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數字農業- 農業未來新口號

 

中興大學 生物系統工程研究室 陳加忠

 
 

台灣農業目前流行的口號是智慧農業,那麼下一個口號是什麼,那就是中國人正在大力倡導的數字農業。因為依據中國的定義,數字農業是由農業物聯網農業大數據精準農業智慧農業。上述的四大口號正是台灣的流行口號。

在以下附錄的一篇文章中,提及了美國數字農業為何不是口號,而是其農業發展必然的趨勢,因為美國農業早已建立其三大優勢背景:

.    農業生產高度專業化,規模化與企業化

.    農業生產體系完善:自資材供應,生產至儲運加工,銷售等都有完整體系。

.    農業教育,研究與推廣的三位一體。

針對數字農業之技術面,包括標準化與數據之收集與智能化,農業數字之應用標準化與其他產業並無不同。只要納入跟隨產業的規範,即可使用。例如一個大樓出入口的監視攝影機,放置在溫室出入口,也一樣可以進行人員管制作用。但是農業有其專業背景,一個水稻的葉片其光譜分析技術,使用特殊波長範圍,即與人臉不同。

數字農業的特性即是農業的專業性,要收集哪種資訊?要使用那些感測器?感測器的取樣位置,取樣時間,訊號處理等特殊技術是什麼?感測訊號的傳輸可與其他行業同步化,而收集的數據如何處理?是數學建模?或是專家系統?這是農業之特殊性,也是在智慧農業之前,必須建立之資訊。

但是這些都是技術面。再好的技術,如果其農業對象不具有上述三大優勢背景,這些技術在台灣也無用武之地。

 

附件:    數字農到底是什麼

今年都在說數字農業數字農業到底是什麼?

https://zhuanlan.zhihu.com/p/54272568

數字農業——1997年由美國科學院、工程院兩院士正式提出。數字農業是將信息作為農業生產要素,用現代信息技術對農業對象、環境和全過程進行可視化表達、數字化設計、信息化管理的現代農業。數字農業使信息技術與農業各個環節實現有效融合,對改造傳統農業、轉變農業生產方式具有重要意義。

數字農業將遙感、地理信息系統、全球定位系統、計算機技術、通訊和網絡技術、自動化技術等高新技術與地理學、農學、生態學、植物生理學、土壤學等基礎學科有機地結合起來,實現在農業生產過程中對農作物、土壤從宏觀到微觀的實時監測,以實現對農作物生長、發育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應的環境進行定期信息獲取,生成動態空間信息系統,對農業生產中的現象、過程進行模擬,以達到合理利用農業資源,降低生產成本,改善生態環境,提高農作物產品和質量的目的。

數字農業的組成 

數字農業是一個集合概念,它主要包含以下4個主要部分:

1.    農業物聯網(Internet of Things

農業物聯網從本質上講,是一套數控系統。在一個特定的封閉系統內,以探頭、傳感器、攝像頭等設備為基礎的物物相聯。它根據已經確定的參數和模型,進行自動化調控和操作。由於需要以硬件設備的投資和聯網為基礎,因此投資額較大,主要用於設施農業生產過程的管理和操作,也用於農產品的加工、倉儲和物流管理。

2.    農業大數據(Big Data

農業大數據是與農業物聯網相對應的概念,它是一個數據系統,在開放系統中收集、鑑別、標識數據,並建立數據庫,通過參數、模型和算法來組合和優化多維和海量數據,為生產操作和經營決策提供依據,並實現部分自動化控制和操作。因為它是在完全開放的系統中運作,因此主要用於大田農業的生產和農業全產業鏈的操作和經營。

3.    精準農業(Precision Farming

精準農業是建立在農機硬件基礎上的執行和操作系統。它主要是以農機的單機硬件為基礎,配以探測設備和智能化的控制軟件,以實現精準操作,變量控制(包括變量播種、變量施肥、變量噴藥等),無人駕駛,以及最佳的工作環境和場景適配。精準農業強調的是(單體)設備和設施操作的精準和智能化控制,是硬件+軟件。

4.    智慧農業(Smart Agriculture

智慧農業是建立在經驗模型基礎之上的專家決策系統,其核心是軟件系統。智慧農業強調的是智能化的決策系統,配之以多種多樣的硬件設施和設備,是系統+硬件。智慧農業的決策模型和系統可以在農業物聯網和農業大數據領域得到廣泛應用。

由於數字農業的發展還處於早期階段,對於其核心的組成部分以及各個部分的理解還有不少歧義,因此,概念被用錯和被混為一談的事情經常發生。

數字農業未來的發展前景雖然非常富有吸引力,但是由於農業的生產涉及的品類和品種繁多,生產過程漫長和復雜,不可控因素多,變量多,因此數字農業從單點突破到全面進步和應用還需要假以時日。

 

美國數字農業的特點

1.    農業生產高度專業化、規模化、企業化

美國農業生產的專業化是多層次的,這主要表現在地區專業化、農場專業化和生產工藝專業化。美國大陸劃分為幾個主要的作物帶,每個作物帶中最適合一種作物的生長,如著名的玉米帶奶牛帶等;絕大多數的農場只生產一種作物,進行大規模種植;而有的農場只生產一種作物的一個品種,或只做一種作物的育種。這樣因地制宜、各有所專,達到了專業化與規模化的很好結合,形成了專業化生產、集約化經營、企業化管理現代產業模式。

2.    農業生產體系完善

美國已形成發達的產前、產中、產後緊密銜接的農業生產體系,包括農業生產資料的生產和供應,以及農產品的收穫後的儲藏、運輸、加工和銷售等部門。他們分工明確,高效協作,在相關農業法律體系的維護下,農業生產有序而高效。

3.    農業教育、科研和推廣三位一體

美國的農業是由私人經營的,但各級政府積極支持農業科學技術的發展,建立了富有特色的三位一體的農業教育科研和推廣體系,農學院同時承擔農業教育、科研和推廣三項職能,使教學科研和推廣緊密地結合起來,為農業發展提供強大的技術推動力。