智慧地球衍生智慧农业
智慧农业的概念由智慧地球这一概念衍生而来。2008年IBM公司首次提出“智慧地球”概念。之后，智慧概念被广泛采纳应用，智慧农业正是在这种潮流下应运而生。
智慧农业重点在于“智慧”，体现在农业产前、产中、产后的全产业链条建设中。它一般指利用物联网技术、云计算技术、大数据技术和5S技术（即遥感系统、全球定位系统、地理信息系统、专家系统、智慧化决策知识系统）等实现耕种作业精准化、基础设施智能化和产业发展现代化。
它涵盖范围非常广，采用互联网为代表的信息手段对农业实现全程信息服务与指导，采用创新商业运营模式，外延扩展到农业经济范畴。
本文节选于《中外农业概览》2018年1月刊，原标题《智慧农业为农业发展安装“最强大脑”》
顶层设计搭建四梁八柱
党的十八大以来，我国大力推进“互联网+”现代农业建设，加快现代信息技术在农业农村领域的推广应用，农业信息化政策密集出台，搭建起了发展智慧农业的四梁八柱。
2015年3月5日，李克强总理在政府工作报告中，第一次将“互联网+”行动提升至国家战略。4个月后，国务院印发了《关于积极推进“互联网+”行动的指导意见》，将“互联网+”现代农业作为11项重点行动之一，明确提出利用互联网提升农业生产、经营、管理和服务水平，促进农业现代化水平明显提升的总体目标。
2016年3月，《国民经济和社会发展“十三五“规划纲要》明确提出要加强农业与信息技术融合；2016年底，国务院先后印发《全国农业现代化规划（2016-2020年）》《“十三五”国家信息化规划》，对全面推进农业农村信息化作出总体部署。
2017年7月，国务院印发《新一代人工智能发展规划》，推动人工智能与各行业融合创新，在农业、物流、金融等重点行业和领域开展人工智能应用试点示范，推进产业智能化升级。
顺着这一思路，农业部也相继出台《“互联网+”现代农业三年行动实施方案》《“十三五”全国农业农村信息化发展规划》等文件，提出以建设智慧农业为目标，加快推进农业生产智能化、经营网络化、管理数据化、服务在线化，全面提高农业农村信息化水平。
智慧农业发展正逢其时。抓住“互联网+”时代机遇，将信息化与现代农业深度融合，成为“三农”工作者的共识。
深入推进实现跨越发展
农业物联网：2013年以来，农业部相继支持天津、上海、安徽开展农业物联网区域试验工程，加强对北京、黑龙江农垦、江苏、内蒙古、新疆等国家物联网应用示范工程实施指导，今年新增吉林、江苏2个省份开展农业物联网区域试验，总结推广了426项节本增效农业物联网软硬件产品、技术和模式。同时，今年还认定了104个全国农业农村信息化示范基地。
信息进村入户：2014年以来，农业部先后组织26个省(区、市)、116个县(市、区)开展了信息进村入户试点。在试点取得经验的基础上，今年全面实施信息进村入户工程，并在辽宁、吉林、黑龙江、江苏等10省市开展整省推进示范。目前已建成运营7万个益农信息社。
手机培训：2015年底以来,农业部在全国开展农民手机应用技能培训，计划用3年时间把培训覆盖到所有有需求的农民，并坚持在每年春分日启动全国农民手机应用技能培训周活动。今年3月，在培训周活动期间，累计有410.3万人观看网络直播、登录平台学习和参与网上活动。
农业电子商务：2016年，农业部在北京、河北、吉林等10个省（区、市）分别开展农产品、农业生产资料和休闲农业电子商务试点。目前,我国农村电子商务发展迅猛,跨区域电商平台与本地电商平台共同发展、东中西部竞相迸发、农产品进城与工业品下乡双向互动的发展格局正在形成。
农业农村大数据：2017年初起，农业部每日发布“农产品批发市场200指数”，每周发布重点监测的鲜活农产品批发市场价格、“国际大宗农产品价格”，每月发布水稻、小麦等19个品种的供需形势分析月报，每季度召开重点农产品市场信息发布会，每年召开中国农业展望大会、发布《中国农业展望报告》，形成兼顾短中长期、定期与不定期相结合的农产品市场信息权威发布机制。今年，还认定38家农业农村大数据实践案例。
关键技术点亮智慧之光
智慧农业技术体系主要包括农业物联网、农业大数据和农业云平台等三方面。智慧农业要实现跨越发展，须在“质量”上下功夫。
基于物联网的农业感知技术
通过各种无线传感器实时采集农业生产现场的温湿度、光照、二氧化碳浓度等参数，利用视频监控设备获取农作物的生长状况等信息，远程监控农业生产环境，同时将采集的参数和获取的信息进行数字化转换和汇总后，经传输网络实时上传到智能管理系统中；系统按照农作物生长的各项指标要求，精确地遥控农业设施自动开启或者关闭（如远程控制节水浇灌、节能增氧等），实现智能化的农业生产，系统规划农业产业园分布、合理选配农作物品种、在线疾病识别和治理、科学指导生态轮作。
利用RFID、条码等识别技术，搭建农产品安全溯源系统，实现农产品全流程安全溯源，促进农产品的品牌建设，提升农产品的附加值。
基于大数据的农业分析技术
大数据技术在农业中将发挥重要作用，基于当地多年的气象信息、作物与土壤信息、管理信息、市场流通与消费等信息，经过数据统计、案例对比和模式判别等分析，可以提供更加智慧的各类农业服务。在大数据时代，一切与农业有关联的（直接的和非直接的）事物皆为大数据的要素，通过大数据挖掘解释事物发展规律。
基于云计算的数据处理技术
目前，我国有关单位所建设的多级平台系统中，农业企业需要存储和处理农作物养殖和种植数据、农作物生产加工数据、农作物仓储物流流通数据、农作物销售管理数据以及基于数据的监管主题数据、报表中间数据、报表结果数据、应用细节数据等。系统对数据进行分类、加密等处理，同时按照一定的规则实现对于云端和终端数据的动态存储与管理。
地县级农业管理部门需要存储和处理农业“四情”监管数据，以及对企业各环节的监管数据、报表数据等。系统对这些数据的处理和企业级的数据处理一样，进行分类加密，部分存储在云中心，部分存储在县级农业部门终端或者设备中。县级平台可以从农业企业访问数据，可以提供数据给省级云计算中心平台。
省级农业部门作为云数据中心，处理来源于企业级、地县级的数据，存储和处理例如气象数据、灾情预测诊断及应急反应、农业资源的评估与管理、作物长势预测与估产等数据。
另外，信息技术与农业的深度融合，还产生了一些全新农业领域技术，如农业模型、农业指标体系、基于知识体系的专家系统、生物本体信息等。
案例应用提供解决方案
农业全产业链人工智能工程——农业大脑
近日，中国首个农业全产业链人工智能工程“农业大脑”于武汉正式启动。工程完成后，“农业大脑”平台将成为中国应用最广并能够调配农业生产的超级人工智能。
“农业大脑”是基于农业全产业链传感矩阵的人工智能决策体系。该系统以传感器、物联网、云计算、大数据、超级人工智能为技术支撑，新的现代农业形态通过传感器嵌入到农业研、供、产、销、服务等的各个环节中，实现农业资源要素的数据共享，提高农业全要素的利用效率。
对于农场主，“农业大脑”可24小时实时监测农产品生长情况。从虫害、湿度、到田间气候、土壤品质等数据都可实时更新传递。通过预测分析系统可以直接指导农场主的农业生产决策；对于终端消费者，可以通过客户端软件，即时看到自己订购的农产品的生长情况、种植方信息、农产品品牌信息等，真正确保从田间到餐桌的食品安全。
此外“农业大脑”平台庞大的数据库，也将开放给农业科技专家和政府相关部门，对于产业层面，不仅能加速农作物育种，预测天气变化，监测农业生产环境，还能监察农产品质量，精细化农业服务，甚至调控农产品价格走势，指导农业生产与销售。
“农业大脑”是基于中国农业痛点而建立，通过对农业环境与资源数据、农业生产数据、农业市场和农业管理数据，进行收集、处理和分析，从而对相关过程进行指导，实现跨行业、跨专业、跨业务的数据分析与挖掘，以及数据可视化，进而推动农业产业的转型升级。
智慧农业里的生态文章——山东博兴四位一体智慧温室
如果说“农业大脑”工程目前还处于开发建设的初始阶段，更多的是一种理念，那么，博兴四位一体智慧温室则是真正落地实施的成果项目。
山东省滨州市博兴县国丰“四位一体”智慧农业温室项目由国丰农业投资，由北京中农富通园艺有限公司进行详细设计及建设，是集养殖、种植、育苗及综合能源转化为一体的智慧农业项目。该项目建成后经济效益可观——优质西红柿年产量可达50万公斤，猪年出栏2万头，实现销售收入8000万元。
主楼一层为5500平米的生态养猪系统：利用益生菌提高猪抗病能力，改善肉质，提高消化吸收率，有效减少排泄气味；采用封闭性+先进通风模式+除味净化系统消除环境污染；应用总动温控+智能化的喂养模式；对于猪粪采用自动清理与冲洗模式，并将猪粪用于沼气系统转化为能源，猪舍气体经过自动净化系统后，为上层种植温室供应二氧化碳。
主楼二层为5500平米的智能温室番茄种植系统：应用温室智能化信息控制，温度、湿度自动调节，实现“阳光+LED光源补光”，促进作物生长，改善作物的营养与口感；在种植时采用规模化生产设施，利用吊挂无土栽培模式，不但可以规模化生产，节省人力、物力，还可以改善一楼猪舍的采光条件；养殖生产过程中产生的氧气、二氧化碳被内部循环利用，有效减少温室气体排放；温室光照的电力源自沼气发电，温室调节能源来自沼气发电余热及水源热泵。
主楼一侧为沼气能源系统：以猪粪及废弃物为发酵原料，产生的沼气被用于发电和生活用气，沼渣用作农业种植有机肥，沼液用作农业种植叶面肥，完成生态种植，有效减少作物病虫害；发酵程中产生的余热可用于职工洗浴和供应温室种植。
其辅楼是育种研发中心、信息自动控制系统和培训中心，进行绿色办公，实现了“四位一体”农业智慧项目的创新与资源整合。
“产业延伸成‘链’，生态循环成‘圆’”，成为对这一智慧农业项目的形象概括。
