发布时间:2023-09-22 10:37:38
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英文摘要………………………………………………………………………………Ⅱ
1“数字农业”的内涵…………………………………………………………1
2国外“数字农业”关键技术发展与应用……………………………………………1
2.1美国………………………………………………………………………………………1
2.2英国………………………………………………………………………………………2
2.3德国………………………………………………………………………………………2
3我国发展“数字农业”的紧迫性…………………………………………………2
4“数字农业”的发展趋势………………………………………………………………3
4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现…………………………………………………3
4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛……………………………………………………3
4.3农业多元化公共服务将更加完善………………………………………………………4
5 “数字农业”的实践策略……………………………………………………………4
5.1实现农业农村业务数字化和可视化……………………………………………………4
5.2推动数字农业技术创新…………………………………………………………………5
5.3提高农业农村经营管理数字化水平…………………………………………………5
结语…………………………………………………………………………………………6
致谢………………………………………………………………………………………7
参考文献……………………………………………………………………………………8
摘 要
数字农业是将信息作为农业生产要素,用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合,对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。本文总结了国外“数字农业”关键技术发展与应用,结合我国发展数字农业的紧迫性与当前数字农业的发展趋势,对我国“数字农业”的发展提出了几条实践策略。
关键词:数字农业;农业信息化;发展策略
Abstract
Content:Digital agriculture is a kind of modern agriculture that takes information as agricultural production elements, uses modern information technology to express agricultural objects, environment and the whole process visually, digital design and information management. Digital agriculture makes the information technology and all aspects of agriculture achieve effective integration, which is of great significance to the transformation of traditional agriculture and the transformation of agricultural production mode. This paper summarizes the development and application of the key technologies of "digital agriculture" in foreign countries. Combined with the urgency of developing digital agriculture in China and the current development trend of digital agriculture, several practical strategies are put forward for the development of "digital agriculture" in China.
Key words:Digital agriculture; agricultural informatization; development strategy
浅析“数字农业”发展趋势与策略
1“数字农业”的内涵
“数字农业”是农业数字经济的重要实践。当前,学术界和工业界尚未能够对数字农业形成统一的定义。通用名称包括信息农业,精确农业,“ Internet + 农业”等等。本文中提到的数字农业基于农业信息化,在农业链的所有环节中都强调了下一代信息技术的重要作用,代表了农业产业的新视野。现代农业与信息化的紧密结合使可以充分利用数字技术。数字技术在促进农业发展方面发挥着重要作用,并且不断的提高现代农业产业的数字化水平,支持农村战略的实施。
2国外“数字农业”关键技术发展与应用
2.1美国
美国完善的农业产业基础和数字技术体系促进农业发展。美国数字农业发展建立在农业生产高度专业化、规模化、企业化的基础上,已经建成了完善的现代农业技术应用与管理系统。自20世纪90年代起,美国已开始应用数字农业技术,包括应用遥感技术对作物生长过程进行检测和预报、在大型农机上安装GPS设备、应用GIS处理和分析农业数据等,对大田作物进行生产前、中、后期的全面监测与管理。在21世纪初已经实现“3S”技术、智能机械系统和计算机网络系统在大农场中的综合应用,智能机械已经进入商品化阶段。如JohnDeere公司的“绿色之星”精准农业系统,基于物联网技术与“3S”技术搭建的新型精准农业管理系统,用以进行精细农作、农机管理、农艺管理和计划管理,可绘制农场产量的“数字地图”,在机械化生产大农场中的市场占有率达到了65%以上。在大数据、物联网等数字技术飞速发展的助推下,美国数字农业技术已与农业生产的产前、产中、产后形成紧密衔接,应用范畴覆盖从作物生长的微观监测到宏观农业经济分析。此外,美国也已形成完善的技术服务组织网络,美国服务类企业与公益机构可为经营主体提供较为完善的技术服务,例如美国农业技术服务组织(FSA)为农民提供丰富的信息。
2.2英国
英国信息化技术应用助推精准农业。信息化技术推动英国农业向数字化、智能化、精准化的方向发展。英国农村地区信息化基础设施完备,互联网、4G信号已实现基本覆盖。在此基础上,精准农业技术得以实现在农业的全方位应用,如借助遥感技术进行作物生产监测与产量预报、农业资源调查、农业生态环境评价和灾害监测等;英国Massey Ferguson公司研发的“农田之星”信息管理系统,借助传感识别技术和GPS技术能够更为精准地进行种植和养殖作业、数据记录分析和制定解决方案;智能机械已基本装备卫星定位系统、电脑控制和软件应用系统,能够根据不同位置、不同质量的地块情形实现自动化、精准化、变量化作业,同时可以采集作物信息用以制作电子地图和调整生产策略。2013年英国启动《农业技术战略》,提出了应用大数据、物联网技术和智能技术进一步发展精准农业,从而提升农业生产效率,如借助GateKeeper专家系统提供辅助决策和农场管理、LELY挤奶机器人等智能化设备在养殖场中的应用、自动感知技术在施肥施药机械上的应用、二维码技术在农产品产销环节的广泛应用等。
2.3德国
德国关键技术与设备的积极研发与推广。在欧盟农业共同政策对数字农业的支持下,德国积极发展高水平数字农业,在农业生产高度机械化的基础上,建立完善的计算机支持和辅助决策系统,提供数字农业综合解决方案。德国投入大量资金与人力支持数字农业核心技术与智能设备研发,并由大型企业牵头,如德国拜耳公司投资2 亿欧元支持数字农业布局,已在60多个国家提供数字化解决方案,并旗下Xarvio品牌推广数字农业,通过XarvioScouring识别系统高效识别和分析作物生长和病虫害信息,帮助农民优化田块单独管理和农田统筹优化。拥有百年历史的德国农业机械制造商CLAAS集团结合第四代移动通信技术和传感器技术,实现收割过程的全面自动化。
3我国发展“数字农业”的紧迫性
今年虽然受到疫情影响,但我国大部分农产品仍然是一个“大年”,怎样解决需求下降、部分市场关闭、物流受阻等难题,把农货顺利卖出去,让农民实现丰产又丰收?加速数字农业发展是不二法门。
农业长期保持着传统形态,技术进步一直较慢,特别是进入信息化时代后,农业技术滞后带来的产业发展差距愈发显著。随着数字经济的兴起,越来越多的领域引入互联网、大数据、人工智能等技术,实现了智能化、数字化重塑,生产率大幅度提高。2019 年,我国服务业、工业数字经济渗透率分别为 37.8%、19.5%,但农业只有 8.2%,数字化改造的空间很大,需尽快赶上信息社会的发展步伐。
农业数字化转型是农业现代化的必然选择,也是破解目前农业难题的一剂良方,瞄准这个主攻方向,无疑将为农业高质量发展提供新动能,给予农民更多获得感。对广大农民来讲,农产品销售难的问题最头疼,常常遭遇“多收了三五斗”的尴尬。可以说,农业数字化水平滞后,农产品质量不稳定、难以标准化、产销信息不对称等是导致农产品销售难的主因。显然,加快技术与传统农业的融合,打造数字农业,对产业链进行全方位的数字化改造,使得传统农业脱胎换骨,插上科技的翅膀腾飞,已成为农业发展新趋势。
4“数字农业”的发展趋势
4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现实
物联网技术在现代农业生产设施和设备领域中的应用极大地提高了现代农业生产设施和设备的数字和智能水平,实现了整个农业生产过程的数字化控制,实现了农业智能化生产和管理。它可以解决由托管服务流程引起的一系列问题。在种植业中,重点是如何精确控制生产环节,例如育苗,播种,施肥,灌溉和病虫害防治。当前,荷兰,日本,以色列和其他国家正在使用大数据,人工智能和信息技术来促进数字化,精确化和智能化作物种植的发展。
4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛
电子商务的飞速发展为农产品流通提供了新的平台和基础。例如,美国著名的新鲜食品电子商务公司LocalHarvest是一个平台,该平台整合了有机农业的上下游,并连接了中小型农场和消费者。LocalHarvest平台基于从相关农场收集的基本信息来支持地图搜索系统,使消费者能够搜索本地社区周围的农场并购买难以保存的新鲜农产品,例如蔬菜和禽蛋。农产品在快速物流系统下,可以快速送到消费者家中,从而大大提高农产品物流的效率和质量。
值得欣喜的是,近年来,全国各地与各大电商平台纷纷投入大量资源,重构产业链,培植人才,发力促进农产品上行。以河北省为例,近年来积极引入农业电商龙头企业,与阿里巴巴、京东、拼多多等电商平台开展合作,持续在直播助农、农产品品牌孵化、新农商人才培养等领域,合力打造河北数字农业“新基建”。可以看到,利用大数据和分布式人工智能技术匹配优化资源,将需求传导给供给端,有效缓解了供需信息不对称造成的产销脱节。在互联网科技力量的加持下,传统农业的“痛点”也得到有效解决,进一步打开了农产品从田间到餐桌的通路。
随着电商农产品销量的快速增长,广大农民亦受益匪浅,农业生产模式发生重大变化,以需求引导生产、订单式农业逐渐成为主流,精准种植、数字营销提升了农民收入水平,促进更多农民融入数字农业的场景里。以往很多滞销农产品位于贫困地区,数字农业重塑产业链,帮助贫困户掌握技术、融入市场,实现了造血扶贫。实践证明,此种创新扶贫模式具有很强的活力。比如,拼多多的“农地云拼”模式得到国务院扶贫办的肯定,荣获了今年的“全国脱贫攻坚组织创新奖”。截至 2019 年底,拼多多平台直连的农业生产者超过 1200 万人,累计带贫人数超百万。
4.3农业多元化公共服务将更加完善
通过将移动互联网和大数据等顶尖技术运用在农业公共服务,农业服务也更加便利和灵活。这也是数字农业发展的重要趋势。一些国家为了促进数字农业的发展,在农业信息化和农业公共服务方面做出了很多努力。
5 “数字农业”的实践策略
5.1实现农业农村业务数字化和可视化
加快建立涵盖农业资源,农村产业,生产管理,产品质量,农业机械设备和农村治理的数据库。利用地理空间信息技术和遥感技术整合空间数据,获取耕地资源,渔业水资源,粮食生产功能区,现代化农业园区,特色农产品优势区,特色鲜明的农业村庄,生产经营实体,村庄分布等数据。地图存储在数据库中,使农业和农村资源数据立体化。通过集成的农业调度系统,现场定点监控系统,集成的遥感信息,无人机观测和地面传感器网络,可以建立农作物的空间分布。通过农作物的空间分布,重大自然灾害和其他动态空间图,形成了一个一体化的全域地理信息图,为农业生产和管理的科学指导奠定了坚实的数据基础。
5.2推动数字农业技术创新
创新,始终是乡村振兴的内生动力。要实现乡村振兴,离不开“数字农业”助力。手机变成新农具、直播成了新农活、数据成为新农资,随着农业新业态新模式竞相涌现,数字经济发展红利惠及三农必将更加给力,而农业信息技术已然成为数字农业发展的关键支持。未来依靠农业科学院和大学等农业科学研究和技术开发机构来充分发挥农业科技企业作为创新主题的作用,促进数字农业领域的“产学研”合作,并着重于先进技术和核心技术。为了提高对关键技术的了解和研发,精确操作和智能决策的数字化管理,智能设备的变量修改和应用,农产品的灵活处理,区块链等技术,3S 加速,智能识别,模型仿真,智能控制和其他软件和硬件产品数字农业的综合应用,了解数字农业技术标准和规范体系的建立,数字农业技术创新以及应用服务系统的持续改进。
5.3 提高农业农村经营管理数字化水平
当前,就中国电子政务项目的发展而言,农业部门中的电子政务服务水平不能完全满足领导决策应用程序和公共商务应用程序的功能要求。农业信息服务的总体水平有待进一步提高。同时,这意味着中国农业信息服务具有巨大的发展和利用空间。因此,有必要进一步扩大移动互联网技术,云计算,大数据等先进技术在农业信息服务领域的应用,并通过建立灵活,便捷,高效,透明的农业生产经营管理体系,为农民提供更多便捷和信息服务。在信息公开,政府公共关系,信息服务,办公室工作等方面,充分利用农民信箱和便携式农业和农村地区的服务功能,提高了园艺,畜牧,水产品,田间管理和智能化管理水平。着眼于整个农业产业链的要求,以提高劳动生产率,研究和推广适用于不同地形和环境的农业机械,并进一步促进农业“机器换人”。
结 语
数字农业的发展实现了对农业生产的自动,精确控制,智能和科学管理,提高了农业的可控性,降低了生产成本,并减少了环境污染,使农业向精准,环保和可持续的方向发展。此外,农村电子商务的发展可以有效克服农业产业化经营的不利因素,可以简化交易联系,提高交易效率,降低成本,消除农民对库存余额的担忧,并缩短生产周期。努力为农民提供更多的商机。由于时间和空间的限制,内容的选择空间也越来越广,这对于提高农业生产经营管理人员的科学文化素养具有重要意义。
致 谢
在这篇论文的撰写过程中,我遇到了很多的困难和障碍,但都在老师、领导、同事、同学和朋友的帮助下顺利解决了。尤其要强烈感谢周波老师在千里之外给我们线上授课进行指导和帮助,不厌其烦地为我们解答疑问、传授知识,让我非常感动,在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢!
同时也要感谢这篇论文所涉及到的各位学者,本文引用了数位学者的研究文献,如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发,我将很难完成本篇论文的写作。
同时也要感谢我的领导、同事、同学和朋友,在我写论文的过程中给予我很多素材,还在论文的撰写和排版过程中提供给我很大的帮助。由于我的学术水平有限,所写论文难免有不足之处,恳请各位老师和学友不吝批评与指教。
参考文献
[1] 周清波 , 吴文斌 , 宋茜 . 数字农业研究现状和发展趋势分析 [J].中国农业信息 ,2019,30(01), 第 5-13 页 .
随着全球污染日益严重,农业的绿色机械化是目前研究的重点,农用机械需要更加节能环保、低排放、高效运行、降低噪音,这样才能对我国的农业发展产生促进作用。我国对新能源有很大的支持力度,在一些地区,农业发展得到了国家的新能源补贴。随着人们环保意识增强,电动农业机械将会成为未来主流的农业机械。目前,大型农业机械应用电动驱动方式比较少,因此,对于大型的农业机械来说,目前还处于探索阶段。
1优势
燃油动力农业机械的质量体积都很大,不方便在小空间进行操作,电动农业机械的出现,解决了此问题。其具有小巧、灵活的特点,可以在小面积的范围内使用,如温室大棚的环境中进行工作。随着世界能源的不断枯竭,油价的上涨,从能耗上来看,电动农业机械是未来的发展趋势,电动机械结构简单,维护成本低,操作简单,成本相当于燃油机的1/4左右,能够实现零污染,因此对空气和土壤没有影响,在温室大棚中工作,噪音也比较小,因此能够实现农业的绿色和环保发展。
2发展现状
2.1存在的问题
我国电动机械的研究主要是提高生产的效率,以及保证足够的动能输出,但是却忽略了电池的耐用性和安全性。近5年来,电动农业机械的电池容量比较小,没有取得一定的突破。柴电混合的动力机械应用比较少,对于电动农业机械的安全防护技术不足,废旧的设备以及电池的污染、智能化操作等问题还有待于提升。电动农业机械的操作环境比较复杂,工作时间比较长,因此,会出现电路问题,还需要进一步探索研究。
2.2国内外研究现状
1921年第一台电动拖拉机由德国西门子公司推出,农业机械开始了电动化的生产。国外对于电动农业机械的研究,主要是在于操作性、安全性、功能性、可靠性以及燃料电池的性能等多方面,能够实现多功能的目标。我国对电动农业机械的研究比较晚,采用了英国技术,通过电池为农业机械提供动力,以微型手动操作为主。随着农业大棚的推广,电动农业机械主要围绕大棚的需求推出了室内电动撒肥机械设备。主要应用在对土地的合理化利用方面,能够实现均匀种植的目的。近年来,我国又把电动农业机械研究向着智能化方向发展,使得农业生产质量与效率得到了很大程度的提升,农业资源得到了合理化的使用。因此微型遥控和自动化程序以及提高作业的效率,是现代电动农业机械的发展目标,比如小型播种机、采摘机等,是农业机械最新研究成果。
2.3我国电动机械技术发展迅猛
电动农业机械的技术发展比较快,电能作为一种清洁的能源,代替石油成为了未来环保型农业机械主要应用的方向。在环境保护日益高涨的今天,农业生产更需要清洁的能源,电动农业机械发展空间前景比较大,而且控制方便,功率运转速度好,技术比较成熟,奠定了电动农业机械的发展,目前,移动式电动农业机械是我国的主要研究方向,实现了小型发电机组与移动电池互相配合,提供了稳定的输出功率,使大型电动机械装置的发展得到了很大程度的推动。
3发展趋势
中图分类号:F32文献标识码:A文章编号:1006-0278(2012)03-123-01
当今全球经济一体化进程不断加快,我国农业发展也踏入了一个关键时期,农业也将在国际竞争中扮演更加重要的角色。唯有提高我国农业现代化水平才能增强在国际市场中的竞争力,而实现农业现代化就必须加强农业机械化建设。为此,就我国农业机械化现状和发展趋势进行分析和研究。
一、我国农业机械化的的现状
随着《中华人民共和国农业机械化促进法》的颁布实施,中央和地方财政补贴力度的加大,我国农业机械化进入了一个新的发展阶段。由于农业化促进法涉及农机化工作的方方面面,为我国农业机械化的发展道路扫清了很多障碍,农村经济发展和地方基本设施建设规模的扩大也为农机化提供了有利条件。在我国加入了WTO后,国际间的农机技术交流和合作得到加强,为鼓励大型农业机械的引进,国家还制定了优惠进口税收政策,为我国学习国外的先进经验和技术提供机会。很多国际企业还在中国举办展览会,也是农机界加强国际交流与合作的重要形式。近年来, 国际上不少大型农机企业看准中国巨大的农机市场,,与中国有关部门和企业合作,在中国开拓事业, 取得了双赢的佳绩。经过半个多世纪的发展,我国农业机械拥有量增长了上千倍,有的品种甚至数万倍。农田作业机械化水平显著提高,机械耕地、播种、收获水平逐渐提高。
总的说来国内农机业发展的势头较为良好,通过学习国外的先进经验和技术, 加大技术改造和升级换代力度, 也推进了国产农业机械化产品质量的提高。在提高劳动生产率、减轻繁重体力劳动方面,农业机械化也体现出重要的作用,但也暴露出很多问题。其中最突出的问题我国的农机装备水平还不能完全适应全部的市场需求。农业机械装备不合理,市场所急需的大功率拖拉机及配套农具数量较少,深加工机械、农田作业机械、大中型机械的匮乏,一定程度上制约了农机具的整体功能。农业机械化发展不平衡,农业经营规模化程度低,过于分散,制约了农机化作业水平的提高。区域上,南部高寒阴湿区和偏僻山区农机化发展水平低于北部地区。除此之外,生产成本和加工技术方面的原因,导致我国生产的农产品在价格和品质上和发达国家还存在很大的差距,缺乏国际竞争力。由于农机装备开发的难度本身就大,加之利润不高,导致很多大型企业对农机装备的研发失去兴趣,目前大部分农机装备制造企业仍是中小规模企业。如此一来就使得我国农机装备制造行业整体呈现出研发能力差,行业管理水平低,整体规模小,技术设备落后的状况。
针对这种状况,强化农机化科技创新,支持开发和引进符合市场需求的农机产品,培植大型农机装备制造企业迫在眉睫。创新是农业机械化水平提高的关键,要结合农业结构调整,加快农机新技术、机具的研究与开发;进一步深化农机化科技体制改革,充分发挥农机科研院校、大型农机企业的积极作用,优化农机科技资源配置;加强农机化新技术的推广应用。
二、我国农业机械化的发展方向
绿色化,智能化,自动化、信息化是我国农业发展的必然趋势。
随着“建设节约型社会”步伐的推进,迫切需要农机装备低耗能、零排放。加之世界资源日紧张,燃油价格不断攀升的情况,我国农机制造企业将重点发展节能、节水、节肥和降低农业成本、保护生态环境,增加产量的农机装备,以适应当下市场需要。
农机装备智能化和生产作业方式自动化是发展高效节本农业的有效途径。在国际竞争激烈的环境中,我们必须通过缩小与农业发达国家在农机装备上的差距,才能阻止国外先进的高智能化和高自动化的产品垄断我国市场,阻碍我国自主农机装备企业的发展。上世纪90年代以来,信息技术迅速发展,成为世界科技发展的前沿技术领域,其最显著的特点就是可以将科学技术成果迅速传播到各个社会经济门类。国外已有了一些比较成熟、方便我们使用的应用性成果,比如全球定位系统(GPS)、地理信息系统(GIS)、连续数据采集传感器(CDS)、遥感(RS)、变速自理设备(VRT)和决策支持系统(DSS)等,我们可以充分利用这些先进技术或在此基础上进行再次开发已得到符合我国农业机械化发展的产品,为提高我国农业机械智能化和自动化水平而服务。从国际农业发展经验和国际科学技术的发展进程以及趋势来判断,我国农业绿色化,智能化,自动化、信息化的趋势将会日益显著。
在今后的一段时间内,发展农业机械化仍然是我们应该坚持的主题。在这样一个知识经济日新月异的时代,信息技术和网络技术带给我们诸多便利的情况下。我们要抓住机遇,加强农业机械化科技创新能力,加快农业机械化新机具的研发和开发,提高劳动生产力率,减轻繁重体力劳动,从而带来生产力的质的飞跃,努力打造真正意义上的农业大国。
参考文献:
[1]伦冠德.我国农业机械化现状及发展趋势[J]. 农机化研究.2006(6):17-19.
伴随着科学技术的高速发展,我国农业科技水平也得到了突飞猛进的发展,进而带动了农业机械自动化和智能化的水平。农业机械信息化、自动化、智能化的发展,切实提升了我国农业发展的效率,降低了人们的工作强度,直接提升了生产效率,并且也提升了农产品的质量。我国从古至今都是一个农业生产大国,我国农业机械已经走上了智能化的初级道路。但是在农业机械无人化的发展方向,尤其是智能化农用机械的领域,我国和国外先进的设备存在显著的差异,需要不断的学习和借鉴先进的国外经验。近些年来我国农村人口开始不断地向城市进行迁徙,随着城镇化格局的不断发展,我国农业种植人口和土地资源会随之下降。所以,在短期内实现农业机械的智能化、无人化、信息化、信息化是我国农业机械的关键发展方向,也是未来全球农业发展的统一趋势。
1国外无人化农机设备与技术的发展概况
正是因为国际上的科学技术起步要远远早于国内,在农业发达地区,比如北美、澳洲和西欧地区,在农业生产中已经普及使用智能农业机械设备,并且个别发达国家已经在农用无人机械方面已经有着丰富的知识贮备和经验积累,所以当地的无人化农业发展水平远远领先于我国。美国一部分的大型农场早已经开始使用GPS进行导航定位的自动化农用机械,到2022年,美国95%的农场都普及这项自动驾驶收割技术。约翰迪尔、凯斯纽在2016年率先推出了无人驾驶农业机械产品的升级版,机械装有感应和监测装置,可以自动实现对障碍物的规避和控制,同时操作人员可以利用远程进行控制,并且实时监测和调整,真正意义上的可以做到24小时的无人机械作业。但是目前该产品还是商业实验阶段。
2国内无人化农机设备与技术的发展情况
我国于2016年由中国一拖集团有限公司率先对外公布东方红无人驾驶拖拉机,并实际展示了拖拉机在农业活动中的效果。当年的东方红无人驾驶机器装配有国三指标的发动机、电动控制系统、电子悬架系统等,为之后我国无人驾驶农业机械奠定了坚实的数据积累和支持,随着东方红无人机械的诞生,我国无人化机械进一步得到了发展,后续开展了以无人机械为代表的整地插秧等农业活动,引起了全国媒体的共同关注。我国由于劳动力不足,劳动成本增长过快,不得不大力发展农业机械无人化。我国一直都是农业大国,但是国内粮食生产总值比不能满足日益增长的粮食需求,我国还需要大量的进口还弥补粮食的短缺,虽然近些年来我国的农业机械自动化发展迅速,但是由于研究过于分散,并且规模不大,并不能高效地完成技术研发。我国大量的土地过于分散,很多地方无法使用大型机器,这些原因都促进了我国开始农业无人化机械的发展。
3农机发展的关键技术
就当前我国农业机械化的发展状况和先进的国家技术对比而言,我们确实存在着很大的技术差距,我国也已经预见了农业智能化机械的发展的前景,正在大力发展人工智能和互利网技术,以期帮助农业机械缩小差距,提升我国农业机械产品的综合能力,举全国之力用最短的时间缩短和世界先进技术的差距。就目前的形势而言,无人农用机械主要存在两个发现趋势,一种是大型的自动化农机,另一种就是小型的农机机器人,大型的机器主要针对于大型的拖拉机进行升级和研发,而小型的机器人就需要更多灵活便捷的机器设备来替代,把这些机器放在农业生产中,可以加速自动化农业的发展,农机智能化和无人化的基础原则就是对智能设备的研发。最近几年,我国下发了多部关于提高农业机械发展的政策,把发展农业机械智能化作为国家战略政策。农业机械产品的升级和完善将带动我国农业发展水平的迅速提升,目前最为重要的步骤就是早日突破农业机械无人化、智能化、信息化的整合。农业机械无人化需要使用大量的传感器还定位技术,依托于北斗导航的全方位覆盖,我国将更快的实现农业机械的精确定位,加入不断研究升级的AI控制技术,我国农业机械的自动驾驶有望早日突破。农业信息化的含义就是指利用传感器技术收集和汇总农业的数据,在使用加密通信数据把传感器中的所有环节进行连接,最后比合成监控网络,把传感器和农业环境进行连接,农业物联网就是基于此项技术。农业机械自动驾驶可以有效的提高农业的精准程度,保证作业质量,提高产物产量,而农业物联网技术可以精准操作,可以生成农业大数据进一步完成农产品的追踪等。按照当先的发展形势而言,农业机械无人化是我国大力发展的方向,可以有效的缩短和国外的技术差距,实现弯道超车。
4无人化农机的升级发展策略
伴随着现代农业机械智能化无人化技术突飞猛进,传统的农业制度无法适应当前的信息时代。农业机械的智能化和信息化,需要综合信息化、传感器、网络技术、自动化、智能化水平,加入未来兴起的AI技术,可以更加全面的帮助提高农业生产效率。
4.1加强农机领域的跨界人才培养
当前,农用机械无人驾驶还属于一类新兴技术,整个技术的发展仍然处于起步阶段,不论在企业的内部还是外部,都缺少专业完善的理论培训制度。教学资源的匮乏,导致培训体系不完整,尤其是人工智能的发展、互联网技术、现代工业和农业机械等专业领域的培训少之又少,而且现有培训的机构资料也属于过时,无法形成系统的教学模式。所以针对系统整合的问题所在,需要用科技进行创新,构建专业人才培养体系。首要任务就是普及人工智能的基础,其次对专业人才进行相应的技术提升,最后才是以市场为主导,对企业相关的员工进行专业化的技能训练,让更多新型行业得到专业的人才的带动。
4.2利用人工智能和物联网实现产品跨界发展
虽然我国农业机械产品技术方面还存在很多问题,但是AI技术和互联网技术的发展已经在世界范围内名列前茅。所以,发展农业机械的未来核心工作就是综合整理技术的跨界和应用,结合我国AI和互联网产业的优势地位,主导企业和科研机构共同合作,合作共赢,针对传统农业机械做出技术突破。与此同时,整合和汇总传统农业机械企业和互联网企业的产业链条,降低成本,整合优化资源渠道,加速现代化技术服务社会的时间,加速无人化、智能化、信息化现代农业和的发展。当前,我国有很多互联网企业已经加入到现代化无人机械的研究中,但是仍然需要更多的企业积极参与研发,尽快突破技术瓶颈,加速成果落地,进而带动整个行业的飞速发展,保证我国无人化农用机械的高速发展。
5结束语
本文着重分析当前我国农业机械的实际情况,并且得出一系列的发展策略,指出农业机械的无人化和信息化是农业机械发展的必经之路,也是重要组成部分,要想我国农机产品更加的完善,就必须对人工智能和网络科技进行有机结合,持续完善的对我国农业机械产品进行优化和升级,不断在产品创新发面做出突破,进一步缩小和外国先进设备的差距,最后全面发力,齐头并进。
参考文献
[1]邓文刚,陈慧敏,高刚毅.农业机械自动化在现代农业中的应用与发展趋势[J].南方农机,2020(3):239.
2013年德国政府提出了“工业4.0”的概念,它定义了信息技术在工业化进程中的重要作用,引起了国际社会的极大关注。2年后,“农业4.0”概念于2015年提出,“农业4.0”可以概述为由物联网、移动互联网和云计算支持的现代农业形式。在1.0传统农业,2.0机械化农业,3.0信息农业之后,“农业4.0”模式将现代农业提升到了一个新的发展阶段[1]。精密农业是大数据与农业种植整合的农业应用与实践体系,代表了“农业4.0”模式下农业重要的发展方向。相关信息显示,全球精密农业市场将从2014年至2020年以12.4%的年复合增长率增长,达到45.5亿美元。中国作为一个传统农业大国,如何应对人口、经济及环境的多重压力,实现有限资源条件下农业的可持续发展,建立精密农业的发展模式不失为科学的发展方向。
1精密农业的概念
精密农业是一个农业应用和实践系统,包括数据获取、数据解码、数据优化和田间活动等环节[2](图1)。使用数据科学根据每个单位的农田的具体情况精确调节和优化农业投资和管理措施,从而最大限度地提高产量和经济效益,同时减少资源利用,保护农业生态。其中,数据信息的获取工作包括作物相关信息,包括作物外部信息与内部信息;数据解码则是通过一系列软件应用技术来分析信息,并将该信息通过网站或应用程序呈现给农业从业者,包括种植者和农业技术服务人员;田间工作主要用于指导现场工作,以实现精确种植、精确灌溉、精确喷洒,以最大限度地提高产量和经济效益。
2国外精密农业的发展概况
近年来,国外众多农业机构及跨国公司均已开始布局精密农业,从而能够应对未来农业发展的挑战。Monsanto(孟山都)在数据科学和精密农业方面投入了大量资金,在2012年花费2.5亿美元收购PrecisionPlanting,2014年收购Solum的土壤分析业务部门,2015年整合气候合作平台并且将其作为未来的主要发展方向。如今,精密农业企业已经成为投资者眼中蓝筹股。Monsanto的精密种植业务部门最近与AGCO就精确种植相关数据进行了合作,住友化学子公司瓦特美国与Iteris就农业数据分析达成协议;DuPont(杜邦)与JohnDeere签署了数据共享协议,并与AGCO和Raven签署了无线数据传输解决方案合作协议。跨国公司和专业农业机构对精密农业的热情也吸引了大量风险投资和具有巨大市场潜力的多元化投资者的进入。据美国风险投资公司统计,2015年农业和食品行业的风险投资大幅增长达到4.86亿美元,增长54%。以Google风投为例,Google风险投资公司与其他投资者联手,于2016年5月份在农民商业网络中投资1500万美元,通过建立农场信息数据库,为管理者提供种子使用、施肥量、种植方法、环境因素等农场信息;Google风投与以色列GreenSoil投资公司合作,对智能灌溉公司CropX进行投资;Google风险投资公司与AndreessenHorowitz等7家公司合作,在农业软件Granular上注资1870万美元;此外,Google风投正致力于开展气候分析和作物生产数据开拓的投资评估。不难发现,以Google风投为首的资本已经确立精密农业为农业发展的重要发展方向,并致力于打造以土壤物联网为基础的精密种植、智能灌溉与精准生产为一体的农业管理体系。
3我国精密农业的发展概况
在全球范围内,精密农业的发展仍不平衡。美国作为精密农业覆盖的市场主体,经长期探索和积累发展,精密农业已经发展出成熟的行业标准和商业模式。以Monsanto为例,其下属的ClimateBasic平台在美国已经覆盖了3000万hm2的作物面积,意味着美国45%的玉米和大豆使用了该平台;同时,Monsanto将1hm237美元的固定价格改为1hm27美元来鼓励农民使用ClimatePro,该系统到目前为止覆盖了美国200万hm2的耕地。而在南美洲,亚太和欧洲,特别是在巴西、阿根廷、东欧和中国,精密农业仍处于早期阶段,但政府及民间资本对精密农业的关注度日趋提高。我国自20世纪90年代开始研究精密农业,并在北京、上海、新疆和黑龙江等地开展了大规模应用试点。2005年我国开始进行测土配方施肥试验。据我国农业部统计,配制施肥后,作物产量平均增长4%~7%,节省30%的应用成本。2014年底,我国农业部提出了到2020年主要农作物、化肥和农药使用量为零增长的计划,期望以精确施肥作为带动精密农业发展的突破口。随着我国土地转让政策的稳步推进,国家土地流转呈现加快趋势,2014年底我国实现土地流转总量2670万hm2,同比增长18.3%,转移土地占农民承包耕地的30.4%。根据发达国家农业发展进程,精密农业的发展需求将会随农业市场扩张和农业产业集约化的过程逐渐增加,日益增长的中国农业市场需求也催生了传统农业新理念产生的相关驱动因素。2015年,我国农业部启动了稻米、小麦、玉米、大豆、棉花、蔬菜等8个品种全产业链农业信息分析预警试点,并筹建了全产业链分析预警团队,建立了比较完整的农业信息平台及农业部市场预警专家委员会,从而能够科学地对农产品市场进行分析和评价。我国农业部还了16种农业物联网应用模式,期望利用物联网实施“互联网+”现代农业模式,从而实现资源节约与高效利用相结合、环保节能与生产效率提高相融合、生产环节与营销环节智能化的先进农业生产模式。