數字農業的現狀及發展趨勢探討獲獎科研報告摘

要：在信息技術時代，各行各業都在開展數字化建設，農業也不例外，信息技術進入農業領域成為推動農業經濟發展的重要力量。現階段，我國正推動傳統農業向現代農業轉型，在這一關鍵時期合理加大對數字技術的運用，無疑會提升我國農業轉型速度與質量。本文聯系實際，對數字農業的現狀以及發展趨勢進行分析探討，以供參考。

關鍵詞：數字農業;發展現狀;發展趨勢

1數字農業現狀分析

農業是國家之根本，農業發展質量直接決定了國家的發展潛力，決定了民生水平。一直以來，中央政府高度重視農業的發展與建設，并立足時代與社會背景提出科技強國、數字中國等具體的發展目標，這為我國的農業建設提供了思路與方向。

在我國之前，日本、美國等國家就順應信息數字技術發展趨勢大力開始了農業數字化建設，提出了“農業發展4.0框架”等構想與發展戰略。在結合自身國情的基礎上，這些國家將數字技術廣泛應用于整個農業生產活動與經濟環境，創建了數字農業經濟，迅速提升了農業經濟發展水平，為農業的長遠穩定發展奠定了相對良好的基礎。我國在《全國農業現代化規劃（2016～2020年）》這一文件中，明確提出了要將農業生產、農產品加工與數字信息技術、智能裝備有機結合，基于先進知識理論與技術手段推進農業信息監測預警信息化、農業生產數字化、農業管理智能化與數字化，有效增強農業抗風險能力，提高農業發展質量【1】。

國家指出，數字農業簡單來講就是將農業數字化。在農業生產與經營過程中，將地理信息系統、遙感、物聯網以及全球定位系統等先進信息技術與各類智能裝備運用到其中，實現對農業生產經營過程、農業對象、農業環境等的數字化設計與可視化表達、信息化管理【2】。現在我們說農業，不僅是簡單種植，它還關系到生態、地理、土壤以及植物生理等多門學科。只有正確認識到農業的多學科性，并將這些基礎學科與現代先進信息技術有機結合，才能建立起數字化農業、現代化農業。而在建立起數字農業后，農業生產方式、經營模式、管理理念以及技術方法都將得到改變，農業的發展會更加健康合理，農業資源的利用率也會更高，農業生產成本將進一步降低。當前，我國對數字農業的研究與應用具體表現在以下幾個方面：

1.13S技術

在當前背景下，數字農業依然是以地理信息系統、遙感以及全球定位系統這“3S”技術為核心。自20世紀80年代開始，我國就已經開始了作物遙感估產研究與試驗，建立了北方11省市冬小麥氣象遙感估產運行系統。系統建成后，便對京津地區的冬小麥種植、杭州嘉興地區的水稻種植、遼寧、吉林等東北省市的小麥種植活動進行了遙感估產試驗。這不論是在戰略還是實踐層面都具有重要意義。之后，我國又將衛星等先進技術應用于農業生產，建立了“北方冬小麥氣象衛星遙感動動態監測及估產系統”，又推動著我國的數字農業向前邁進了一大步。20世紀90年后，我國基于遙感、衛星等先進技術手段建立了全國主要大宗農作物遙感估產業務運行系統，這一系統在2002年開始正式進入業務化運行。目前，我國對農業生產與經營的數字化監測范圍更加廣泛，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技術與衛星技術，能相對準確的監測預測出上述七大作物的嘗試、產量以及每畝經濟效益與土壤墑情狀況等，為農業的種植決策與田間管理、生產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業，讓農業逐步朝著規模化、產業化方向發展【3】。

1.2農業數據信息資源建設

農業數據信息資源建設是數字農業的基礎。在農業生產過程中，借助遙感、地理信息系統將等先進技術手段調查分析各區域的土壤、氣候、水源等具體情況，利用大數據建立信息資源數據庫，對各類農業數據信息進行分類規整，為農業的生產與經營發展奠定數字資源基礎。當前我國已經建成并且發揮了實質性作用的數據資源庫有農業合作經濟數據庫、農牧漁業科技成果數據庫、中國農林文獻數據庫、中國畜牧業綜合數據庫以及農業合作經濟數據庫等。這些數據庫在農業的發展轉型過程中發揮了非常重要的作用。近年來我國物聯網技術、衛星遙感技術迅猛發展，尤其是北斗系統的建成大大降低了信息收集、監測與獲取的難度，我們可以從天空地多個層次對各區域的氣候、水文地質等信息進行監測與運用，從而有效提升農業抗風險的能力，促進農業經濟健康穩定發展【4】。

1.3農業模擬模型與專家系統

農業模擬模型與專家系統的建設及應用讓農業管理精度與農業生產效益大大提升。當前我國的農業模型包含了四大部分內容，分別是經濟管理模型、環境模型、生物模型以及技術模型。在這四大模型中，對農業生物模型的研究最多。

農業植物模型主要是根據相關理論與數據構建農作物的虛擬生長狀態，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，讓生長在正常環境中的農作物有一個良好的長勢與較大的產量。

2新時代數字農業發展趨勢

部分人單純認為數字農業就是智慧農業、信息農業，但實際上數字農業尤其自身的獨特性。如就數字農業與智慧農業而言，兩種農業類型的基礎雖然都是數字資源與信息技術，但數字農業更強調數字化特征和信息技術在農業各生產環節中的本質作用。在新的發展時期，數字農業也更被賦予了新的內涵，農業生產中對于各類信息技術手段的運用將更為靈活、深入，且多項技術交叉結合運用將成為一個必然的發展趨勢。在以后，衛星、遙感、物聯網、3S等將構成一個立體、多維、一體化的監測系統，即天地空一體化的數字農業觀測系統。

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區多云多雨天氣頻發。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手段構建起天地空一體化的數字農業觀測系統。具體來說，在“天”這一層面，主要運用衛星遙感技術進行管測;在“空”這一層面，主要借助航空遙感技術進行觀測;在“地”這一層面主要利用互聯網、物聯網組成一個地面傳感網，利用其觀測種植區域各項信息。通過在三個層面的大范圍、不間斷、高精度與動態化的監測，準確獲得各項農情信息，為農業的生產種植提供支持與幫助。

結語

綜上所述，數字農業是一個多學