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實作智慧農業的關鍵—農業大資料

作者:上蔬源植物工廠

随着科技的迅速發展,農業行業也逐漸迎來了數字化轉型的時代。在這個過程中,農業大資料成為推動農業現代化的關鍵因素之一。農業大資料的廣泛應用不僅有助于提高農業生産效率,還能夠減少資源浪費、優化農産品供應鍊,并推動可持續農業發展。

01農業大資料

1提高産量

農業大資料為農民和農業從業者提供了更多的決策依據。通過收集、整合和分析農業生産過程中的各種資料,如氣象資料、土壤資訊、作物生長情況等,農民可以及時了解到農作物的生長狀況、病蟲害風險等重要資訊。基于這些資料,他們可以采取相應的措施,如調整灌溉水量、施肥量、農藥使用等,以最優化地管理自己的農田。此外,農業大資料還可以幫助農民做出更準确的市場預測,選擇合适的種植作物,進而提高産量和經濟效益。

2資訊收集

農業大資料的應用有助于優化農産品的供應鍊管理。在傳統的農産品供應鍊中,資訊流通不暢、資訊不對稱等問題常常導緻農産品供應與需求之間存在較大的差距。而通過農業大資料的應用,可以實作農産品的溯源管理、物流優化和市場監測等一系列功能,提高農産品供應鍊的透明度和效率。農産品的産地、種植、采摘、加工和運輸等環節的各類資料都可以被記錄、追蹤和共享,消費者可以通過掃描商品上的二維碼或查詢資料庫,了解到農産品的生産過程和品質資訊,增加了消費者對農産品的信任。

3可持續發展

農業大資料的應用還有助于推動農業的可持續發展。随着全球人口的增長和資源的有限性,農業可持續發展成為當務之急。通過農業大資料的應用,可以實作農産品生産的精準管理,減少農藥、化肥等農業投入品的使用量,避免浪費和環境污染。此外,農業大資料還可以幫助農民選擇更适合當地氣候和土壤條件的作物品種,提高農作物的适應能力,減少自然災害對農業的影響。

02農業大資料

1資料采集和記錄

農業大資料系統應能夠實時、準确地采集和記錄各種與農業生産相關的資料,包括氣象資料、土壤資訊、作物生長資料等。這些資料需要通過傳感器、監測裝置等手段進行自動化收集,確定資料的準确性和及時性。

2資料存儲和管理

農業大資料系統需要提供可靠的資料存儲和管理功能,以確定資料的安全和高效擷取。資料存儲應采用可擴充的架構,支援大規模資料存儲和處理,并具備資料備份和災備恢複的功能。

3資料分析和挖掘

農業大資料系統應具備強大的資料分析和挖掘能力,能夠從海量資料中提取有價值的資訊和實作資料的深度挖掘。資料分析可以包括資料可視化、統計分析、機器學習等方法,以發現資料中的潛在規律和趨勢,為農業決策提供科學依據。

實作智慧農業的關鍵—農業大資料

4決策支援和預測

基于資料分析結果,農業大資料系統應能夠提供決策支援和預測功能,為農民和農業從業者提供準确的決策建議。系統可以通過模型預測和場景分析,幫助農民優化農田管理、作物種植、病蟲害防治等決策,以最大化農業生産效益。

5資料共享和互動

農業大資料系統應支援資料的共享和互動,以促進農業生産各方之間的合作和資訊流通。農民、農産品加工企業、供應鍊管理方等都可以通過資料共享,共同參與農業生産過程,實作資訊的共享和優化資源利用。

6智能感覺和預警

農業大資料系統應能夠通過智能感覺技術,及時掌握農作物生長情況、氣象變化、病蟲害風險等資訊,并提供相應的預警功能。這樣可以幫助農民及時采取措施,避免損失和減少農業風險。

7溯源和品質管理

農業大資料系統應具備溯源和品質管理功能,可以追蹤和記錄農産品的生産過程、來源和品質資訊。消費者可以通過掃描商品上的二維碼或查詢資料庫,了解到農産品的生産環節和品質資訊,增加對農産品的信任。

03發展趨勢

農業大資料在現代農業中的應用前景廣闊。通過合理利用和分析農業大資料,可以實作農業生産的智能化、精準化和可持續發展,為推動農業現代化注入新的動力。然而,農業大資料的應用也面臨着一些挑戰,如資料安全和隐私保護等問題,是以,在推動農業大資料的應用過程中,需要加強相關政策的制定和監管,確定資料的安全和合法使用。隻有充分發揮農業大資料的優勢,才能夠實作農業的可持續發展和精确管理,為全球糧食安全和農民的福祉做出更大貢獻。

農業大資料與資訊化基礎設施發展戰略研究

一、前言

農業大資料是大資料理念、技術和方法在農業領域的實踐。進入大資料和資訊化時代後,農業大資料及智能分析技術已經發展成為農業從業者發現新知識、創造新價值、提高生産能力的新型現代農業生産要素,也是國家重要的新型戰略資源。通過不斷轉變農業生産方式、經營模式和管理服務手段,農業大資料可為農業農村經濟結構轉型與發展提供新動力。農業資訊化基礎設施指為農業農村提供資訊化公共服務的資訊基本硬體、應用終端與基礎裝備,主要包括農業資料擷取設施、農業資料存儲與算力、農業農村網絡通信、農業資訊應用終端、農業資訊化融合基礎設施等。農業大資料與資訊化基礎設施是發展現代農業的重要基礎、建設智慧農業的根本前提,起着類似橋梁和基石的重要作用。

從全球範圍看,“新基建”正推動新一輪資訊革命,衆多國家紛紛将發展大資料、第五代移動通信(5G)等新一代資訊技術和基礎設施作為戰略部署的優先行動方向;如美國推出了“大資料研究和發展計劃”“國家寬帶計劃”“連接配接美國基金”等戰略計劃,英國推出了“農業技術戰略”,德國釋出了“工業 4.0”“數字議程(2014—2017)”“數字戰略 2025”等,日本推出了“未來投資戰略”。近年來,大陸高度重視并積極推動農業大資料與資訊化基礎設施建設工作,先後釋出了《“寬帶中國” 戰略及實施方案》《促進大資料發展行動綱要》《農業農村大資料試點方案》《數字鄉村發展戰略綱要》《數字農業農村發展規劃(2019—2025 年》等。

《中華人民共和國國民經濟和社會發展第十四個五年規劃和 2035 年遠景目标綱要》提出,加快建構全國一體化大資料中心體系,建設若幹國家樞紐節點和大資料中心叢集,加快發展智慧農業。系列檔案和重大決策部署的實施,必将進一步推動大陸農業大資料與資訊化基礎設施的發展。在學術研究方面,國内研究人員在農業大資料關鍵技術、平台架構、應用實踐等方面開展了系列研究。整體來看,大陸農業大資料技術與應用發展較快, “天空地”大資料擷取、大資料模組化分析預測、資料驅動智慧決策等取得較大進展,大資料應用正向農業全産業鍊全過程覆寫。

實作智慧農業的關鍵—農業大資料

二、農業大資料與資訊化基礎設施建設的發展現狀

(一)适農資訊監測技術、傳輸技術、計算技術水準顯著提升,農業資訊化基礎設施不斷完善

随着“寬帶鄉村”等戰略的深入實施,大陸農業資訊化基礎設施在資料擷取能力、資料資源建設、資料算力、農業農村網絡通信、應用終端等方面的發展取得重要成就。

農業資料監測技術水準不斷提升。大陸首顆農業高分觀測衛星已于 2018 年成功發射入軌并投入應用,打破了高分辨率對地觀測資料長期依賴國外供應商的局面。在地面物聯網傳感器方面,産生了一批低成本、實用化的農業傳感器,品類覆寫氣象、土壤、水體、植物生命資訊、生理生化資訊、動物行為識别等,在農業資訊監測和資料擷取中發揮了重要作用。“天空地”數字農業技術逐漸形成,綜合采用航天遙感、航空遙感、地面物聯網建立了一體化觀測系統,實作農業資訊的高精度、立體化、時空連續擷取。

國家農業大資料采集體系建設不斷完善,充分利用物聯網、智能裝置、移動網際網路等資訊化技術采集農業農村資料,提高了資料采集效率和品質。農業基礎資料庫逐漸建立完善,實作了農業基礎調查資料的集中統一管理。農産品市場資訊平台形成了農業大資料資源池,彙聚糧、棉、油、糖、畜禽産品、水産品、蔬菜、水果等 8 大類 15 個重點農産品的全産業鍊資料,每天新增資料超過 1×105 條,累計接入各類農業資料約 2×109 條,成為大陸農産品市場資訊資料的彙聚中心。

農業農村網絡設施不斷完善。大陸已初步建成泛在、安全、綠色的寬帶網絡環境,基本實作“城市光纖到樓入戶、農村寬帶進鄉入村”,農村和城市“同網同速”的時代正在到來。農村網際網路普及率穩步提升,截至 2020 年年底,大陸農村地區網際網路普及率為 55.9%,城鎮地區網際網路普及率為 79.8%,城鄉網際網路普及率的差距大幅收窄。全國行政村開通光纖、第四代移動通信(4G)的比例均超過 98%,實作了覆寫水準全球領先的農村網絡。農村寬帶接入使用者快速增長,截止 2020 年年底,全國農村寬帶使用者總數達 1.42×108 戶,同比增長 5.3%,相應使用者占網際網路接入使用者總量的 29.3%。全國有線電視網絡整合和廣播電視 5G 建設一體化發展,基本實作農村廣播電視戶戶通。

農業計算能力不斷提高。經過多年的持續積累,大陸在人工智能(AI)領域取得重要進展,國際科技論文發表量和發明專利授權量已居世界前列,部分方向的核心關鍵技術實作重要突破。自适應自主學習、直覺感覺、綜合推理、混合智能、群體智能等初步具備跨越發展的能力,智能監控、生物特征識别逐漸進入實際應用,新型高效算法推動 AI 創新創業日益活躍。随着農業與 AI 技術的深入融合,高性能算法和智能模型不斷創新研發,在農業生産、流通、市場等全産業鍊各環節智能決策中得到高效應用。農業大資料計算更加注重從海量資料中尋找相關關系并進行預測分析,農業資料處理正從傳統的資料挖掘、機器學習、統計分析向智能分析預警模型系統演進。

農業“新基建”拉開序幕。農業農村大資料中心等新型基礎設施建設加快推進,數字農業新技術、新産品、新業态不斷湧現,北鬥、5G、物聯網、農業專用傳感器、智能裝備加速在農村應用布局,推動智慧農業加速發展。5G 發展進入全面深入落實階段,各地開始重視 5G 在農業領域的融合創新與應用發展,湧現了基于 5G 的智慧農業示範園建設營運模式創新實踐;如陝西省楊淩示範區積極推動 5G 資訊化建設,依托 5G 技術建成農業大資料管控中心、基于物聯網下的農業生産營運管控體系;江蘇省南京國家農業高新技術産業示範區與中國移動通信集團有限公司江蘇分公司合作,計劃 3 年内實作區域内“5G+4G”全覆寫,為農業技術創新注入數字新動能。

5G賦能資訊進村入戶,“5G+” 益農雲電商直播、“5G+”智慧養殖、“5G+”智慧種植、5G 智慧農機等亮點内容頻現。此外,鄉村傳統基礎設施數字化轉型加速,農村電網、智慧水利、農村物流、農機裝備等加快數字化改造更新,全國水利一張圖、全國農村公路基礎屬性和電子地圖資料庫建成,農機裝備數字化步伐提速,北鬥終端應用不斷擴充。

實作智慧農業的關鍵—農業大資料

(二)農業資訊标準化、擷取、分析處理、管理等技術取得突破,農業大資料建設成效顯著

大陸農業大資料正處于長期持續增長的曆史階段,農業資源(如大氣、土壤、水、生物質等)、 農業環境(如氣象、水文、土壤水分、溫濕度等)、 農業作物(如作物長勢、産量、病蟲害等)、農業 過程(如育種、施肥、收割、運輸、銷售等)等諸多方面正在持續産生海量資料資源。

一是建立了完整的大資料标準化架構。标準和規範化是大資料快速分析應用的基礎保證,也是 農業進入大資料時代的必然選擇。2014 年,全 國資訊技術标準化技術委員會成立了大資料标準工作組,負責制定、修改和完善大資料标準規範體系;提出該體系應該包括基礎标準、資料标準、技術标準、平台 / 工具标準、管理标準、安全标準、行業 應用标準等 7 個類别。中國農業科學院在廣泛調研的基礎上,分析了目前大陸農業大資料規範化和标準化的實際情況及需求,形成了農業大資料标 準化架構建議(見圖 1)。據統計,農村農業部釋出的相關标準和規範累計達到 6575 項,涉及農業基礎、農業機械、工藝技術、環境要求、産品 标準、等級規格、食品安全、品質檢測、疾病防控、标簽标志等類别,為農業大資料擷取、分析和應用過程提供了方法指導。

二是發展了有效的資料管理規範和多級農業農村大資料中心。自1994 年金農工程啟動建設以來,經過多年發展和完善,大陸已初步形成多級農業大 資料體系。農業農村部會同有關部門紮實推進農業 大資料發展,圍繞農業資源環境、農業生産、農産 品加工、市場運作等,先後建立了 23 套統計調查 制度(合計報表 300 多張,名額 5×104 個);建設 形成以主要農産品産量、價格、進出口、成本收益 等為主題的 18 個資料集市,日更新量約為 3×105條。目前農業農村部正在組織建設農業農村大數 據中心和全國平台。中國種業大資料平台整合內建 了國家、省、地(市)、縣四級種業管理資料,同 步彙集了品種審定、登記、保護、推廣等行業資料。

中國農技推廣資訊平台集合了全國基層農業技術員 2.4×105 名,平台總請求量超過3×109 條。貴州 省農業農村廳組織建設了農業大資料統一管理平台, 上線運作動物疫病監測、土壤資源管理、農産品品質溯源、農情排程、農機購置等農業資訊服務系統 20 餘個。渤海糧倉科技示範工程大資料平台具有海量資料來源多樣性、多因子綜合分析決策等功能, 有效指導項目區的糧食生産管理和決策過程,覆寫 30 個縣、1.5×107 畝糧田(1 畝 ≈ 666.67 m2 )。中國農業科學院農業資訊研究所研建了中國農産品市場監測預警系統,涵蓋重要農産品生産、流通、 市場全産業鍊的大資料資源,支撐農業市場監測預警工作,逐年釋出《中國農業展望報告》。

三是形成了系列農業大資料技術應用模式。農業大資料與網際網路、雲計算、AI 等資訊技術融合,改變傳統農業模式,促進智慧農業發展。在農業高效育種方面,應用大資料挖掘、人工神經網絡、深度學習等 AI 技術與現代生物技術的深度融合應用,發掘優異基因,加快育種全鍊自主創新。在農業生産管理方面,對生産過程中采集的環境因子、動植物生長等大量資料進行分析處理,實施科學精準控制,優化農業生産,達到提高效率、增加收益的目标。

在農産品市場監測方面,大資料支撐的農産品全産業鍊資訊的采集、分析、釋出、服務技術體系,為農業生産經營主體提供了有效的市場資訊服務,促進農産品的産銷精準對接。在鄉村管理服務方面,農業大資料與共享經濟結合,通過“網際網路 +”大資料平台實作資源的整合、交換,将農村資源與鄉村旅遊消費需求進行最大化、最優化精準比對,促進休閑農業和鄉村旅遊的高品質發展。此外,智能決策系統、資訊推送服務、移動智能終端等資料服務軟硬體載體和相關大資料服務應用,在農業領域逐漸深入推廣。

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三、農業大資料與資訊化基礎設施建設存在的主要問題

(一)農村網絡基礎設施依然薄弱

大陸資訊化基礎設施雖然取得系列重要成就,但仍面臨着農村網絡基礎設施建設滞後、城鄉數 字化發展差距依然明顯、種養基地資訊化基礎設施缺乏、傳統基礎設施與資訊化融合不夠等問題。與城市相比,農村地區光纖寬帶使用者的普及率和接入速度仍存在較大差距,農村網民占比偏低。截至 2020 年年底,大陸城鄉地區網際網路普及率差 異仍有 23.9 個百分點,城鄉數字鴻溝尚未消除。本研究發放的問卷調查資料顯示,種養殖基地開通光纖寬帶的比例為 27.2%,使用農戶資訊化終端來監測或控制農作物種植生産的比例約為 13.6%,認為種植基地網速不能滿足農業應用需求狀況的 比例為 19.7%。農戶通網比例不高、種養殖基地通 光纖寬帶比例偏低、網絡信号不佳等問題制約了智慧農業技術的推廣應用。

(二)農業資料擷取、分析、應用與共享能力不足

數字資源分散,“天空地”一體化資料擷取能力不強、覆寫率低。國産化傳感器技術與世界先進水準相比存在較大差距,其中數字化、智能化、微 型化技術産品嚴重短缺。農業資料分析應用能力不足,資料要素價值發揮依然存在較大限制,很多農業大資料監測平台仍然停留在資料采集、粗加工、現象展示的層面;尤其在農業農村的“最後一千米”,直接與小農戶對接的基層農業服務企業通常不具備大資料平台研發技術和大資料分析挖掘能力。農業資料共享壁壘依然較多,共享嚴 重不足,資料較多被作為個人或部門财富保護起來,因資料獨占或壟斷導緻開發利用水準仍較低。農業資料共享的法律保障機制不健全,涉農部門 大多遵循“于我有利、數字謹慎”的原則,拒絕 重要農業資料的開放共享,導緻已經共享的農業資料價值要素低,難以滿足智慧農業目标需求。

(三)關鍵核心技術的原始創新能力不足

農業物聯網生命體感覺、全息資訊高通量擷取、 AI 晶片等核心技術原始創新不足。高端計算晶片和 技術标準依然被國外壟斷,短期内不易擺脫受制于 人的局面;在晶片設計和制造、大型工業軟體、移動作業系統(OS)基礎軟體等方面存在“卡脖子” 現象,較多技術是買來的,“加工”“包裝”後的“穿 馬甲”現象明顯。新型計算平台、分布式計算架構、大資料處理、分析與呈現等與世界先進水準存在較 大差距,前瞻性技術研發處于跟随狀态,大資料核 心技術和生态系統的影響力整體較弱[29]。農業大 資料關鍵技術創新離不開這些基礎性資訊技術的突 破發展。發達國家對關鍵技術進行封鎖,核心技術 難以買到;大陸采用的基礎技術裝備較多來自外購,自主研發難度大,是以需持續加大對農業大數 據的基礎研發投入力度。

(四)專業人才隊伍規模有待壯大

農業大資料進階專業人才缺乏。盡管已經積累了大量的涉農資料,但由于缺乏專業的資料處理、 分析、挖掘人員,大量資料處于“沉睡”狀态,尚 未實作更深層次的應用。大資料與農業跨界複合型 人才缺乏,計算機人才不懂農業,農業人才不懂資訊技術尤其是大資料技術,具備學科交叉專業知識 的複合型人才稀缺。基層資訊隊伍不足,缺少專業、 定期的業務教育訓練,缺乏必要的經費支撐;隊伍不穩 定,從事相關工作的人員在數量、素質方面都未能滿足新時期資訊化發展要求。

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四、農業大資料與資訊化基礎設施的發展目标與路線圖

(一)發展目标

立足國情、農情和現實需要,推動農業大資料與資訊化基礎設施建設。農業資訊化基礎設施體系 整體實作國産化替代,城鄉網絡差距基本消減,形 成萬物互聯、人機互動、“天空地海”一體化的網 絡空間;農業關鍵核心數字化技術實作重大突破,建成農業數字經濟體系;逐漸建成全國性的資料共 享交換網絡,實作一體化和标準化的資料共享;不 斷深化和創新農業大資料應用,建成“天空地海” 一體化數字農業系統;形成政府和市場共建共享的農業大資料産業基地和産業應用生态圈,基本實作農業農村治理體系和治理能力現代化。

1. 2025年目标

農業農村資訊化基礎設施體系建立健全,基礎資料資源體系基本建成。“天空地海”一體化觀測網絡、國家農業農村大資料中心基本建成,初步形成全國農業農村數字資源全景圖,實作資料資源開放共享并有力支撐智慧農業各場景應用。全國行政村開通寬帶實作 100% 覆寫, 5G 創新應用落地,城鄉“數字鴻溝”明顯縮小。農業資訊應用終端的應用比例大幅提高,農村網際網路普及率達到 70%,農業物聯網技術應用比例達到 25%,村級資訊服務站覆寫率達到 90%。鄉村資訊服務和數字治理體系建立健全。

形成農業大資料标準化技術和資料交換機制體制,建成全國一體化的資料共享交換網絡。強化标準規範體系建設,建立農業資料标準規範與安全保障體系,推動農業資料管理智慧化、制度化。建構 “1+N”的資料共享模式,即建設 1 個農業大資料總中心,N 個分資料服務中心、N 個創新應用示範基地;打破農業領域的行業資料壁壘,實作農業業務部門内部、外部,橫向、縱向的資料共享,讓資料更好地為農業相關主體服務。建設農業大資料應用示範基地,豐富農業生産、經營、管理、服務等方向的大資料創新應用。

2. 2035年目标

農業資訊化基礎設施體系整體實作國産化自主可控,鄉村 5G 深化普及,第六代移動通信(6G) 網絡創新應用,城鄉網絡差距基本消減,有力支撐智慧農業農村發展取得明顯成效。類腦計算、生物 特征識别、數字孿生、仿真模拟等關鍵核心技術及産品取得突破并大量應用。資訊終端在服務農民進行生産、經營、管理、生活等方面發揮顯著作用。農村網際網路普及率達到 85%,農業物聯網技術應用 比例達到 35%,村級資訊服務站實作全覆寫。農民數字化素養顯著提升,城鄉基本公共服務均等化基本實作。

農業關鍵核心數字化技術實作重大突破,建成農業數字經濟體系。農業資料基本實作标準化和一 體化共享。“天空地海”一體化數字農業系統建成,農業全要素、全領域、全過程的數字化管理基本實作,農業農村治理體系和治理能力現代化基本實作。大資料與現代農業生産、流通、市場、加工等全産業鍊各環節深度融合,農業大資料應用不斷深化和創新,農業産業發展新路徑、新業态、新模式豐富 多樣。大資料應用産品不斷豐富,農業大資料定制服務模式普及。

3. 2050年目标

建成高速、移動、安全、泛在的新一代農業農村資訊網絡,形成萬物互聯、人機互動、“天空地海”一體化的網絡空間,為跻身世界智慧農業強國奠定重要基礎。農村網際網路普及率達到 95%,農業物聯網技術應用比例達到 50%。農業農村資訊終端和農業機器人支撐智慧農業大規模深入應用。

農業生産、流通、市場全鍊條全面實作數字化、智慧化管理。打造政府和市場共建共享的農業大資料産業基地,吸引農業大資料産業鍊上下遊企業聚集入駐,形成農業大資料産業應用生态圈。

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(二)重點任務與技術路線

1. 2025年前

以數字化農業農村基礎設施工程為牽引,建構新一代農業資訊化基礎設施體系。綜合利用天基遙感、空基、地基及海洋平台等多元感覺體系建構全國農業農村資訊标準化監測體系,統籌利用城鄉大資料中心等資訊化基礎設施,搭建統一開放共享的國家農業農村大資料中心。加快農業農村5G網絡、 數字化基礎設施等農業新基建部署,統籌推動5G建設向有條件的重點鄉鎮和農業園區延伸覆寫,開展5G網絡在鄉村試點布局和創新應用,大幅度縮小城鄉數字鴻溝。

在農業大資料技術研發與應用方面,建立農業資料标準規範與安全保障體系,推動農業資料管理 智慧化、操作制度化;建構農業全産業鍊資料采集 名額、擷取方法、分析模型、釋出制度等農業資料标準體系,整合彙聚涉農部門資料,建構與新時期農業發展相适應的農業大資料資源中心。實施資料 驅動型農業智能分析模型 / 工具研發專項,研制農業大資料智能分析處理專用工具,發展基于農業大資料的深度學習模型、農業大資料高性能算法,建成若幹資料驅動型智能分析決策系統。

2. 2026—2035年

着力攻克農業先進傳感器、農業AI晶片、農業高性能模型及算法等關鍵核心技術,突破人機互動、生物特征識别、類腦計算等難題,顯著提升農業大資料算力。研制具有自主知識産權的先進農業資訊化基礎設施體系,確定農業資訊化基礎設施網絡的資訊安全。建構覆寫全國全域的農業農村數字 資源全景圖,實作全國農業農村資源數字化。實施 “5G+”農業農村應用示範工程,深化普及 5G 網絡的鄉村覆寫,建立 5G 支撐的智慧農業技術體系;研究布局 6G 網絡的鄉村試點和創新應用,促進城鄉網絡差距基本消減。加強資訊終端和農業機器人的産業化應用,促進其發揮顯著作用。着力提升農村網際網路普及率、農業物聯網技術應用比例,確定基本實作城鄉基本公共服務均等化、鄉村治理體系和治理能力現代化。

建設“天空地海”一體化數字農業系統,推進農業全要素、全領域、全過程的數字化管理。建設一體化的農業農村資料共享機制,推進資料開發共享,不斷深化和創新農業大資料應用。建構“1+N” 資料共享模式,發展農業大資料共享交換及服務平台,打破農業領域的行業資料壁壘,徹底解決資料 标準不一、各部門自建小資料中心導緻的資源浪費現象。攻克資料智能計算、分析挖掘、深度學習、資料可視化等關鍵技術,将大資料等新一代資訊技術與傳統農業深度融合,培育農業産業發展新路徑、新業态、新模式。建設農業大資料應用示範基地,将大資料與現代農業發展深度融合,圍繞農業生産 過程管理、農業資源與生态環境管理、農産品安全管理、農産品交易流通、農業市場和消費的監測及預測、農業創新服務等方面,豐富農業生産、經營、管理、服務等方向的大資料創新應用。

3. 2036—2050年

建構萬物互聯、人機互動、“天空地海”一體化的農業農村網絡空間,建設集衛星通信、地面通信、海洋通信于一體的農業農村通信網絡,為大陸跻身世界智慧農業強國奠定重要基礎。突破農業智能計算技術和算法,推動農業大資料算力達到世界領先水準。研制國産化替代的适農場景的 AI 晶片, 推動智能晶片在農業農村廣泛深入應用。建設高速、 移動、安全、泛在的農業農村資訊化基礎設施,實作鄉村生産生活區網絡無縫覆寫。通過實施農業農村萬物互聯工程,打造人– 機 – 物全連接配接的農業通 信數字世界,推動農業農村資訊智能終端在空間通信、智能互動、混合現實等場景的應用,支撐智慧農業大規模深入應用。

推進農業生産、流通、市場全鍊條的數字化、智慧化管理。建設農業大資料産業基地,打造農業 大資料産業生态圈。圍繞農業生産全過程管理、農業資源與生态環境管理、農産品全鍊條安全管理、農産品交易流通、農産品市場監測預測、農業資訊服務等,開發農業智慧生産、農業災害監測防控、農業全産業鍊資訊監測預警、農産品品質安全等系列化的大資料應用産品。建設政府和市場共建共享的農業大資料産業基地,通過農業大資料産業基地的營運,快速形成産業叢集,完善農業大資料産業生态圈。

實作智慧農業的關鍵—農業大資料

五、對策建議

(一)強化頂層設計和總體布局,謀劃農業資訊化基礎設施與大資料中長期發展的底盤性工作路徑

面向建設智慧農業強國需求和現代農業建設主戰場,加強頂層設計,深入謀劃農業資訊化基礎設 施與農業大資料中長期發展的底盤性工作路徑;注重因地制宜、重點突破、分步推進。建議國家農業主管部門牽頭,農業科研院所、企業、營運商參與,成立國家級農業大資料聯盟,共同研究制定農業大 資料的頂層設計和實施規劃。研究農業大資料标準體系,從資料共享、資料存儲、資料治理、法律法規保障等方面進行系統設計和統籌,為農業大資料應用建構基本底盤。統籌城鄉資料中心等資訊化基礎設施資源,統一規劃農業新基建與城市網絡建設, 打造城鄉一體化的資訊化基礎設施。建立推動農業資訊化基礎設施更新換代、健康發展的綜合性政策體系。

(二)加強技術攻關投入,突破農業大資料關鍵核心共性的“卡脖子”技術

建議加強農業大資料基礎研究,加強原創性、引領性科技攻關,實施農業大資料關鍵核心技術攻、關工程,完善農業大資料科技力量的戰略布局。針對農業資料擷取、分析、應用等關鍵環節,重點開、展大資料擷取、海量資料存儲、資料清洗、分析挖掘、大資料可視化、大資料智能、大資料深度學習、虛拟現實等關鍵技術方向的研發,加強農業生産、流通、市場全産業鍊的資訊智能決策系統研發,形成國際先進的農業大資料技術體系。加強原創性模型、先進算法的研發力度,建構農業大資料模型開發平台,開展動植物生長模型、農産品市場模型等關鍵性機理模型與分析預警模型研發,提升大資料 支撐的農業資訊監測預警效能。推動形成農業大資料應用的市場化機制,引導市場主體開展農業大資料增值性、公益性技術創新與服務應用。

(三)強化體制機制協同創新,有效解決資料共享、資料服務等難點痛點問題

建構農業大資料資源共建共享機制,推進政府主導、市場化等多類型機制,從資料确權、共享機制、法律法規保障等方面統籌規劃,解決涉農管理部門之間資料壁壘嚴重、資料資源意識淡薄等迫切問題。在資料資源建設方面,注重農業基礎性資料與日常資料的采集,出台長期穩定的資料采集配套補貼和平台設施維護政策。建構參與各方的利益聯 結機制,探索政府和社會主體合作建設農業大資料的有效途徑;通過政府和社會資本合作(PPP)模式、服務外包等多種模式,引導社會資本積極參與農業大資料建設。充分尊重農業大資料産出主體、 服務主體和應用主體的地位,加快推進農業大資料交易市場化機制。完善資料利益配置設定機制,建立資料産權确權、資料價值核算、資料交易體系和規範,有效調動各方積極性,提升市場化運作水準,推動農業大資料成果商品化。

(四)強化高水準人才隊伍建設,促進大陸農業大資料技術走向世界前列

一是構築農業大資料多層次人才體系,建立農業大資料共性技術研發–關鍵技術突破 – 推廣應用于一體,老中青相結合、多專業人才協同的農業大資料人才隊伍。

二是加強高端人才培養,培育農業大資料專業型和複合型人才;搭建高水準人才培養選拔平台,着重培育和支援農業大資料學科帶頭人和創新團隊建設;針對國際科學前沿和國家重大需求,鍛造人才團隊硬本領,提升重大核心技術的突破能力、戰略前沿的謀劃能力、産業實際問題的解決能力。

三是加強基層資訊員隊伍的大資料知識教育訓練,充分發揮大資料技術在農業農村管理服務方面的作用。

四是加強國際交流合作,建立人才跨界跨域靈活交流的合作機制;建立農業大資料人才智庫和“産學研”聯盟制度,鼓勵常态化的創新成果交流和人才交流機制,為農業大資料創新與應用持續提供内生驅動力。

實作智慧農業的關鍵—農業大資料

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