智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展基礎(chǔ)—四種數(shù)據(jù)、三大渠道

農(nóng)業(yè)作為第一產(chǎn)業(yè)，在社會發(fā)展中占有重要的地位。中國是一個農(nóng)業(yè)大國，農(nóng)業(yè)人口多、耕地面積廣，但農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率低，生產(chǎn)成本高。隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，尤其是大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)和人工智能等新興技術(shù)的進步，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率低、生產(chǎn)成本高等問題終究會得到徹底的改變。物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等新興技術(shù)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的結(jié)合發(fā)展，離不開農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)的支持。農(nóng)業(yè)是數(shù)字化水平最低的行業(yè)之一，由傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向精準農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變，農(nóng)業(yè)數(shù)字化是基礎(chǔ)。

提高農(nóng)作物產(chǎn)量，主要需要獲取四個方面數(shù)據(jù)：土地土壤數(shù)據(jù)、病蟲害數(shù)據(jù)、氣候氣象數(shù)據(jù)和農(nóng)作物數(shù)據(jù)。

土地土壤對農(nóng)作物的成長具有重要的作用，土壤的酸堿度、溫濕度、有機物含量以及水分等都會對農(nóng)作物的產(chǎn)量起到直接或間接的影響，土壤肥力較好的土地，能夠使農(nóng)作物的產(chǎn)量增加，相反，土壤肥力較差的土地，會使農(nóng)作物減產(chǎn)或死亡。

病蟲害是我國農(nóng)業(yè)的主要災(zāi)害之一，病蟲害的發(fā)生會使農(nóng)作物本身的抵抗力下降，造成農(nóng)作物減產(chǎn)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成重大的損失。

農(nóng)業(yè)自古以來是“靠天吃飯”的行業(yè)，中國每年由于水災(zāi)、旱災(zāi)、風雹、冷凍等自然災(zāi)害所造成的受災(zāi)面積超過2千萬公頃，直接造成農(nóng)民經(jīng)濟損失數(shù)億元，因此，氣候氣象數(shù)據(jù)是促進農(nóng)業(yè)增產(chǎn)的必要條件之一。

提高農(nóng)作物產(chǎn)量，不僅與上述三方面數(shù)據(jù)有關(guān)系，第四方面農(nóng)作物自身數(shù)據(jù)也必不可少。由于不同農(nóng)作物進行光合作用和呼吸作用的能力不同，光合作用越強、呼吸作用越弱的植物，植物體內(nèi)積累的有機物越多，產(chǎn)量也會越高，研究農(nóng)作物自身成長數(shù)據(jù)不可或缺。

農(nóng)業(yè)數(shù)字化是智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)，目前獲取農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)主要來自三個方面：傳感器監(jiān)測、無人機航拍以及衛(wèi)星觀測，涉及的技術(shù)主要有3S技術(shù)、計算機視覺以及圖像識別技術(shù)，其中3S技術(shù)為遙感技術(shù)（RS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）、全球定位系統(tǒng)（GPS），是傳感器、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航以及計算機通訊技術(shù)的結(jié)合體。

傳感器——農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的基礎(chǔ)

物聯(lián)網(wǎng)，即物物相連，對于非數(shù)字化產(chǎn)業(yè)，多使用傳感器作為連接器件。傳感器在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用很廣泛，主要有溫濕度傳感器、土壤水分傳感器、光照度傳感器、氣體傳感器以及水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)用到的鹽度傳感器、濁度傳感器和水位傳感器等。傳感器通過檢測被測物體，將其物理信號轉(zhuǎn)換成電信號，對電信號進行放大、調(diào)制等處理后，傳入農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)中，指導(dǎo)農(nóng)業(yè)生長，提高農(nóng)作物產(chǎn)量。

無人機——未來農(nóng)業(yè)發(fā)展的希望

無人機作為新興農(nóng)業(yè)機械，目前是最熱門的高科技產(chǎn)業(yè)之一。中國農(nóng)業(yè)無人機發(fā)展較晚，現(xiàn)多用于兩個方面：無人機植保作業(yè)以及農(nóng)田數(shù)據(jù)獲取。由于無人機體積小，便于操作等優(yōu)點多用于小面積農(nóng)田觀測，以及監(jiān)測農(nóng)作物生長情況和獲取病蟲害數(shù)據(jù)。無人機獲取數(shù)據(jù)，主要分為兩種情況，第一，通過機載傳感器獲取多光譜遙感信息，運用配套的遙感數(shù)據(jù)處理技術(shù)，將獲得的信息最后通過藍牙、WiFi、無線射頻等無線傳輸技術(shù)將田間信息傳輸至數(shù)據(jù)節(jié)點或者終端。另外一種情況，通過無人機所攜帶的攝像頭進行清晰的圖像呈現(xiàn)，運用圖像識別等技術(shù)獲取農(nóng)田，作物以及病蟲害的基本信息。目前，多以第二種為主。無人機的核心技術(shù)之一是飛行控制技術(shù)，要保證拍攝的圖片清晰、穩(wěn)定、不失真，同時還要考慮氣流等外部環(huán)境的影響。隨著技術(shù)的進步，無人機在農(nóng)業(yè)方面的應(yīng)用一定會有更加廣闊的前景。中國目前在農(nóng)業(yè)無人機領(lǐng)域發(fā)展較好的企業(yè)主要以大疆創(chuàng)新和極飛科技兩家企業(yè)為代表，其中大疆創(chuàng)新已占領(lǐng)全球市場份額將近70%，遙遙領(lǐng)先于其他各個企業(yè)。

衛(wèi)星——實時數(shù)據(jù)獲取的渠道

衛(wèi)星應(yīng)用于農(nóng)業(yè)觀測，主要是通過3S技術(shù)對農(nóng)田進行精準定位，來獲取氣候氣象數(shù)據(jù)以及土地測繪、農(nóng)作物生長等數(shù)據(jù)。通過衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)，根據(jù)監(jiān)測農(nóng)田的差異化進行精準播種、精準施肥以及精準灌溉等。除此之外，衛(wèi)星監(jiān)測數(shù)據(jù)也可以應(yīng)用于未來的農(nóng)機自動駕駛領(lǐng)域。目前，中國應(yīng)用在農(nóng)業(yè)方面的空間衛(wèi)星主要有風云氣象衛(wèi)星、北斗衛(wèi)星和高分衛(wèi)星，三者搭配地面監(jiān)測站使用，使得獲得的數(shù)據(jù)具有實時以及高分辨率等特性。

中國目前大部分公司使用傳感器進行數(shù)據(jù)收集，致力于建立一體化農(nóng)田智慧系統(tǒng)；而對于無人機領(lǐng)域的航拍數(shù)據(jù)主要以大疆創(chuàng)新作為代表性企業(yè)。隨著物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等技術(shù)的進步，專注于數(shù)據(jù)收集的企業(yè)會越來越多。在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域，主要有佳格天地、珈和科技、大氣候農(nóng)業(yè)等公司，三者致力于建立農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)平臺。但是，由于中國耕地過于分散，目前尚未進行大規(guī)模地商用，相信隨著中國土地流轉(zhuǎn)政策的實施，大規(guī)模商用化應(yīng)用在不久的將來一定會到來。