智慧農業(yè)被視為繼植物育種和遺傳學革命之后的又一次農業(yè)新技術革命，將徹底改變現(xiàn)代農業(yè)生產經營方式與管理模式，使農業(yè)進入數(shù)字化、網絡化和智能化發(fā)展階段。智慧農業(yè)是數(shù)字技術科技創(chuàng)新的新場景，科技創(chuàng)新與農業(yè)產業(yè)的深度融合，不僅會催生農業(yè)產業(yè)發(fā)展新動能，也會引發(fā)數(shù)字技術、數(shù)據(jù)科學、人工智能和區(qū)塊鏈等技術創(chuàng)新。

　　智慧農業(yè)是農業(yè)信息化發(fā)展高級階段，是未來農業(yè)發(fā)展必然方向

　　人類社會正在經歷信息革命。信息技術代表當今先進生產力的發(fā)展方向，具有強大的帶動性、滲透性和擴散性。21世紀以來，人類全面邁進以互聯(lián)網為中心的信息技術時代。隨著新一代信息技術迅速發(fā)展，農業(yè)信息化正從傳統(tǒng)的數(shù)字化、網絡化向智能化、智慧化的高端方向發(fā)展。全球農業(yè)發(fā)展進入智慧農業(yè)發(fā)展新階段。智慧農業(yè)以信息知識為核心，將遙感網、傳感網、大數(shù)據(jù)、互聯(lián)網、云計算、人工智能等現(xiàn)代信息技術以及智能裝備、智能機器人等，深入應用到農業(yè)生產、加工、經營、管理和服務等全產業(yè)鏈環(huán)節(jié)，實現(xiàn)精準化種植、互聯(lián)網化銷售、智能化決策和社會化服務，形成以數(shù)字化、自動化、精準化和智能化為基本特征的現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展形態(tài)。

　　黨的十九大報告指出，“要堅持農業(yè)農村優(yōu)先發(fā)展，按照產業(yè)興旺、生態(tài)宜居、鄉(xiāng)風文明、治理有效、生活富裕的總要求，建立健全城鄉(xiāng)融合發(fā)展體制機制和政策體系，加快推進農業(yè)農村現(xiàn)代化。”

　　智慧農業(yè)是農業(yè)信息化發(fā)展的高級階段，是全新的農業(yè)發(fā)展理念，與電腦農業(yè)、數(shù)字農業(yè)、精準農業(yè)等農業(yè)信息化發(fā)展模式既相關又不同。電腦農業(yè)、數(shù)字農業(yè)、精準農業(yè)將關鍵信息技術應用到農業(yè)生產過程中，提高農業(yè)生產效率和效益。智慧農業(yè)則是實現(xiàn)全要素、全鏈條、全產業(yè)、全區(qū)域的智能化，不僅貫穿農業(yè)生產過程，還包括農業(yè)經營、農業(yè)管理、農業(yè)服務等環(huán)節(jié)，這是與其他農業(yè)信息化發(fā)展模式的最大不同。智慧農業(yè)的內涵和外延更加寬泛，所涉及的理論、技術、系統(tǒng)和裝備更加綜合和復雜。

　　當前我國正處于傳統(tǒng)農業(yè)向現(xiàn)代農業(yè)轉變的關鍵時期。農業(yè)發(fā)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(zhàn)，農業(yè)資源環(huán)境制約、農業(yè)生產結構失衡和農業(yè)發(fā)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(yè)發(fā)展方式，從粗放發(fā)展向精細管理、科學決策發(fā)展模式轉變，走產出高效、產品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的農業(yè)現(xiàn)代化道路。農業(yè)信息化成為引領我國現(xiàn)代農業(yè)發(fā)展、創(chuàng)新農業(yè)管理服務和破解農業(yè)發(fā)展難題的必然選擇。

　　“十三五”規(guī)劃綱要、2016年以來每年的“中央一號文件”、近年發(fā)布的《新一代人工智能發(fā)展規(guī)劃》《數(shù)字鄉(xiāng)村發(fā)展戰(zhàn)略綱要》《數(shù)字農業(yè)農村發(fā)展規(guī)劃（2019―2025年）》等，都對農業(yè)數(shù)字化和智能化發(fā)展作出頂層設計和系統(tǒng)謀劃。發(fā)展智慧農業(yè)是貫徹落實我國“四化同步”國家戰(zhàn)略、加快轉變農業(yè)發(fā)展方式和推進農業(yè)現(xiàn)代化建設的迫切需要，有助于促進信息化與農業(yè)現(xiàn)代化深度融合，推動農業(yè)全產業(yè)鏈改造升級，進行資源優(yōu)化配置和科學管理，有效提升農業(yè)生產經營效率和改善農業(yè)生態(tài)環(huán)境，對建設數(shù)字中國、實施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、推進農業(yè)高質量發(fā)展具有重要意義。

　　智慧農業(yè)的關鍵是數(shù)據(jù)，需要解決數(shù)據(jù)獲取、處理與應用三大問題

　　數(shù)據(jù)是基礎性戰(zhàn)略資源，數(shù)字經濟是現(xiàn)代經濟發(fā)展新動能。黨的十九屆四中全會首次提出，將數(shù)據(jù)作為生產要素參與收益分配，數(shù)據(jù)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(yè)的目標是實現(xiàn)農業(yè)全過程智能化，其實質是數(shù)據(jù)驅動。圍繞“數(shù)據(jù)”這一關鍵生產要素，智慧農業(yè)的組成包括數(shù)據(jù)獲取、數(shù)據(jù)處理分析、數(shù)據(jù)應用服務等方面的關鍵技術、裝備和集成系統(tǒng)，實現(xiàn)從數(shù)據(jù)到知識到決策的轉換。每一環(huán)節(jié)都有其關鍵理論和技術方法體系，這些理論、技術方法高度集成，形成完整的智慧農業(yè)系統(tǒng)。

　　數(shù)據(jù)獲取是智慧農業(yè)的基礎。通過精準感知和數(shù)據(jù)采集技術創(chuàng)新，構建“天空地”一體化的農業(yè)農村信息采集技術體系，開展數(shù)據(jù)采集、輸入、匯總、應用、管理技術的研究，提升原始數(shù)據(jù)獲取和處理能力，解決“數(shù)據(jù)從哪來和如何管”這一基礎問題。重點是推進滿足農業(yè)農村需求的專業(yè)遙感衛(wèi)星研發(fā)，突破無人機農業(yè)應用的共性關鍵技術，攻克農業(yè)生產環(huán)境和動植物生理體征專用傳感器制造，實現(xiàn)重要農區(qū)、牧區(qū)的資源環(huán)境、生產、經營、管理、服務等跨區(qū)域、全要素、多層次的數(shù)據(jù)采集；研發(fā)農業(yè)農村大數(shù)據(jù)管理平臺，突破“集中+分布式”農業(yè)農村資源資產一體化云架構、數(shù)據(jù)安全等關鍵技術。

　　數(shù)據(jù)處理分析是支撐。進行數(shù)據(jù)挖掘與智能診斷技術創(chuàng)新，構建農業(yè)大數(shù)據(jù)智能處理與分析技術體系，加強人工智能、虛擬現(xiàn)實、區(qū)塊鏈+農業(yè)、大數(shù)據(jù)認知分析等前沿技術超前布局，解決“數(shù)據(jù)如何處理與分析”的問題。重點是開展技術攻關，集成農學知識與模型、計算機視覺、深度學習等方法，研發(fā)動植物生產監(jiān)測、識別、診斷、模擬與調控的專有模型和算法，實現(xiàn)農業(yè)生產全要素、全過程的數(shù)字化、智能化診斷；圍繞農村數(shù)字化服務，加強農業(yè)農村數(shù)據(jù)資源關聯(lián)挖掘、智能檢索、智能匹配與深度學習等技術研發(fā)，滿足農民對便民服務、電子商務等的全方位信息需求。

　　數(shù)據(jù)應用服務是關鍵。通過精準管控與技術創(chuàng)新，構建數(shù)據(jù)賦能農業(yè)農村智能化決策與管理技術體系，加快行業(yè)管理與服務流程數(shù)字化改造，解決“數(shù)據(jù)如何服務”的問題。重點是加強農業(yè)農村專有軟件與信息系統(tǒng)的整合集成研究，研發(fā)環(huán)境智能控制系統(tǒng)、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；加強智能裝備自主研發(fā)能力，創(chuàng)制一批農業(yè)智能感知、智能控制、自主作業(yè)等裝備，重點突破農業(yè)機器人、數(shù)控噴藥、智能檢測、智能搬運、智能采摘、果蔬產品分級分選等技術；進行數(shù)字農業(yè)標準規(guī)范研制，建立數(shù)據(jù)標準、數(shù)據(jù)接入與服務、軟硬件接口等標準規(guī)范。

　　智慧農業(yè)是復雜的系統(tǒng)應用，需要多部門、多領域、多學科的交叉和集成

　　從應用領域看，智慧農業(yè)技術、平臺和裝備已經廣泛應用到種植、養(yǎng)殖、加工、流通等不同領域，形成智能農田、智能牧場、智能漁場、智能果園、智能化植物工廠、農產品加工智能車間、農產品綠色智能供應鏈等新的產業(yè)發(fā)展業(yè)態(tài)。針對不同應用主體，形成不同智慧農業(yè)發(fā)展模式和路徑，如小農戶的智慧農業(yè)應用以信息技能培訓、技術托管與裝備共享服務、電商平臺和小型智能終端應用等為主；針對種養(yǎng)大戶、家庭農場、農業(yè)企業(yè)、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(yè)鏈智慧化轉型等應用為主。同時，圍繞不同區(qū)域的產業(yè)類型和特點，形成不同智慧農業(yè)應用模式。如我國東北地區(qū)以規(guī)模化的大田精準種植為主、東南沿海以智慧漁業(yè)與智慧物流發(fā)展為主、西南山區(qū)以智慧特色農業(yè)發(fā)展為主。

　　智慧農業(yè)是復雜的軟硬件系統(tǒng)應用，通過前沿數(shù)字技術與裝備的綜合應用，自動、精準、高效地收集、提取并加工農業(yè)大數(shù)據(jù)，讓各類數(shù)據(jù)“孤島”相互聯(lián)通，借助圖像視頻識別、深度學習與數(shù)據(jù)挖掘等人工智能方法，快速獲取多種信息知識，實現(xiàn)農業(yè)優(yōu)質高效、生態(tài)友好的高質量發(fā)展。

　　智慧農業(yè)作為技術密集型的農業(yè)創(chuàng)新體系，需要技術、平臺和生態(tài)的融合發(fā)展。具體來說，不僅需要5G、人工智能、數(shù)據(jù)中心等新型基礎設施的支撐，更需要信息技術、數(shù)據(jù)科學、農業(yè)科學和裝備科學的基礎研究和理論突破。智慧農業(yè)未來發(fā)展的重要動力來源于農業(yè)信息技術、農學與農機高度有機融合，有賴于數(shù)字技術與農業(yè)科學、資源環(huán)境科學、基因組學、農業(yè)經濟和社會科學的交叉集成。只有對動植物生產與水土資源、環(huán)境之間的復雜關系和生態(tài)聯(lián)系進行科學理解，才能將海量農業(yè)數(shù)據(jù)轉化為知識和決策；只有與個體動植物的基因組學、微生物群等分子信息相結合，強大的機器學習、深度學習和數(shù)據(jù)挖掘技術才可能發(fā)揮重要作用，實現(xiàn)數(shù)據(jù)賦能農業(yè)的目標。此外，推動智慧農業(yè)科技創(chuàng)新必須重視跨學科、跨行業(yè)的知識交流和技術集成，重視復合型農業(yè)人才的培養(yǎng)。

　　（作者為中國農業(yè)科學院院長、中國工程院院士）