向前邁進了一大步。20世紀90年后，我國基于遙感、衛(wèi)星等先進技術(shù)手段建立了全國主要大宗農(nóng)作物遙感估產(chǎn)業(yè)務運行系統(tǒng)，這一系統(tǒng)在2002年開始正式進入業(yè)務化運行。目前，我國對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)與經(jīng)營的數(shù)字化監(jiān)測范圍更加廣泛，涉及到大豆、小麥、水稻、玉米、油菜以及棉花、甘蔗等多種作物。應用3S技術(shù)與衛(wèi)星技術(shù)，能相對準確的監(jiān)測預測出上述七大作物的嘗試、產(chǎn)量以及每畝經(jīng)濟效益與土壤墑情狀況等，為農(nóng)業(yè)的種植決策與田間管理、生產(chǎn)銷售等各項工作帶來了很大幫助，同時也更便于國家了解與管理農(nóng)業(yè)，讓農(nóng)業(yè)逐步朝著規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化方向發(fā)展【3】。

1.2農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)信息資源建設(shè)

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)信息資源建設(shè)是數(shù)字農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，借助遙感、地理信息系統(tǒng)將等先進技術(shù)手段調(diào)查分析各區(qū)域的土壤、氣候、水源等具體情況，利用大數(shù)據(jù)建立信息資源數(shù)據(jù)庫，對各類農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)信息進行分類規(guī)整，為農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)與經(jīng)營發(fā)展奠定數(shù)字資源基礎(chǔ)。當前我國已經(jīng)建成并且發(fā)揮了實質(zhì)性作用的數(shù)據(jù)資源庫有農(nóng)業(yè)合作經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫、農(nóng)牧漁業(yè)科技成果數(shù)據(jù)庫、中國農(nóng)林文獻數(shù)據(jù)庫、中國畜牧業(yè)綜合數(shù)據(jù)庫以及農(nóng)業(yè)合作經(jīng)濟數(shù)據(jù)庫等。這些數(shù)據(jù)庫在農(nóng)業(yè)的發(fā)展轉(zhuǎn)型過程中發(fā)揮了非常重要的作用。近年來我國物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、衛(wèi)星遙感技術(shù)迅猛發(fā)展，尤其是北斗系統(tǒng)的建成大大降低了信息收集、監(jiān)測與獲取的難度，我們可以從天空地多個層次對各區(qū)域的氣候、水文地質(zhì)等信息進行監(jiān)測與運用，從而有效提升農(nóng)業(yè)抗風險的能力，促進農(nóng)業(yè)經(jīng)濟健康穩(wěn)定發(fā)展【4】。

1.3農(nóng)業(yè)模擬模型與專家系統(tǒng)

農(nóng)業(yè)模擬模型與專家系統(tǒng)的建設(shè)及應用讓農(nóng)業(yè)管理精度與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益大大提升。當前我國的農(nóng)業(yè)模型包含了四大部分內(nèi)容，分別是經(jīng)濟管理模型、環(huán)境模型、生物模型以及技術(shù)模型。在這四大模型中，對農(nóng)業(yè)生物模型的研究最多。

農(nóng)業(yè)植物模型主要是根據(jù)相關(guān)理論與數(shù)據(jù)構(gòu)建農(nóng)作物的虛擬生長狀態(tài)，并進行虛擬的施肥、田間管理等，最終找到一個比較科學合理的種植與管理模式，然后在實踐中加以運用，讓生長在正常環(huán)境中的農(nóng)作物有一個良好的長勢與較大的產(chǎn)量。

2新時代數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展趨勢

部分人單純認為數(shù)字農(nóng)業(yè)就是智慧農(nóng)業(yè)、信息農(nóng)業(yè)，但實際上數(shù)字農(nóng)業(yè)尤其自身的獨特性。如就數(shù)字農(nóng)業(yè)與智慧農(nóng)業(yè)而言，兩種農(nóng)業(yè)類型的基礎(chǔ)雖然都是數(shù)字資源與信息技術(shù)，但數(shù)字農(nóng)業(yè)更強調(diào)數(shù)字化特征和信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)各生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的本質(zhì)作用。在新的發(fā)展時期，數(shù)字農(nóng)業(yè)也更被賦予了新的內(nèi)涵，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中對于各類信息技術(shù)手段的運用將更為靈活、深入，且多項技術(shù)交叉結(jié)合運用將成為一個必然的發(fā)展趨勢。在以后，衛(wèi)星、遙感、物聯(lián)網(wǎng)、3S等將構(gòu)成一個立體、多維、一體化的監(jiān)測系統(tǒng)，即天地空一體化的數(shù)字農(nóng)業(yè)觀測系統(tǒng)。

由于，我國地形多樣、氣候類型多樣復雜，天氣的變化性較大，在一些主要的糧食產(chǎn)區(qū)多云多雨天氣頻發(fā)。因此如果僅依靠單一的遙感平臺觀測氣候或是土壤、水文信息，可能會面臨信息滯后、信息不全或信息的精準性不夠等問題。我們需要利用各類先進技術(shù)手段構(gòu)建起天地空一體化的數(shù)字農(nóng)業(yè)觀測系統(tǒng)。具體來說，在“天”這一層面，主要運用衛(wèi)星遙感技術(shù)進行管測;在“空”這一層面，主要借助航空遙感技術(shù)進行觀測;在“地”這一層面主要利用互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)組成一個地面?zhèn)鞲芯W(wǎng)，利用其觀測種植區(qū)域各項信息。通過在三個層面的大范圍、不間斷、高精度與動態(tài)化的監(jiān)測，準確獲得各項農(nóng)情信息，為農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)種植提供支持與幫助。

結(jié)語

綜上所述，數(shù)字農(nóng)業(yè)是一個多學