智慧農業(yè)是指利用信息技術，對農業(yè)生產、經營、管理、服務全產業(yè)鏈進行智能化控制，實現(xiàn)農業(yè)生產的優(yōu)質、高效、安全和可控。我國高度重視發(fā)展智慧農業(yè)，發(fā)展智慧農業(yè)是實現(xiàn)現(xiàn)代農業(yè)的必由之路。

　　在一、二、三產業(yè)的融合過程中，智慧農業(yè)可以打破信息瓶頸、促進信息流動和分享。

　　智慧農業(yè)的技術框架大體包括信息感知、智能決策和決策實施3個方面。

　　信息感知包括通過農業(yè)物聯(lián)網等獲得各種與農業(yè)生產經營相關的信息，如作物、土壤等環(huán)境以及從事農業(yè)生產的人乃至社會的信息；

　　智能決策如同大腦，對各類信息進行分析處理，提供管理或控制的方案，例如專家系統(tǒng)；

　　決策實施則根據(jù)分析結果進行，包括經營策略、種植方案、環(huán)境調控或農機（例如無人機、播種機）的操控。

　　信息感知和決策實施往往依托于硬件設備，智能決策則主要是數(shù)據(jù)和知識的處理和計算。當今大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網的時代背景，對智能決策提出了更高的要求。

　　大數(shù)據(jù)是智慧農業(yè)的基礎，信息感知則是農業(yè)數(shù)據(jù)的源頭。

　　狹義來說，農業(yè)數(shù)據(jù)是指人之外的農作物自身及環(huán)境的生物物理信息。然而，農業(yè)生產活動離不開人的活動，生產者自身的經驗、消費者構成的市場均會對生產產生影響。因此，廣義來說，農業(yè)數(shù)據(jù)還包括從事農業(yè)生產的人、社會環(huán)境、市場動態(tài)等社會信息。

　　生物物理信息感知包括空間信息感知和地面信息感知。

　　前者主要包括遙感技術、衛(wèi)星定位技術、地理信息技術（“3S”技術）：基于遙感技術可獲得種植面積、作物長勢、洪澇、病蟲害情況及土壤和作物營養(yǎng)等空間信息；基于衛(wèi)星定位技術可獲得裝備的精準位置，可用于農業(yè)機械的移動定位；地理信息技術則給出了一個直觀的管理數(shù)據(jù)的方式。

　　后者主要是農業(yè)物聯(lián)網所涉及的傳感技術，獲得如土壤和空氣的溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度、風速、土壤鹽度等數(shù)據(jù)。除此之外，還有通過可見光/近紅外光譜、近紅外光譜速測植物養(yǎng)分、土壤肥力、農產品質量的傳感器技術。

　　地面感知還包括在田間設置攝像機或紅外監(jiān)測儀等，用戶可遠程觀測，用于提升種植透明度、增強消費者的信心。低功耗、低成本、性能穩(wěn)定的傳感器是長期獲得可靠數(shù)據(jù)的關鍵，也正是目前推廣應用農業(yè)物聯(lián)網的瓶頸。

　　社會信息感知包括農產品市場需求、農產品價格、農業(yè)政策、種植者經驗等方面。當前，在農業(yè)市場國際一體化的發(fā)展趨勢下，農業(yè)企業(yè)、協(xié)會、合作社等經濟合作組織對產前種什么效益高、產中何種農資優(yōu)質優(yōu)價、產后賣給誰等市場與技術信息有著更迫切的需求，這些信息對我國現(xiàn)代農業(yè)特別是規(guī)?；r業(yè)、訂單農業(yè)以及地方特色農業(yè)的發(fā)展意義重大。

　　農產品需求信息是農業(yè)市場的靈魂，便捷、準確地捕捉市場信息，把握市場動向，及時調整生產及銷售方向，是感知社會信息的主要目標?；谂老x技術的自動采集是通過網絡感知市場價格的重要方式，可用于每周的農產品價格預測等。而以投入占用產出技術為核心的糧食產量預測模型則考慮多種體現(xiàn)社會信息的農業(yè)投入。

　　數(shù)據(jù)傳輸基于通信網絡，將分散的具有獨立功能的設備或子系統(tǒng)連接起來，并按照規(guī)定的網絡協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)分布式系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享及系統(tǒng)的綜合管理與控制。

　　在技術層面，國內很多科研院所和公司均可實現(xiàn)不同的傳輸方式，實際應用采用哪種數(shù)據(jù)傳輸方式則需根據(jù)農田環(huán)境、方案需求、成本約束等因素綜合確定。

　　農業(yè)大數(shù)據(jù)涵蓋農業(yè)生產本身和產前、產后以及農產品加工、銷售整個鏈條中所產生的大量數(shù)據(jù)。目前獲取各種農業(yè)數(shù)據(jù)的成本還比較高，缺乏成熟的產品，而且不同的用戶有不同的需求。如何融合生物物理和社會信息，為農戶、政府、商家等不同的利益相關方提供相應的信息服務，仍是未來要應對的挑戰(zhàn)。

　　智能決策是智慧農業(yè)的核心，是數(shù)據(jù)產生價值的過程，覆蓋農業(yè)生產從產前規(guī)劃、產中種植管理及環(huán)境控制到產后存儲、加工、運輸和銷售等各個環(huán)節(jié)。

　　產前規(guī)劃包括需求分析和種植方案推薦；

　　產中種植管理包括環(huán)境調控（對于設施農業(yè)）、施肥、打藥、灌溉等方面的智能決策支持；

　　產后農產品的庫存控制、運輸車輛調配、流通加工與配送中心的選址等，均需要智能計算方法提供決策支持。

　　作物生產管理決策支持技術的研究，集中在作物生長模擬及各類專家系統(tǒng)方面。

　　作物管理專家系統(tǒng)是專家系統(tǒng)在農業(yè)領域的具體應用，一般包含一個由權威農業(yè)專家的經驗、資料、數(shù)據(jù)與成果構成的知識庫，并能利用其知識，模擬農業(yè)專家解決問題的思維方法進行判斷、推理，以求得解決農業(yè)生產問題結論的智能程序系統(tǒng)。

　　隨著農業(yè)進入大數(shù)據(jù)時代，農業(yè)智能決策轉入以大數(shù)據(jù)驅動的方式，并且體現(xiàn)在農業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)。農業(yè)智能決策支持系統(tǒng)的算法和呈現(xiàn)方式需隨之迭代。隨著數(shù)據(jù)獲取的相對便捷和智能手機的普遍使用，過去只能在電腦上離線使用、被詬病為“電子詞典”的農業(yè)專家系統(tǒng)迎來了新的發(fā)展時代。

　　智能農機和管理軟件是信息感知、智能決策后的呈現(xiàn)形式。

　　隨著我國農業(yè)從業(yè)人員的老齡化和數(shù)量減少，農業(yè)智能裝備的應用是必然趨勢。農業(yè)智能裝備包括服務于施肥、打藥、灌溉、修剪、采摘、播種、環(huán)境調控等各種操作的設備。

　　國外的智能農機裝備較為先進，應用較廣，主要有智能導航、自動駕駛、變量施肥、變量噴藥等功能。隨著國家對農業(yè)智能裝備研發(fā)的重視和投入，國內的多個機構開展了相關研究，研究內容包括自動導航、變量施肥、精準噴藥、播種、插秧、噴藥、除草和收獲等。

　　此外，我國的農業(yè)航空作業(yè)量逐年增加，作業(yè)領域逐漸擴大，除對糧食作物、園藝作物、經濟作物施藥外，還開展了植物生長授粉等作業(yè)。

　　農田作業(yè)裝備精準控制技術是發(fā)達國家在大面積機械化條件下發(fā)展起來的，而我國的作物生產地域環(huán)境條件差異較大，因此技術和裝備的選擇不可千篇一律地套用。發(fā)展適應我國國情的精準農機化必須持續(xù)地、因地制宜地逐步完善。

　　隨著智能技術的發(fā)展，類似于工業(yè)中數(shù)字雙胞胎的虛擬農業(yè)系統(tǒng)預期會逐漸發(fā)展，由于中國的小農經濟特征，產銷信息不對稱是農業(yè)發(fā)展中的一大瓶頸。

　　有別于傳統(tǒng)的以記錄為主的農業(yè)信息系統(tǒng)，基于智能排產以及農業(yè)投入精細計算、虛擬農業(yè)管理系統(tǒng)可與目前發(fā)展中的農業(yè)托管、共享農田等新型經營模式結合，既滿足城市居民對田園生活的向往，又部分解決農村缺乏技術和銷售渠道的問題，同時在農村創(chuàng)造新的工作崗位，帶動新一代年輕人從事農業(yè)。

　　智慧農業(yè)是指利用信息技術，對農業(yè)生產、經營、管理、服務全產業(yè)鏈進行智能化控制，實現(xiàn)農業(yè)生產的優(yōu)質、高效、安全和可控。我國高度重視發(fā)展智慧農業(yè)，發(fā)展智慧農業(yè)是實現(xiàn)現(xiàn)代農業(yè)的必由之路。

　　在一、二、三產業(yè)的融合過程中，智慧農業(yè)可以打破信息瓶頸、促進信息流動和分享。

　　智慧農業(yè)的技術框架大體包括信息感知、智能決策和決策實施3個方面。

　　信息感知包括通過農業(yè)物聯(lián)網等獲得各種與農業(yè)生產經營相關的信息，如作物、土壤等環(huán)境以及從事農業(yè)生產的人乃至社會的信息；

　　智能決策如同大腦，對各類信息進行分析處理，提供管理或控制的方案，例如專家系統(tǒng)；

　　決策實施則根據(jù)分析結果進行，包括經營策略、種植方案、環(huán)境調控或農機（例如無人機、播種機）的操控。

　　信息感知和決策實施往往依托于硬件設備，智能決策則主要是數(shù)據(jù)和知識的處理和計算。當今大數(shù)據(jù)、云計算、物聯(lián)網的時代背景，對智能決策提出了更高的要求。

　　大數(shù)據(jù)是智慧農業(yè)的基礎，信息感知則是農業(yè)數(shù)據(jù)的源頭。

　　狹義來說，農業(yè)數(shù)據(jù)是指人之外的農作物自身及環(huán)境的生物物理信息。然而，農業(yè)生產活動離不開人的活動，生產者自身的經驗、消費者構成的市場均會對生產產生影響。因此，廣義來說，農業(yè)數(shù)據(jù)還包括從事農業(yè)生產的人、社會環(huán)境、市場動態(tài)等社會信息。

　　生物物理信息感知包括空間信息感知和地面信息感知。

　　前者主要包括遙感技術、衛(wèi)星定位技術、地理信息技術（“3S”技術）：基于遙感技術可獲得種植面積、作物長勢、洪澇、病蟲害情況及土壤和作物營養(yǎng)等空間信息；基于衛(wèi)星定位技術可獲得裝備的精準位置，可用于農業(yè)機械的移動定位；地理信息技術則給出了一個直觀的管理數(shù)據(jù)的方式。

　　后者主要是農業(yè)物聯(lián)網所涉及的傳感技術，獲得如土壤和空氣的溫濕度、光照強度、二氧化碳濃度、風速、土壤鹽度等數(shù)據(jù)。除此之外，還有通過可見光/近紅外光譜、近紅外光譜速測植物養(yǎng)分、土壤肥力、農產品質量的傳感器技術。

　　地面感知還包括在田間設置攝像機或紅外監(jiān)測儀等，用戶可遠程觀測，用于提升種植透明度、增強消費者的信心。低功耗、低成本、性能穩(wěn)定的傳感器是長期獲得可靠數(shù)據(jù)的關鍵，也正是目前推廣應用農業(yè)物聯(lián)網的瓶頸。

　　社會信息感知包括農產品市場需求、農產品價格、農業(yè)政策、種植者經驗等方面。當前，在農業(yè)市場國際一體化的發(fā)展趨勢下，農業(yè)企業(yè)、協(xié)會、合作社等經濟合作組織對產前種什么效益高、產中何種農資優(yōu)質優(yōu)價、產后賣給誰等市場與技術信息有著更迫切的需求，這些信息對我國現(xiàn)代農業(yè)特別是規(guī)?；r業(yè)、訂單農業(yè)以及地方特色農業(yè)的發(fā)展意義重大。

　　農產品需求信息是農業(yè)市場的靈魂，便捷、準確地捕捉市場信息，把握市場動向，及時調整生產及銷售方向，是感知社會信息的主要目標?；谂老x技術的自動采集是通過網絡感知市場價格的重要方式，可用于每周的農產品價格預測等。而以投入占用產出技術為核心的糧食產量預測模型則考慮多種體現(xiàn)社會信息的農業(yè)投入。

　　數(shù)據(jù)傳輸基于通信網絡，將分散的具有獨立功能的設備或子系統(tǒng)連接起來，并按照規(guī)定的網絡協(xié)議進行數(shù)據(jù)通信，實現(xiàn)分布式系統(tǒng)硬件和軟件資源的共享及系統(tǒng)的綜合管理與控制。

　　在技術層面，國內很多科研院所和公司均可實現(xiàn)不同的傳輸方式，實際應用采用哪種數(shù)據(jù)傳輸方式則需根據(jù)農田環(huán)境、方案需求、成本約束等因素綜合確定。

　　農業(yè)大數(shù)據(jù)涵蓋農業(yè)生產本身和產前、產后以及農產品加工、銷售整個鏈條中所產生的大量數(shù)據(jù)。目前獲取各種農業(yè)數(shù)據(jù)的成本還比較高，缺乏成熟的產品，而且不同的用戶有不同的需求。如何融合生物物理和社會信息，為農戶、政府、商家等不同的利益相關方提供相應的信息服務，仍是未來要應對的挑戰(zhàn)。

　　智能決策是智慧農業(yè)的核心，是數(shù)據(jù)產生價值的過程，覆蓋農業(yè)生產從產前規(guī)劃、產中種植管理及環(huán)境控制到產后存儲、加工、運輸和銷售等各個環(huán)節(jié)。

　　產前規(guī)劃包括需求分析和種植方案推薦；

　　產中種植管理包括環(huán)境調控（對于設施農業(yè)）、施肥、打藥、灌溉等方面的智能決策支持；

　　產后農產品的庫存控制、運輸車輛調配、流通加工與配送中心的選址等，均需要智能計算方法提供決策支持。

　　作物生產管理決策支持技術的研究，集中在作物生長模擬及各類專家系統(tǒng)方面。

　　作物管理專家系統(tǒng)是專家系統(tǒng)在農業(yè)領域的具體應用，一般包含一個由權威農業(yè)專家的經驗、資料、數(shù)據(jù)與成果構成的知識庫，并能利用其知識，模擬農業(yè)專家解決問題的思維方法進行判斷、推理，以求得解決農業(yè)生產問題結論的智能程序系統(tǒng)。

　　隨著農業(yè)進入大數(shù)據(jù)時代，農業(yè)智能決策轉入以大數(shù)據(jù)驅動的方式，并且體現(xiàn)在農業(yè)生產的各個環(huán)節(jié)。農業(yè)智能決策支持系統(tǒng)的算法和呈現(xiàn)方式需隨之迭代。隨著數(shù)據(jù)獲取的相對便捷和智能手機的普遍使用，過去只能在電腦上離線使用、被詬病為“電子詞典”的農業(yè)專家系統(tǒng)迎來了新的發(fā)展時代。

　　智能農機和管理軟件是信息感知、智能決策后的呈現(xiàn)形式。

　　隨著我國農業(yè)從業(yè)人員的老齡化和數(shù)量減少，農業(yè)智能裝備的應用是必然趨勢。農業(yè)智能裝備包括服務于施肥、打藥、灌溉、修剪、采摘、播種、環(huán)境調控等各種操作的設備。

　　國外的智能農機裝備較為先進，應用較廣，主要有智能導航、自動駕駛、變量施肥、變量噴藥等功能。隨著國家對農業(yè)智能裝備研發(fā)的重視和投入，國內的多個機構開展了相關研究，研究內容包括自動導航、變量施肥、精準噴藥、播種、插秧、噴藥、除草和收獲等。

　　此外，我國的農業(yè)航空作業(yè)量逐年增加，作業(yè)領域逐漸擴大，除對糧食作物、園藝作物、經濟作物施藥外，還開展了植物生長授粉等作業(yè)。

　　農田作業(yè)裝備精準控制技術是發(fā)達國家在大面積機械化條件下發(fā)展起來的，而我國的作物生產地域環(huán)境條件差異較大，因此技術和裝備的選擇不可千篇一律地套用。發(fā)展適應我國國情的精準農機化必須持續(xù)地、因地制宜地逐步完善。

　　隨著智能技術的發(fā)展，類似于工業(yè)中數(shù)字雙胞胎的虛擬農業(yè)系統(tǒng)預期會逐漸發(fā)展，由于中國的小農經濟特征，產銷信息不對稱是農業(yè)發(fā)展中的一大瓶頸。

　　有別于傳統(tǒng)的以記錄為主的農業(yè)信息系統(tǒng)，基于智能排產以及農業(yè)投入精細計算、虛擬農業(yè)管理系統(tǒng)可與目前發(fā)展中的農業(yè)托管、共享農田等新型經營模式結合，既滿足城市居民對田園生活的向往，又部分解決農村缺乏技術和銷售渠道的問題，同時在農村創(chuàng)造新的工作崗位，帶動新一代年輕人從事農業(yè)。