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數字農業運營管理,了解未來的趨勢

  • 2021年04月21日 11時
  • 中農智聯
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廣義上來說,數字農業屬于數字經濟的一部分。2016年在二十國集團(G20)峰會上發布了《二十國集團數字經濟發展與合作倡議》,把數字經濟定義為:以使用數字化的知識和信息作為關鍵生產要素、以現代信息網絡作為重要載體、以信息通信技術的有效使用作為效率提升和經濟結構優化的重要推動力的一系列經濟活動。該倡議提出要“促進農業生產、運營、管理的數字化”。可見,數字農業最基本的特征是把數字化的農業知識與信息作為關鍵生產要素。  

與傳統農業運營管理不同,數字農業運營管理的對象主要包括兩個大的方面:一是與農業數字化相關的過程和系統,二是與農業數字資源使用相關的過程和系統。  

采用新型物聯網系統為基礎支撐體系,對農業要素和過程進行數字化以及對形成的數字資源進行分析使用的過程中產生的與農產品生產和服務創造密切相關的計劃、組織、實施與控制等各項管理工作,其目標是實現農業投入產出控制的精準化、農業知識經驗傳承的顯性化、農產品交易過程的透明化和農業對環境負面影響的最小化。  

可見,數字農業運營管理是以信息通信技術在農業中深入應用為前提,以農業要素與過程的數字化和數字資源的創新使用為主要管理對象,以實現農業可持續發展滿足人類需求為最終目標。 

(一)新型物聯網系統為基礎體系,促進農業基礎設施的數字化經歷了機械化和自動化之后,現代農業正在走向數字化和智能化,而影響這次農業革命進程的一個重要因素就是新興信息與通信技術在農業中的應用程度。遙感技術、地理信息系統和全球定位系統等3S技術在農業中的應用已經比較成熟,但農業數字化和智能化的真正實現需要由新興的傳感技術(傳感器、紅外感應器和無人機等)、計算技術(云計算、邊緣計算和區塊鏈等)以及網絡通信技術(5G等)共同構成的新型農業物聯網系統。如何采用運營管理的思想與方法建設新型農業物聯網系統以完成農業基礎設施的數字化革命,是數字農業運營管理的首要任務。只有完成了這一首要任務,才能出現數字農業運營管理的基本場景,進而經過科學研究和實踐檢驗才形成數字農業運營管理理論與方法體系,最終促進農業數字化、智能化和精準化的真正實現。  

(二)農業數字資源為基本要素,促進農業知識傳承的顯性化農業數字化是指采用遙感、全球定位系統、傳感器、無人機、云計算和邊緣計算等各種信息與通信技術采集農業要素和農業模型并轉換為計算機可以處理的二進制數字的過程。其中,農業要素主要包括4個方面:生物要素(例如莖流量、葉面溫度和果徑大小)、環境要素(例如空氣溫濕度、光照強度和風力風向)、技術要素(例如農藥效果、飛防效率和收割效率)和社會經濟要素(例如農產品價格和農產品需求);農業模型是指農業過程間的內在規律與外在關系,例如作物生長規律、施肥量與產量的關系、農產品產量與價格的關系,這些往往屬于農業現有知識和涉農專家技術人員的經驗。  

(三)數據驅動模型與算法為核心,促進農業決策支持系統的智能化數字農業運營管理模型與算法的功能主要體現在兩個過程。首先,在采用新興信息與通信技術對農業要素進行數字化的過程中,要素數據采集環節與設備的優化配置、數據傳輸網絡以及傳輸路徑的優化設計、數據存儲與計算資源的合理分配等都需要相應的模型與算法,才能形成合理有效的農業要素數字化方案,同時也需要把現有農業知識和農業專家技術經驗轉化成計算機可以處理的模型與算法。其次,在搭建新型農業物聯網系統之后,農業要素狀態實時被感知并傳輸到數據處理中心,作為農業決策支持系統的輸入,需要經過模型與算法的識別、判斷與優化,確定是否進行調控以及調控的精度,然后輸出到農業物聯網系統中進行實施。可見,數據驅動的模型與算法是進行數字農業運營管理的核心,也是實現農業決策支持系統智能化的關鍵所在。  

(四)精密數字設備與技術為手段,促進農業投入產出控制的精準化經過模型與算法處理得到的新型農業物聯網系統搭建方案和系統運行過程中的調控方案相當于運營管理的計劃功能,是否最終實現需要精準的實施與控制,這就需要精密的數字設備與管控技術。首先是精密的數字控制設備,需要研發新一代傳感器和制動器,對農業要素進行更加精準的感知與控制,例如運用材料科學和納米技術等創造新型納米生物傳感器和制動器,實現對農業循環系統中的微生物、病原體和水分子等進行管控。  

(五)農產品優質優價為市場機制,促進農業全產業鏈交易過程的透明化農業物聯網系統的布置往往能夠提高產量和品質,但如果缺少農產品優質優價市場機制,可能給農場帶來的是損失而不是收益的增加。而農場對新興信息與通信技術的采納行為往往受其感知的有用性程度所影響,因此,優質優價的市場機制是驅動農場主動加入新型農業物聯網系統的一個必要條件。  

(六)可持續滿足人類需求為目標,促進農業對環境負面影響的最小化農業是滿足人類物質需求和支持國家發展的基礎產業,因此數字農業運營管理的最終目標是在新興信息與通信技術的支持下提高農產品的產量與品質,持續地滿足人類生活基本的物質需要。數字農業運營管理可以從以下兩個大的方面實現可持續農業的目標。

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