摘 要：通過分析國內(nèi)外數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀，闡述了數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)相互關(guān)系。智慧農(nóng)業(yè)包括數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。數(shù)字農(nóng)業(yè)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，是形成決策的數(shù)據(jù)之源。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的手段，智慧農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段。三者相輔相成，互相推動(dòng)進(jìn)步，最后，提出了數(shù)字農(nóng)業(yè)工程技術(shù)發(fā)展方向。

　　關(guān)鍵詞：數(shù)字農(nóng)業(yè);工程技術(shù);發(fā)展方向

　　《東北農(nóng)業(yè)科學(xué)》(原：吉林農(nóng)業(yè)科學(xué))(雙月刊)創(chuàng)刊于1960年，是吉林省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)科技東北創(chuàng)新中心主辦的綜合性農(nóng)業(yè)科學(xué)技術(shù)刊物。

　　自進(jìn)入信息時(shí)代以來，以大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等為代表的新理念、新技術(shù)正改變著全球的一切領(lǐng)域，包括農(nóng)業(yè)。數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)已成為農(nóng)業(yè)跨越式發(fā)展的基礎(chǔ)平臺(tái)，使農(nóng)業(yè)從業(yè)者通過可視化表達(dá)、數(shù)字化展現(xiàn)和信息化管理更精準(zhǔn)地掌握農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈中各環(huán)節(jié)的狀況。再經(jīng)過智能農(nóng)業(yè)專家決策軟件系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化、智能化和遠(yuǎn)程控制等功能。數(shù)字農(nóng)業(yè)可使農(nóng)業(yè)更智能、更高效和可持續(xù)發(fā)展，通過提高生產(chǎn)效率和降低成本來增強(qiáng)行業(yè)競爭力的同時(shí)，還關(guān)注環(huán)境保護(hù)，有力促進(jìn)了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的轉(zhuǎn)變。

　　1 數(shù)字農(nóng)業(yè)

　　1997年，數(shù)字農(nóng)業(yè)由美國科學(xué)院、工程院院士正式提出。1998年，美國副總統(tǒng)阿爾·戈?duì)栐诩永Ｄ醽喛茖W(xué)中心發(fā)表《數(shù)字地球：認(rèn)識(shí)21世紀(jì)我們這顆星球》的演講，率先提出數(shù)字地球(Digital Earth)概念。指出我們需要一個(gè)數(shù)字地球，一個(gè)多分辨率，三維的數(shù)字地球，在數(shù)字地球可以集成大量的地理數(shù)據(jù)。1998年時(shí)任國家主席江澤民同志在中國科學(xué)院和中國工程院院士大會(huì)上提出了發(fā)展“數(shù)字中國”的戰(zhàn)略。隨后，“數(shù)字農(nóng)業(yè)”與“數(shù)字社會(huì)”、“數(shù)字城市”、“數(shù)字水利”、“數(shù)字林業(yè)”、“數(shù)字地質(zhì)”等同樣在我國展開了積極探索與研究。

　　1.1 數(shù)字農(nóng)業(yè)的概念

　　數(shù)字農(nóng)業(yè)(Digital Agriculture)是指將遙感、地理信息系統(tǒng)、衛(wèi)星定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等高新技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來，實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對農(nóng)作物、土壤從宏觀到微觀的實(shí)時(shí)監(jiān)測，即對農(nóng)作物生長、發(fā)育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應(yīng)的環(huán)境進(jìn)行定期信息獲取，生成動(dòng)態(tài)空間信息系統(tǒng)，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)象、過程進(jìn)行模擬，達(dá)到合理利用農(nóng)業(yè)資源，降低生產(chǎn)成本，改善生態(tài)環(huán)境，提高農(nóng)作物產(chǎn)品和質(zhì)量的目的。數(shù)字農(nóng)業(yè)徹底改變過去依靠經(jīng)驗(yàn)或人工管理農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的落后模式，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策更具精準(zhǔn)性、經(jīng)濟(jì)性和環(huán)保性，決策依據(jù)更科學(xué)，決策落實(shí)更快捷、有效。

　　1.2 數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)的關(guān)系

　　目前農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，除了數(shù)字農(nóng)業(yè)外，備受關(guān)注的還有精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)(Precision Agriculture)是在信息技術(shù)支持下，根據(jù)空間變異，定位、定時(shí)、定量地實(shí)施的一整套現(xiàn)代化農(nóng)事操作技術(shù)與管理的系統(tǒng)。智慧農(nóng)業(yè)(Smart Agriculture/Farming)是以信息和知識(shí)為核心要素，利用互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程的信息感知、定量決策、智能控制、精準(zhǔn)投入、個(gè)性化服務(wù)的全新農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式。智慧農(nóng)業(yè)包括數(shù)字農(nóng)業(yè)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)。數(shù)字農(nóng)業(yè)是精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)和智慧農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)，是形成決策的數(shù)據(jù)之源。精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是實(shí)現(xiàn)智慧農(nóng)業(yè)的手段，智慧農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的高級階段。三者相輔相成，互相推動(dòng)進(jìn)步。

　　廣義數(shù)字農(nóng)業(yè)不僅包括大田種植、設(shè)施種植、畜禽養(yǎng)殖、水產(chǎn)養(yǎng)殖4類，還包括農(nóng)業(yè)電子商務(wù)、農(nóng)副產(chǎn)品安全及溯源防偽、農(nóng)業(yè)休閑旅游、農(nóng)業(yè)信息服務(wù)等方面的內(nèi)容。

　　2 數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　2.1 國外數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀

　　美國、歐洲和日本在數(shù)字農(nóng)業(yè)研究領(lǐng)域起步早、優(yōu)勢大，已經(jīng)形成完善的理論和技術(shù)體系。20世紀(jì)80年代起，美國已經(jīng)通過計(jì)算機(jī)技術(shù)自動(dòng)調(diào)節(jié)溫室的光照、溫濕度、空氣、土壤含水率和養(yǎng)分等因素，實(shí)現(xiàn)對花卉、果蔬的生長狀況的控制。美國LACIE計(jì)劃和AGRISTARS計(jì)劃利用遙感、地理信息系統(tǒng)等技術(shù)對美國以及全球主要糧食作物進(jìn)行種植面積、生長狀態(tài)、病蟲草害監(jiān)測和產(chǎn)量預(yù)測，為農(nóng)業(yè)從業(yè)者提供作物生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易的信息。歐盟MARS計(jì)劃利用遙感衛(wèi)星監(jiān)測作物種植的數(shù)據(jù)，作為農(nóng)業(yè)補(bǔ)貼發(fā)放的依據(jù)。孟山都子公司(The Climate Corporation)研發(fā)的數(shù)字農(nóng)業(yè)Climate FieldViewTM平臺(tái)借助高分辨率成像技術(shù)及與植物生長相關(guān)的多種數(shù)據(jù)圖像，整合各類數(shù)據(jù)制定的農(nóng)田管理建議，通過精準(zhǔn)播種、施肥、無人噴藥和收獲機(jī)測產(chǎn)，使農(nóng)民清楚了解到不同農(nóng)藝措施在不同田塊的效果，挖掘每一寸土地的產(chǎn)量潛能。

　　2017年，該數(shù)字農(nóng)業(yè)平臺(tái)在美國、加拿大和巴西的應(yīng)用面積達(dá)048億hm2，其中有014億hm2由農(nóng)民付費(fèi)。拜耳在中國推出WeedScout雜草識(shí)別應(yīng)用程序，通過數(shù)字化平臺(tái)幫助農(nóng)民高效、準(zhǔn)確地識(shí)別田間雜草，精準(zhǔn)精量“下藥”，有效除草。以色列安道麥(Adama)立足增產(chǎn)高效，精準(zhǔn)施肥噴藥，土壤、作物、環(huán)境監(jiān)測，疾病預(yù)防等，公司推出了系列數(shù)字農(nóng)業(yè)解決方案，如：Adama Wings甘蔗增產(chǎn)解決方案、與SwarmFarm 合作研發(fā)世界上第一個(gè)“蜂群”式機(jī)器人、FieldIn精準(zhǔn)植保應(yīng)用、CropView農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)、Tierra Digital手機(jī)軟件等等。日本的植物工廠應(yīng)用國際領(lǐng)先，全球有400多座植物工廠，日本占50%。2014年，日本啟動(dòng)“戰(zhàn)略性創(chuàng)新、創(chuàng)造計(jì)劃”，2015年又啟動(dòng)了基于“智能機(jī)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)”工作。

　　2017年，歐洲農(nóng)機(jī)協(xié)會(huì)(European Agriculture Machinery Association，CEMA)召開峰會(huì)，提出在信息化背景下，數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)革命正在到來，未來歐洲農(nóng)業(yè)的發(fā)展方向是以現(xiàn)代信息技術(shù)與先進(jìn)農(nóng)業(yè)裝備應(yīng)用為特征的農(nóng)業(yè)40(Farming 40)。