原標題：《智慧農業：賦能農業現代化高質量發展（開卷知新）》
智慧農業被視為繼植物育種和遺傳學革命之後的又一次農業新技術革命，將徹底改變現代農業生產經營方式與管理模式，使農業進入數字化、網路化和智慧化發展階段。智慧農業是數字技術科技創新的新場景，科技創新與農業產業的深度融合，不僅會催生農業產業發展新動能，也會引發數字技術、資料科學、人工智慧和區塊鏈等技術創新。
智慧農業是農業資訊化發展高階階段，是未來農業發展必然方向
人類社會正在經歷資訊革命。資訊科技代表當今先進生產力的發展方向，具有強大的帶動性、滲透性和擴散性。21世紀以來，人類全面邁進以網際網路為中心的資訊科技時代。隨著新一代資訊科技迅速發展，農業資訊化正從傳統的數字化、網路化向智慧化、智慧化的高階方向發展。全球農業發展進入智慧農業發展新階段。智慧農業以資訊知識為核心，將遙感網、感測網、大資料、網際網路、雲端計算、人工智慧等現代資訊科技以及智慧裝備、智慧機器人等，深入應用到農業生產、加工、經營、管理和服務等全產業鏈環節，實現精準化種植、網際網路化銷售、智慧化決策和社會化服務，形成以數字化、自動化、精準化和智慧化為基本特徵的現代農業發展形態。
黨的十九大報告指出，“要堅持農業農村優先發展，按照產業興旺、生態宜居、鄉風文明、治理有效、生活富裕的總要求，建立健全城鄉融合發展體制機制和政策體系，加快推進農業農村現代化。”
智慧農業是農業資訊化發展的高階階段，是全新的農業發展理念，與電腦農業、數字農業、精準農業等農業資訊化發展模式既相關又不同。電腦農業、數字農業、精準農業將關鍵資訊科技應用到農業生產過程中，提高農業生產效率和效益。智慧農業則是實現全要素、全鏈條、全產業、全區域的智慧化，不僅貫穿農業生產過程，還包括農業經營、農業管理、農業服務等環節，這是與其他農業資訊化發展模式的最大不同。智慧農業的內涵和外延更加寬泛，所涉及的理論、技術、系統和裝備更加綜合和複雜。
當前我國正處於傳統農業向現代農業轉變的關鍵時期。農業發展面臨農產品價格“天花板”封頂和生產成本“地板”抬升等新挑戰，農業資源環境制約、農業生產結構失衡和農業發展質量效益不高等新問題日益突出，迫切需要加快轉變農業發展方式，從粗放發展向精細管理、科學決策發展模式轉變，走產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的農業現代化道路。農業資訊化成為引領我國現代農業發展、創新農業管理服務和破解農業發展難題的必然選擇。
“十三五”規劃綱要、2016年以來每年的“中央一號檔案”、近年釋出的《新一代人工智慧發展規劃》《數字鄉村發展戰略綱要》《數字農業農村發展規劃（2019—2025年）》等，都對農業數字化和智慧化發展作出頂層設計和系統謀劃。發展智慧農業是貫徹落實我國“四化同步”國家戰略、加快轉變農業發展方式和推進農業現代化建設的迫切需要，有助於促進資訊化與農業現代化深度融合，推動農業全產業鏈改造升級，進行資源最佳化配置和科學管理，有效提升農業生產經營效率和改善農業生態環境，對建設數字中國、實施鄉村振興戰略、推進農業高質量發展具有重要意義。
智慧農業的關鍵是資料，需要解決資料獲取、處理與應用三大問題
資料是基礎性戰略資源，數字經濟是現代經濟發展新動能。黨的十九屆四中全會首次提出，將資料作為生產要素參與收益分配，資料作為新生產要素從投入階段貫穿到產出和分配階段。智慧農業的目標是實現農業全過程智慧化，其實質是資料驅動。圍繞“資料”這一關鍵生產要素，智慧農業的組成包括資料獲取、資料處理分析、資料應用服務等方面的關鍵技術、裝備和整合系統，實現從資料到知識到決策的轉換。每一環節都有其關鍵理論和技術方法體系，這些理論、技術方法高度整合，形成完整的智慧農業系統。
資料獲取是智慧農業的基礎。透過精準感知和資料採集技術創新，構建“天空地”一體化的農業農村資訊採集技術體系，開展資料採集、輸入、彙總、應用、管理技術的研究，提升原始資料獲取和處理能力，解決“資料從哪來和如何管”這一基礎問題。重點是推進滿足農業農村需求的專業遙感衛星研發，突破無人機農業應用的共性關鍵技術，攻克農業生產環境和動植物生理體徵專用感測器製造，實現重要農區、牧區的資源環境、生產、經營、管理、服務等跨區域、全要素、多層次的資料採集；研發農業農村大資料管理平臺，突破“集中+分散式”農業農村資源資產一體化雲架構、資料安全等關鍵技術。
資料處理分析是支撐。進行資料探勘與智慧診斷技術創新，構建農業大資料智慧處理與分析技術體系，加強人工智慧、虛擬現實、區塊鏈+農業、大資料認知分析等前沿技術超前佈局，解決“資料如何處理與分析”的問題。重點是開展技術攻關，整合農學知識與模型、計算機視覺、深度學習等方法，研發動植物生產監測、識別、診斷、模擬與調控的專有模型和演算法，實現農業生產全要素、全過程的數字化、智慧化診斷；圍繞農村數字化服務，加強農業農村資料資源關聯挖掘、智慧檢索、智慧匹配與深度學習等技術研發，滿足農民對便民服務、電子商務等的全方位資訊需求。
資料應用服務是關鍵。透過精準管控與技術創新，構建資料賦能農業農村智慧化決策與管理技術體系，加快行業管理與服務流程數字化改造，解決“資料如何服務”的問題。重點是加強農業農村專有軟體與資訊系統的整合整合研究，研發環境智慧控制系統、農產品質量快速檢測與冷鏈物流技術、農產品可信追溯技術；加強智慧裝備自主研發能力，創制一批農業智慧感知、智慧控制、自主作業等裝備，重點突破農業機器人、數控噴藥、智慧檢測、智慧搬運、智慧採摘、果蔬產品分級分選等技術；進行數字農業標準規範研製，建立資料標準、資料接入與服務、軟硬體介面等標準規範。
智慧農業是複雜的系統應用，需要多部門、多領域、多學科的交叉和整合
從應用領域看，智慧農業技術、平臺和裝備已經廣泛應用到種植、養殖、加工、流通等不同領域，形成智慧農田、智慧牧場、智慧漁場、智慧果園、智慧化植物工廠、農產品加工智慧車間、農產品綠色智慧供應鏈等新的產業發展業態。針對不同應用主體，形成不同智慧農業發展模式和路徑，如小農戶的智慧農業應用以資訊技能培訓、技術託管與裝備共享服務、電商平臺和小型智慧終端應用等為主；針對種養大戶、家庭農場、農業企業、合作社等新型經營主體，則以提高生產效率、提升產品附加值、全產業鏈智慧化轉型等應用為主。同時，圍繞不同區域的產業型別和特點，形成不同智慧農業應用模式。如我國東北地區以規模化的大田精準種植為主、東南沿海以智慧漁業與智慧物流發展為主、西南山區以智慧特色農業發展為主。
智慧農業是複雜的軟硬體系統應用，透過前沿數字技術與裝備的綜合應用，自動、精準、高效地收集、提取並加工農業大資料，讓各類資料“孤島”相互聯通，藉助影象影片識別、深度學習與資料探勘等人工智慧方法，快速獲取多種資訊知識，實現農業優質高效、生態友好的高質量發展。
智慧農業作為技術密集型的農業創新體系，需要技術、平臺和生態的融合發展。具體來說，不僅需要5G、人工智慧、資料中心等新型基礎設施的支撐，更需要資訊科技、資料科學、農業科學和裝備科學的基礎研究和理論突破。智慧農業未來發展的重要動力來源於農業資訊科技、農學與農機高度有機融合，有賴於數字技術與農業科學、資源環境科學、基因組學、農業經濟和社會科學的交叉整合。只有對動植物生產與水土資源、環境之間的複雜關係和生態聯絡進行科學理解，才能將海量農業資料轉化為知識和決策；只有與個體動植物的基因組學、微生物群等分子資訊相結合，強大的機器學習、深度學習和資料探勘技術才可能發揮重要作用，實現資料賦能農業的目標。此外，推動智慧農業科技創新必須重視跨學科、跨行業的知識交流和技術整合，重視複合型農業人才的培養。
（作者為中國農業科學院院長、中國工程院院士）
