全球智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展對我國_十四五_學(xué)科布局的啟示.pdf

文 章 編 號 1001 8611 2021 01 0001 04 全 球 智 慧 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 對 我 國 十 四 五 學(xué) 科 布 局 的 啟 示 任 妮 郭 婷 孫 藝 偉 江 蘇 省 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 農(nóng) 業(yè) 信 息 研 究 所 南 京 210014 摘 要 隨 著 云 計 算 物 聯(lián) 網(wǎng) 大 數(shù) 據(jù) 人 工 智 能 移 動 互 聯(lián) 區(qū) 塊 鏈 等 現(xiàn) 代 信 息 技 術(shù) 與 農(nóng) 業(yè) 深 度 融 合 智 慧 農(nóng) 業(yè) 作 為 一 種 全 新 的 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 方 式 已 然 是 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 的 新 業(yè) 態(tài) 和 未 來 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 的 必 然 方 向 文 章 從 政 策 環(huán) 境 科 技 創(chuàng) 新 態(tài) 勢 等 方 面 對 全 球 及 國 內(nèi) 智 慧 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 進(jìn) 行 了 深 入 分 析 剖 析 了 我 國 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 研 究 的 優(yōu) 劣 勢 闡 述 了 十 四 五 我 國 智 慧 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 科 發(fā) 展 的 戰(zhàn) 略 目 標(biāo) 與 重 點 任 務(wù) 并 從 加 強 組 織 領(lǐng) 導(dǎo) 打 造 創(chuàng) 新 聯(lián) 盟 重 視 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 范 等 方 面 提 出 了 加 強 我 國 智 慧 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 科 建 設(shè) 的 對 策 建 議 關(guān) 鍵 詞 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 十 四 五 發(fā) 展 規(guī) 劃 學(xué) 科 建 設(shè) 學(xué) 科 布 局 Enlightenment of Global Smart Agriculture Development on the Discipline Arrangement during the 14 th Five Year Plan Period in China Ren Ni Guo Ting Sun Yiwei Agricultural Information Research Institute of Jiangsu Academy of Agricultural Sciences Nanjing 210014 China Abstract With the deep integration of cloud computing Internet of things big data artificial intelligence mobile Internet block chain and other modern information technologies with agriculture smart agriculture has become a new mode of agricultural production a new format of modern agricultural development and an inevitable direction of future agricultural development The global and domestic development of smart agriculture was analyzed from the aspects of policy environment scientific and technological innovation situation The advantages and disadvantages of the research on the scientific and technological innovation of smart agriculture in China were pointed out The strategic objectives and key tasks of the development of China s smart agriculture discipline during the 14 th Five Year Plan period were elaborated and the relevant countermeasures and suggestions put forward to strengthen the construction of smart agriculture discipline in China from some aspects strengthening organizational leadership building innovation alliance attaching importance to standards and norms etc Key Words Smart agriculture Science and technology innovation The 14 th Five Year Plan period Development planning Discipline construction Discipline arrangement 中 圖 分 類 號 F 062 5 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識 碼 A DOI 10 16849 J CNKI ISSN 1001 8611 2021 01 001 收 稿 日 期 2020 12 24 基 金 項 目 國 家 社 會 科 學(xué) 基 金 一 般 項 目 19BTQ 032 江 蘇 省 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 基 本 業(yè) 務(wù) 專 項 ZXR 20 003 作 者 簡 介 任 妮 1983 女 信 息 資 源 管 理 學(xué) 博 士 副 研 究 員 副 所 長 信 息 服 務(wù) 中 心 主 任 智 慧 農(nóng) 業(yè) 創(chuàng) 新 團(tuán) 隊 帶 頭 人 主 要 研 究 方 向 農(nóng) 業(yè) 大 數(shù) 據(jù) 分 析 知 識 組 織 與 分 析 利 用 第 40 卷 第 1 期 2021 年 2 月 農(nóng) 業(yè) 科 技 管 理 Management of Agricultural Science and Technology v ol 40 No 1 Feb 2 021 人 口 增 長 資 源 短 缺 氣 候 變 化 食 品 安 全 等 問 題 使 得 全 球 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 日 益 接 近 生 態(tài) 極 限 誰 來 種 地 怎 樣 種 好 地 成 為 我 國 乃 至 全 球 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 面 臨 的 時 代 挑 戰(zhàn) 自 2012 年 以 來 中 央 一 號 文 件 逐 年 強 化 現(xiàn) 代 信 息 技 術(shù) 在 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 應(yīng) 用 的 重 要 性 智 慧 農(nóng) 業(yè) 是 一 種 全 新 的 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 方 式 是 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 的 新 業(yè) 態(tài) 已 然 成 為 未 來 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 的 必 然 方 向 智 慧 農(nóng) 業(yè) 將 云 計 算 物 聯(lián) 網(wǎng) 大 數(shù) 據(jù) 人 工 智 能 移 動 互 聯(lián) 區(qū) 塊 鏈 無 人 機 等 一 系 列 現(xiàn) 代 信 息 技 術(shù) 與 農(nóng) 業(yè) 深 度 融 合 以 數(shù) 據(jù) 為 核 心 以 智 能 為 驅(qū) 動 實 現(xiàn) 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 經(jīng) 營 的 精 準(zhǔn) 感 知 定 量 決 策 智 能 控 制 與 個 性 化 服 務(wù) 1 發(fā) 展 智 慧 農(nóng) 業(yè) 依 靠 知 識 更 新 技 術(shù) 創(chuàng) 新 數(shù) 據(jù) 驅(qū) 動 打 造 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 的 新 范 式 是 十 四 五 全 國 各 地 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 研 究 實 踐 的 重 點 領(lǐng) 域 和 戰(zhàn) 略 工 程 1 全 球 智 慧 農(nóng) 業(yè) 政 策 環(huán) 境 分 析 智 慧 農(nóng) 業(yè) 起 源 于 農(nóng) 業(yè) 信 息 化 20 世 紀(jì) 六 七 十 年 代 歐 美 發(fā) 達(dá) 國 家 就 開 始 將 計 算 機 技 術(shù) 應(yīng) 用 到 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 20 世 紀(jì) 80 年 代 美 國 提 出 精 確 農(nóng) 業(yè) 的 構(gòu) 想 先 后 出 臺 6 項 與 農(nóng) 業(yè) 信 息 化 相 關(guān) 的 法 律 法 規(guī) 和 發(fā) 展 計 劃 為 智 慧 農(nóng) 業(yè) 及 其 產(chǎn) 業(yè) 鏈 條 的 發(fā) 展 提 供 了 良 好 的 政 策 環(huán) 境 和 財 政 支 持 2 20 世 紀(jì) 90 年 代 機 器 視 覺 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 等 人 工 智 能 技 術(shù) 的 興 起 進(jìn) 一 步 推 動 農(nóng) 業(yè) 智 能 化 發(fā) 展 2010 年 以 來 物 聯(lián) 網(wǎng) 大 數(shù) 據(jù) 深 度 學(xué) 習(xí) 移 動 互 聯(lián) 區(qū) 塊 鏈 等 技 術(shù) 快 速 向 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 滲 透 智 慧 農(nóng) 業(yè) 技 術(shù) 體 系 日 趨 完 善 2015 年 日 本 啟 動 基 于 智 能 機 械 現(xiàn) 代 信 息 技 術(shù) 的 下 一 代 農(nóng) 林 水 產(chǎn) 業(yè) 創(chuàng) 造 技 術(shù) 重 點 發(fā) 展 以 農(nóng) 業(yè) 機 器 人 為 核 心 的 無 人 農(nóng) 場 3 2017 年 歐 洲 農(nóng) 機 峰 會 提 出 未 來 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 方 向 是 以 現(xiàn) 代 信 息 技 術(shù) 與 先 進(jìn) 農(nóng) 機 裝 備 應(yīng) 用 為 特 征 的 農(nóng) 業(yè) 4 0 智 慧 農(nóng) 業(yè) 4 2018 年 加 拿 大 明 確 土 壤 與 作 物 傳 感 器 家 畜 生 物 識 別 農(nóng) 業(yè) 機 器 人 等 技 術(shù) 將 在 未 來 5 10 年 進(jìn) 入 生 產(chǎn) 實 際 顛 覆 傳 統(tǒng) 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 方 式 5 2020 年 美 國 科 學(xué) 院 公 布 未 來 10 年 美 國 將 圍 繞 系 統(tǒng) 認(rèn) 知 分 析 精 準(zhǔn) 動 態(tài) 感 知 數(shù) 據(jù) 科 學(xué) 基 因 編 輯 微 生 物 組 五 大 關(guān) 鍵 技 術(shù) 尋 求 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 的 科 技 突 破 6 而 其 中 前 3 項 與 智 慧 農(nóng) 業(yè) 息 息 相 關(guān) 近 10 年 尤 其 是 2016 年 以 來 我 國 越 來 越 重 視 信 息 技 術(shù) 在 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 中 發(fā) 揮 的 作 用 一 系 列 重 大 戰(zhàn) 略 部 署 政 策 文 件 任 務(wù) 舉 措 相 繼 出 臺 2016 年 提 出 應(yīng) 用 物 聯(lián) 網(wǎng) 云 計 算 大 數(shù) 據(jù) 移 動 互 聯(lián) 等 現(xiàn) 代 信 息 技 術(shù) 推 動 農(nóng) 業(yè) 全 產(chǎn) 業(yè) 鏈 改 造 升 級 2017 年 提 出 實 施 智 慧 農(nóng) 業(yè) 工 程 2018 年 提 出 大 力 發(fā) 展 數(shù) 字 農(nóng) 業(yè) 2019 年 提 出 深 入 推 進(jìn) 互 聯(lián) 網(wǎng) 農(nóng) 業(yè) 實 施 數(shù) 字 鄉(xiāng) 村 發(fā) 展 戰(zhàn) 略 2020 年 提 出 加 快 物 聯(lián) 網(wǎng) 大 數(shù) 據(jù) 區(qū) 塊 鏈 人 工 智 能 第 五 代 移 動 通 信 網(wǎng) 絡(luò) 智 慧 氣 象 等 現(xiàn) 代 信 息 技 術(shù) 在 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 的 應(yīng) 用 7 8 可 以 看 出 發(fā) 展 智 慧 農(nóng) 業(yè) 探 索 信 息 技 術(shù) 與 農(nóng) 業(yè) 融 合 發(fā) 展 路 徑 攻 關(guān) 核 心 關(guān) 鍵 信 息 技 術(shù) 創(chuàng) 新 應(yīng) 用 推 動 創(chuàng) 新 鏈 產(chǎn) 業(yè) 鏈 雙 向 融 合 是 我 國 實 施 鄉(xiāng) 村 振 興 戰(zhàn) 略 推 進(jìn) 農(nóng) 業(yè) 農(nóng) 村 現(xiàn) 代 化 的 關(guān) 鍵 舉 措 2 全 球 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 態(tài) 勢 分 析 筆 者 利 用 信 息 檢 索 主 題 聚 類 共 詞 分 析 突 發(fā) 詞 監(jiān) 測 等 技 術(shù) 方 法 對 與 全 球 智 慧 農(nóng) 業(yè) 相 關(guān) 的 6 645 篇 論 文 和 19 112 件 專 利 進(jìn) 行 了 分 析 歸 納 總 結(jié) 出 全 球 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 和 重 點 問 題 2 1 全 球 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 的 發(fā) 展 態(tài) 勢 全 球 智 慧 農(nóng) 業(yè) 研 究 始 于 2 0 世 紀(jì) 70 年 代 比 我 國 早 了 20 多 年 雖 然 我 國 起 步 晚 但 發(fā) 展 快 從 2016 年 開 始 與 全 球 同 步 進(jìn) 入 快 速 發(fā) 展 階 段 我 國 在 智 慧 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 的 研 究 論 文 及 專 利 數(shù) 量 位 居 全 球 第 一 但 相 關(guān) 成 果 的 影 響 力 和 創(chuàng) 新 性 遠(yuǎn) 不 及 加 拿 大 丹 麥 荷 蘭 比 利 時 美 國 等 發(fā) 達(dá) 國 家 美 國 農(nóng) 業(yè) 部 西 班 牙 國 家 研 究 委 員 會 加 利 福 尼 亞 大 學(xué) 加 拿 大 農(nóng) 業(yè) 和 農(nóng) 業(yè) 食 品 部 佛 羅 里 達(dá) 大 學(xué) 瓦 赫 寧 根 大 學(xué) 等 機 構(gòu) 在 智 慧 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 的 創(chuàng) 新 能 力 優(yōu) 勢 明 顯 我 國 的 中 國 農(nóng) 業(yè) 大 學(xué) 浙 江 大 學(xué) 中 國 科 學(xué) 院 大 學(xué) 北 京 農(nóng) 林 科 學(xué) 院 江 蘇 大 學(xué) 西 北 農(nóng) 林 科 技 大 學(xué) 等 機 構(gòu) 在 全 球 具 有 較 強 的 競 爭 力 2 2 全 球 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 研 究 的 重 點 布 局 全 球 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 研 究 的 主 題 內(nèi) 容 多 技 術(shù) 覆 蓋 面 廣 學(xué) 科 交 叉 融 合 明 顯 重 點 聚 焦 在 以 農(nóng) 業(yè) 遙 感 為 代 表 的 作 物 識 別 與 生 長 監(jiān) 測 技 術(shù) 以 機 器 視 覺 為 代 表 的 影 像 分 析 與 利 用 技 術(shù) 以 農(nóng) 業(yè) 物 聯(lián) 網(wǎng) 為 代 表 的 信 息 感 知 分 析 與 調(diào) 控 技 術(shù) 三 大 方 向 1 以 物 聯(lián) 網(wǎng) 為 代 表 的 信 息 感 知 與 調(diào) 控 技 術(shù) 該 方 向 是 物 聯(lián) 網(wǎng) 大 數(shù) 據(jù) 人 工 智 能 云 計 算 移 動 互 聯(lián) 區(qū) 塊 鏈 等 熱 門 信 息 技 術(shù) 在 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 研 究 應(yīng) 用 的 充 分 體 現(xiàn) 研 究 重 點 內(nèi) 容 有 一 是 智 慧 種 植 管 理 與 決 策 即 以 作 物 產(chǎn) 量 為 目 標(biāo) 進(jìn) 行 信 息 感 知 分 析 研 究 土 壤 水 分 溫 度 二 氧 化 碳 等 因 子 對 作 物 長 勢 和 產(chǎn) 量 的 影 響 機 理 進(jìn) 而 探 索 精 準(zhǔn) 調(diào) 控 機 制 具 體 包 括 田 地 空 間 變 異 性 對 作 物 長 勢 和 產(chǎn) 量 的 影 響 光 溫 水 肥 氣 等 利 用 效 率 及 其 調(diào) 控 機 制 作 物 需 水 態(tài) 勢 感 知 及 調(diào) 控 基 于 機 器 學(xué) 習(xí) 的 生 物 多 樣 性 鑒 別 與 保 護(hù) 等 二 是 智 慧 畜 禽 養(yǎng) 殖 管 理 與 決 策 即 對 畜 禽 的 生 長 健 康 運 動 繁 殖 等 狀 況 進(jìn) 行 監(jiān) 測 分 析 與 調(diào) 控 具 體 包 括 基 于 傳 感 器 的 畜 禽 體 態(tài) 行 為 及 健 康 等 數(shù) 據(jù) 監(jiān) 測 分 析 設(shè) 施 畜 禽 養(yǎng) 殖 環(huán) 境 監(jiān) 控 自 動 擠 奶 身 份 識 別 等 關(guān) 鍵 技 術(shù) 基 于 3S 的 牧 場 牛 羊 行 為 監(jiān) 管 技 術(shù) 等 三 是 數(shù) 據(jù) 采 集 傳 輸 與 處 理 技 術(shù) 主 要 圍 繞 數(shù) 據(jù) 采 集 傳 輸 分 析 利 用 等 環(huán) 節(jié) 的 關(guān) 鍵 共 性 技 術(shù) 展 開 研 究 具 體 包 括 Zigbee LoRa 等 無 線 傳 感 網(wǎng) 絡(luò) 技 術(shù) 區(qū) 塊 鏈 移 動 終 端 等 農(nóng) 產(chǎn) 品 質(zhì) 量 安 全 溯 源 監(jiān) 管 關(guān) 鍵 技 術(shù) 物 聯(lián) 網(wǎng) 云 計 算 大 數(shù) 據(jù) 移 動 互 聯(lián) 等 數(shù) 據(jù) 利 用 關(guān) 鍵 共 性 技 術(shù) 農(nóng) 業(yè) 決 策 支 持 系 統(tǒng) 建 設(shè) 的 關(guān) 鍵 技 術(shù) 等 四 是 農(nóng) 業(yè) 機 器 人 技 術(shù) 即 圍 繞 果 蔬 采 摘 田 間 雜 草 清 除 聯(lián) 合 收 割 等 農(nóng) 業(yè) 智 能 作 業(yè) 需 求 開 展 農(nóng) 業(yè) 機 器 人 和 智 能 機 械 裝 備 等 關(guān) 鍵 技 術(shù) 研 究 具 體 包 括 定 位 避 障 等 路 徑 規(guī) 劃 技 術(shù) 車 輛 自 動 導(dǎo) 航 跟 蹤 與 控 制 技 術(shù) 雜 草 識 別 與 自 動 清 除 技 術(shù) 果 實 目 標(biāo) 識 別 與 定 位 技 術(shù) 機 械 臂 及 末 端 手 爪 等 采 摘 執(zhí) 行 終 端 技 術(shù) 農(nóng) 用 自 動 駕 駛 汽 車 關(guān) 鍵 定 位 導(dǎo) 航 障 礙 物 探 測 等 技 術(shù) 2 以 機 器 視 覺 為 代 表 的 影 像 分 析 與 利 用 技 術(shù) 該 方 向 重 點 圍 繞 可 見 光 圖 像 和 光 譜 圖 像 開 展 圖 像 采 集 處 理 分 析 利 用 等 研 究 研 究 重 點 內(nèi) 容 有 一 是 基 于 高 光 譜 的 綜 合 品 質(zhì) 檢 測 技 術(shù) 即 圍 繞 水 產(chǎn) 的 品 種 起 源 大 小 作 物 的 真 菌 毒 素 污 染 病 蟲 害 種 子 的 活 力 果 蔬 的 品 質(zhì) 營 養(yǎng) 成 分 營 養(yǎng) 活 性 等 進(jìn) 行 無 第 40 卷 農(nóng) 業(yè) 科 技 管 理 2 損 檢 測 和 診 斷 技 術(shù) 研 究 以 綜 合 評 定 農(nóng) 產(chǎn) 品 的 內(nèi) 外 在 品 質(zhì) 二 是 基 于 近 紅 外 光 譜 的 內(nèi) 在 品 質(zhì) 檢 測 技 術(shù) 主 要 對 果 蔬 的 可 溶 性 固 形 物 硬 度 糖 度 風(fēng) 味 成 熟 度 及 相 關(guān) 成 分 貯 存 或 運 輸 過 程 中 的 品 質(zhì) 變 化 品 種 成 分 農(nóng) 藥 殘 留 等 內(nèi) 在 品 質(zhì) 開 展 無 損 檢 測 技 術(shù) 研 究 三 是 基 于 影 像 分 析 的 外 在 品 質(zhì) 檢 測 技 術(shù) 主 要 是 針 對 果 蔬 等 農(nóng) 產(chǎn) 品 的 顏 色 大 小 成 熟 度 口 味 紋 理 等 外 在 品 質(zhì) 及 特 性 變 化 進(jìn) 行 無 損 檢 測 技 術(shù) 研 究 四 是 基 于 可 見 光 圖 像 的 特 征 識 別 技 術(shù) 圍 繞 RGB 圖 像 的 特 征 識 別 抽 取 分 類 等 技 術(shù) 開 展 對 農(nóng) 產(chǎn) 品 的 分 類 分 級 缺 陷 檢 測 形 態(tài) 評 價 花 果 莖 等 特 征 提 取 形 狀 面 積 等 特 性 估 算 等 算 法 研 究 3 以 農(nóng) 業(yè) 遙 感 為 代 表 的 作 物 識 別 與 生 長 監(jiān) 測 技 術(shù) 該 方 向 重 點 利 用 人 工 智 能 技 術(shù) 和 統(tǒng) 計 學(xué) 方 法 開 展 作 物 識 別 與 作 物 生 長 模 擬 監(jiān) 測 評 估 等 系 列 研 究 研 究 重 點 內(nèi) 容 有 一 是 作 物 生 長 監(jiān) 測 與 評 估 綜 合 利 用 遙 感 無 人 機 傳 感 器 等 技 術(shù) 獲 取 植 被 指 數(shù) 葉 面 積 指 數(shù) 葉 綠 素 含 量 光 合 有 效 輻 射 氮 濃 度 等 數(shù) 據(jù) 開 展 大 田 作 物 模 型 和 農(nóng) 業(yè) 遙 感 數(shù) 據(jù) 同 化 應(yīng) 用 研 究 二 是 無 人 機 影 像 分 析 與 應(yīng) 用 主 要 基 于 無 人 機 采 集 的 光 譜 圖 像 和 RGB 圖 像 利 用 神 經(jīng) 網(wǎng) 絡(luò) 深 度 學(xué) 習(xí) 等 技 術(shù) 開 展 目 標(biāo) 檢 測 圖 像 識 別 語 義 分 割 等 方 法 研 究 解 決 雜 草 識 別 病 害 診 斷 面 積 估 算 產(chǎn) 量 估 算 精 準(zhǔn) 噴 施 等 應(yīng) 用 問 題 三 是 衛(wèi) 星 影 像 特 征 提 取 與 分 類 主 要 基 于 衛(wèi) 星 和 雷 達(dá) 數(shù) 據(jù) 利 用 時 間 序 列 隨 機 森 林 支 持 向 量 機 等 模 型 進(jìn) 行 作 物 的 特 征 識 別 分 類 提 取 等 從 而 開 展 面 積 和 產(chǎn) 量 等 估 測 研 究 3 我 國 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 研 究 優(yōu) 劣 勢 分 析 近 年 來 在 國 家 政 策 的 大 力 支 持 推 動 下 我 國 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 研 究 步 伐 加 快 發(fā) 展 迅 猛 但 對 比 全 球 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 研 究 的 三 大 方 向 我 國 的 研 究 主 要 聚 焦 在 以 農(nóng) 業(yè) 遙 感 為 代 表 的 作 物 識 別 與 生 長 監(jiān) 測 技 術(shù) 和 以 機 器 視 覺 為 代 表 的 影 像 分 析 與 利 用 技 術(shù) 兩 個 方 向 在 以 農(nóng) 業(yè) 物 聯(lián) 網(wǎng) 為 代 表 的 信 息 感 知 分 析 與 調(diào) 控 技 術(shù) 研 究 方 面 明 顯 處 于 劣 勢 我 國 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 研 究 存 在 如 下 方 面 問 題 3 1 應(yīng) 用 研 究 多 基 礎(chǔ) 研 究 少 我 國 的 研 究 主 要 集 中 在 利 用 成 熟 系 統(tǒng) 平 臺 高 端 儀 器 設(shè) 備 智 能 化 裝 備 等 開 展 數(shù) 據(jù) 分 析 模 型 構(gòu) 建 方 法 探 索 等 而 在 精 密 傳 感 器 智 能 化 農(nóng) 機 裝 備 智 能 決 策 模 型 高 端 儀 器 設(shè) 備 基 礎(chǔ) 軟 件 等 方 面 尤 其 是 涉 及 與 關(guān) 鍵 基 礎(chǔ) 材 料 工 藝 零 部 件 方 法 相 關(guān) 的 卡 脖 子 技 術(shù) 上 研 究 明 顯 不 足 3 2 方 法 探 索 多 集 成 落 地 少 我 國 智 慧 農(nóng) 業(yè) 的 研 究 成 果 中 多 是 方 法 技 術(shù) 的 點 突 破 且 技 術(shù) 方 法 停 留 在 研 究 探 索 階 段 研 究 與 應(yīng) 用 脫 節(jié) 缺 乏 生 產(chǎn) 實 踐 的 檢 驗 同 時 圍 繞 產(chǎn) 業(yè) 鏈 部 署 創(chuàng) 新 鏈 的 謀 劃 不 足 系 統(tǒng) 創(chuàng) 新 源 頭 創(chuàng) 新 關(guān) 鍵 技 術(shù) 創(chuàng) 新 等 落 后 圍 繞 全 產(chǎn) 業(yè) 鏈 進(jìn) 行 技 術(shù) 集 成 研 究 難 度 高 落 地 應(yīng) 用 的 案 例 很 少 3 3 單 領(lǐng) 域 作 戰(zhàn) 多 跨 學(xué) 科 交 叉 融 合 少 智 慧 農(nóng) 業(yè) 強 調(diào) 信 息 技 術(shù) 與 農(nóng) 業(yè) 的 深 度 融 合 關(guān) 鍵 核 心 技 術(shù) 的 突 破 需 要 學(xué) 科 交 叉 跨 界 融 合 跨 機 構(gòu) 合 作 現(xiàn) 有 成 果 中 多 為 傳 統(tǒng) 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 科 人 員 應(yīng) 用 了 某 種 信 息 技 術(shù) 取 得 的 成 果 少 量 為 現(xiàn) 代 信 息 技 術(shù) 人 員 將 信 息 技 術(shù) 應(yīng) 用 在 某 個 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 取 得 的 成 果 但 現(xiàn) 代 信 息 技 術(shù) 人 員 與 傳 統(tǒng) 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 科 人 員 相 互 協(xié) 作 共 同 攻 關(guān) 完 成 的 成 果 少 之 又 少 智 慧 農(nóng) 業(yè) 關(guān) 鍵 核 心 技 術(shù) 的 創(chuàng) 新 要 徹 底 打 破 小 農(nóng) 意 識 的 思 想 禁 錮 在 技 術(shù) 數(shù) 據(jù) 方 法 服 務(wù) 等 層 面 實 現(xiàn) 開 放 合 作 共 享 共 贏 4 我 國 十 四 五 智 慧 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 科 發(fā) 展 的 戰(zhàn) 略 目 標(biāo) 與 重 點 任 務(wù) 建 議 4 1 戰(zhàn) 略 目 標(biāo) 綜 合 國 家 農(nóng) 業(yè) 現(xiàn) 代 化 的 戰(zhàn) 略 需 求 以 及 智 慧 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 產(chǎn) 業(yè) 環(huán) 境 技 術(shù) 優(yōu) 勢 等 因 素 十 四 五 我 國 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 的 戰(zhàn) 略 目 標(biāo) 為 聚 焦 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 前 沿 和 卡 脖 子 技 術(shù) 聚 焦 我 國 農(nóng) 業(yè) 現(xiàn) 代 化 和 鄉(xiāng) 村 振 興 戰(zhàn) 略 的 重 大 需 求 以 機 器 換 人 智 能 決 策 安 全 高 效 自 主 研 發(fā) 為 核 心 目 標(biāo) 加 強 數(shù) 據(jù) 智 能 網(wǎng) 絡(luò) 裝 備 材 料 生 物 生 態(tài) 農(nóng) 業(yè) 社 會 科 學(xué) 等 學(xué) 科 領(lǐng) 域 的 知 識 融 合 協(xié) 同 創(chuàng) 新 與 技 術(shù) 集 成 打 造 一 批 特 色 與 實 力 兼 備 的 創(chuàng) 新 團(tuán) 隊 培 養(yǎng) 一 批 跨 學(xué) 科 復(fù) 合 型 的 創(chuàng) 新 人 才 形 成 一 批 基 礎(chǔ) 研 究 和 應(yīng) 用 基 礎(chǔ) 研 究 相 結(jié) 合 的 原 創(chuàng) 性 成 果 突 破 一 批 卡 脖 子 的 關(guān) 鍵 核 心 技 術(shù) 挖 掘 一 批 即 可 復(fù) 制 又 可 推 廣 的 智 慧 農(nóng) 業(yè) 創(chuàng) 新 創(chuàng) 業(yè) 模 式 建 設(shè) 一 批 科 技 服 務(wù) 與 成 果 轉(zhuǎn) 化 樣 板 工 程 4 2 重 點 任 務(wù) 1 農(nóng) 用 傳 感 器 的 自 主 研 發(fā) 創(chuàng) 新 傳 感 器 作 為 物 聯(lián) 網(wǎng) 大 數(shù) 據(jù) 人 工 智 能 智 能 制 造 等 新 一 代 信 息 技 術(shù) 的 感 知 層 是 萬 物 互 聯(lián) 的 重 要 基 礎(chǔ) 9 加 強 具 有 自 主 知 識 產(chǎn) 權(quán) 的 傳 感 器 尤 其 是 核 心 部 件 材 料 芯 片 等 的 研 發(fā) 包 括 空 氣 傳 感 器 水 質(zhì) 傳 感 器 土 壤 傳 感 器 動 植 物 本 體 傳 感 器 生 物 傳 感 器 加 速 度 傳 感 器 等 以 提 高 農(nóng) 業(yè) 傳 感 器 的 檢 測 精 度 使 用 壽 命 環(huán) 境 穩(wěn) 定 性 連 續(xù) 監(jiān) 測 能 力 降 低 研 發(fā) 和 使 用 成 本 2 數(shù) 據(jù) 挖 掘 分 析 和 共 享 利 用 的 技 術(shù) 模 式 創(chuàng) 新 數(shù) 據(jù) 作 為 農(nóng) 業(yè) 基 礎(chǔ) 性 戰(zhàn) 略 資 源 是 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 3 任 妮 等 全 球 智 慧 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 對 我 國 十 四 五 學(xué) 科 布 局 的 啟 示 第 1 期 新 的 核 心 要 素 研 究 大 數(shù) 據(jù) 人 工 智 能 區(qū) 塊 鏈 等 技 術(shù) 在 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 的 應(yīng) 用 加 強 對 文 本 數(shù) 值 圖 像 聲 音 視 頻 等 數(shù) 據(jù) 的 深 度 挖 掘 智 能 診 斷 分 析 利 用 共 建 共 享 等 技 術(shù) 方 法 和 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 范 研 究 以 及 在 種 植 養(yǎng) 殖 食 品 安 全 生 態(tài) 環(huán) 境 災(zāi) 害 預(yù) 警 管 理 決 策 等 過 程 中 的 應(yīng) 用 創(chuàng) 新 促 進(jìn) 農(nóng) 業(yè) 領(lǐng) 域 數(shù) 據(jù) 到 知 識 和 決 策 的 轉(zhuǎn) 化 3 智 能 控 制 的 算 法 模 型 和 系 統(tǒng) 集 成 創(chuàng) 新 智 能 控 制 是 智 慧 農(nóng) 業(yè) 追 求 的 目 標(biāo) 對 智 能 控 制 而 言 算 法 模 型 是 大 腦 系 統(tǒng) 集 成 是 神 經(jīng) 系 統(tǒng) 10 利 用 計 算 機 視 覺 深 度 學(xué) 習(xí) 知 識 圖 譜 等 技 術(shù) 方 法 研 究 動 植 物 生 產(chǎn) 監(jiān) 測 識 別 診 斷 預(yù) 測 模 擬 與 調(diào) 控 的 數(shù) 據(jù) 模 型 和 知 識 模 型 實 現(xiàn) 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 全 要 素 全 過 程 的 智 能 化 控 制 研 究 可 見 光 高 光 譜 多 光 譜 等 影 像 特 征 識 別 抽 取 分 類 等 技 術(shù) 開 展 品 質(zhì) 品 種 成 分 農(nóng) 藥 殘 留 等 無 損 檢 測 作 物 生 長 監(jiān) 測 模 擬 與 評 估 病 蟲 草 害 診 斷 災(zāi)損評估與保險理賠等智能化系統(tǒng)平臺創(chuàng)新研發(fā) 4 智 能 化 農(nóng) 機 裝 備 和 農(nóng) 業(yè) 機 器 人 自 主 研 發(fā) 創(chuàng) 新 農(nóng) 業(yè) 機 械 化 智 能 化 是 發(fā) 展 智 慧 農(nóng) 業(yè) 的 技 術(shù) 瓶 頸 也 是 關(guān) 鍵 環(huán) 節(jié) 以 農(nóng) 機 與 農(nóng) 藝 融 合 裝 備 與 信 息 融 合 為 原 則 加 強 研 發(fā) 新 一 代 自 主 可 控 的 智 能 農(nóng) 業(yè) 裝 備 技 術(shù) 和 產(chǎn) 品 包 括 智 能 重 型 拖 拉 機 及 智 能 柴 電 混 動 無 人 駕 駛 電 動 與 新 能 源 農(nóng) 用 無 人 機 等 智 能 農(nóng) 業(yè) 動 力 裝 備 立 體 多 層 高 效 設(shè) 施 環(huán) 境 及 能 效 調(diào) 控 智 能 水 肥 一 體 化 植 物 工 廠 精 準(zhǔn) 飼 喂 等 設(shè) 施 種 養(yǎng) 智 能 化 設(shè) 施 裝 備 整 地 栽 植 施 肥 播 種 施 藥 灌 溉 等 大 田 作 物 高 效 智 能 作 業(yè) 裝 備 嫁 接 除 草 授 粉 打 藥 采 摘 打 叉 分 揀 巡 檢 等 農(nóng) 業(yè) 機 器 人 5 智 慧 化 農(nóng) 業(yè) 科 技 服 務(wù) 模 式 創(chuàng) 新 為 農(nóng) 業(yè) 生 產(chǎn) 管 理 決 策 提 供 智 慧 化 服 務(wù) 是 智 慧 農(nóng) 業(yè) 的 落 腳 點 綜 合 利 用 數(shù) 據(jù) 智 能 感 知 裝 備 移 動 互 聯(lián) 等 技 術(shù) 開 展 軟 硬 件 系 統(tǒng) 集 成 打 造 一 體 化 智 慧 化 種 養(yǎng) 服 務(wù) 模 式 研 究 構(gòu) 建 農(nóng) 業(yè) 全 領(lǐng) 域 本 體 開 展 面 向 全 產(chǎn) 業(yè) 鏈 數(shù) 據(jù) 資 源 的 關(guān) 聯(lián) 挖 掘 語 義 分 析 知 識 圖 譜 智 能 匹 配 等 關(guān) 鍵 技 術(shù) 研 發(fā) 研 建 農(nóng) 業(yè) 智 能 搜 索 與 問 答 平 臺 加 強 知 識 組 織 監(jiān) 測 預(yù) 警 輿 情 分 析 人 機 交 互 知 識 庫 等 信 息 服 務(wù) 技 術(shù) 攻 關(guān) 打 造 智 慧 化 農(nóng) 業(yè) 科 技 服 務(wù) 新 模 式 5 加 強 智 慧 農(nóng) 業(yè) 學(xué) 科 建 設(shè) 的 對 策 建 議 5 1 加 強 組 織 領(lǐng) 導(dǎo) 強 化 財 政 支 持 充 分 發(fā) 揮 政 府 主 導(dǎo) 作 用 提 高 對 智 慧 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 戰(zhàn) 略 地 位 的 認(rèn) 識 切 實 加 強 頂 層 設(shè) 計 和 組 織 領(lǐng) 導(dǎo) 制 定 落 實 支 持 政 策 加 大 財 政 投 入 力 度 緊 扣 目 標(biāo) 定 位 和 重 點 任 務(wù) 謀 劃 設(shè) 計 并 推 動 重 點 工 程 項 目 重 點 支 持 關(guān) 鍵 核 心 技 術(shù) 突 破 性 創(chuàng) 新 和 全 產(chǎn) 業(yè) 鏈 應(yīng) 用 集 成 創(chuàng) 新 集 中 力 量 解 決 江 蘇 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 的 重 大 需 求 問 題 5 2 打 造 創(chuàng) 新 聯(lián) 盟 深 化 交 叉 合 作 圍 繞 智 慧 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 發(fā) 展 需 求 鼓 勵 政 產(chǎn) 學(xué) 研 商 協(xié) 同 創(chuàng) 新 圍 繞 物 聯(lián) 網(wǎng) 大 數(shù) 據(jù) 人 工 智 能 等 關(guān) 鍵 核 心 技 術(shù) 謀 劃 建 立 產(chǎn) 業(yè) 技 術(shù) 創(chuàng) 新 戰(zhàn) 略 聯(lián) 盟 產(chǎn) 業(yè) 技 術(shù) 創(chuàng) 新 服 務(wù) 平 臺 等 產(chǎn) 學(xué) 研 合 作 組 織 以 項 目 為 紐 帶 推 動 多 學(xué) 科 交 叉 跨 界 融 合 跨 機 構(gòu) 合 作 等 深 度 交 叉 合 作 實 現(xiàn) 研 究 示 范 應(yīng) 用 轉(zhuǎn) 化 服 務(wù) 等 科 技 創(chuàng) 新 全 鏈 條 整 合 5 3 重 視 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 范 推 動 數(shù) 據(jù) 共 享 充 分 發(fā) 揮 聯(lián) 盟 協(xié) 會 等 行 業(yè) 組 織 的 組 織 協(xié) 調(diào) 服 務(wù) 和 監(jiān) 管 作 用 重 視 數(shù) 據(jù) 資 源 技 術(shù) 產(chǎn) 品 市 場 準(zhǔn) 入 等 相 關(guān) 標(biāo) 準(zhǔn) 規(guī) 范 的 建 設(shè) 從 頂 層 謀 劃 設(shè) 計 入 手 上 下 聯(lián) 動 加 強 農(nóng) 業(yè) 農(nóng) 村 相 關(guān) 數(shù) 據(jù) 的 收 集 和 整 合 建 立 健 全 數(shù) 據(jù) 共 建 共 享 機 制 以 共 享 促 共 建 實 現(xiàn) 農(nóng) 業(yè) 數(shù) 據(jù) 的 分 散 建 設(shè) 集 中 管 理 和 有 條 件 共 享 利 用 5 4 培 養(yǎng) 人 才 團(tuán) 隊 完 善 創(chuàng) 新 機 制 加 強 智 慧 農(nóng) 業(yè) 創(chuàng) 新 團(tuán) 隊 建 設(shè) 和 人 才 培 養(yǎng) 引 進(jìn) 與 培 養(yǎng) 并 舉 著 力 打 造 一 批 特 色 與 實 力 兼 備 的 創(chuàng) 新 團(tuán) 隊 培 養(yǎng) 一 批 跨 學(xué) 科 復(fù) 合 型 的 戰(zhàn) 略 人 才 領(lǐng) 軍 人 才 創(chuàng) 新 骨 干 和 服 務(wù) 骨 干 深 化 人 才 管 理 和 科 研 評 價 體 制 改 革 建 立 健 全 人 才 選 拔 培 養(yǎng) 評 價 使 用 和 合 理 流 動 機 制 激 發(fā) 科 研 創(chuàng) 新 活 力 鼓 勵 科 技 人 員 深 入 基 層 創(chuàng) 新 創(chuàng) 業(yè) 推 動 科 技 成 果 轉(zhuǎn) 移 轉(zhuǎn) 化 6 參 考 文 獻(xiàn) 1 馬 君 劉 強 孫 先 明 數(shù) 字 農(nóng) 業(yè) 現(xiàn) 狀 及 其 工 程 技 術(shù) 發(fā) 展 方 向 J 農(nóng) 機 使 用 與 維 修 2019 12 1 3 2 周 斌 我 國 智 慧 農(nóng) 業(yè) 的 發(fā) 展 現(xiàn) 狀 問 題 及 戰(zhàn) 略 對 策 J 農(nóng) 業(yè) 經(jīng) 濟 2018 1 6 8 3 趙 春 江 我 國 智 慧 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 的 目 標(biāo) 與 任 務(wù) J 農(nóng) 機 科 技 推 廣 2019 7 4 6 4 王 應(yīng) 寬 北 斗 導(dǎo) 航 融 合 精 準(zhǔn) 農(nóng) 業(yè) 助 力 新 疆 現(xiàn) 代 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 J 農(nóng) 業(yè) 工 程 技 術(shù) 2019 39 36 6 7 5 趙 春 江 楊 信 廷 李 斌 等 中 國 農(nóng) 業(yè) 信 息 技 術(shù) 發(fā) 展 回 顧 及 展 望 J 農(nóng) 學(xué) 學(xué) 報 2018 8 1 172 178 6 南 農(nóng) 美 國 科 學(xué) 院 公 布 未 來 農(nóng) 業(yè) 發(fā) 展 的 五 大 方 向 J 南 方 農(nóng) 機 2019 50 21 6 7 汪 浩 朱 長 寧 謝 加 封 等 智 慧 農(nóng) 業(yè) 的 實 現(xiàn) 途 徑 研 究 J 生 物 學(xué) 雜 志 2017 34 3 92 94 8 余 萬 民 范 蓓 蕾 錢 建 平 基 于 云 計 算 的 農(nóng) 業(yè) 大 數(shù) 據(jù) 共 享 服 務(wù) 平 臺 研 發(fā) J 中 國 農(nóng) 業(yè) 信 息 2020 32 1 21 29 9 張 亦 筑 政 產(chǎn) 學(xué) 研 專 家 支 招 重 慶 智 能 傳 感 器 發(fā) 展 EB OL 2019 10 25 2020 10 12 https 20 19 10 25 005 content 245179 htm 10 陳 一 飛 杜 尚 豐 對 農(nóng) 業(yè) 大 系 統(tǒng) 控 制 若 干 問 題 的 思 考 J 農(nóng) 業(yè) 工 程 2011 1 1 8 13 第 40 卷 農(nóng) 業(yè) 科 技 管 理 4