智慧农（nóng）业是指利用信息技术，对农业生产、经营（yíng）、管理、服务全产业链进行（háng）智能（néng）化控制，实现农业生产的优质（zhì）、高效（xiào）、安全和可控（kòng）。我（wǒ）国（guó）高度重视发展（zhǎn）智慧农业，发展智（zhì）慧农业（yè）是实现现代农业的必（bì）由之路。

在（zài）一、二、三（sān）产业（yè）的（de）融合过（guò）程中（zhōng），智慧农（nóng）业可以（yǐ）打破信息瓶颈、促进信息（xī）流动（dòng）和分享（xiǎng）。智慧农业（yè）的技（jì）术（shù）框架大体包括（kuò）信息感知、智能决（jué）策和决策实施3个（gè）方面。信息感知包括（kuò）通过农业物联网等获（huò）得各（gè）种与（yǔ）农业生（shēng）产经营相关的信息，如作物、土壤等环境以及从事农业生产的人乃至（zhì）社（shè）会（huì）的信（xìn）息；智（zhì）能决策如同大（dà）脑，对各（gè）类信（xìn）息进行分析处理，提供管理或控（kòng）制的方案，例如专家系统（tǒng）；决策实施则根据分（fèn）析结果进行，包（bāo）括经营策略、种植方案（àn）、环境调控或农机（例如无人（rén）机、播种机）的操控（kòng）。信息感知和决（jué）策实施往往依托于硬（yìng）件设备，智能决策则主要（yào）是数据和知识的（de）处（chù）理和计算。当今（jīn）大数据（jù）、云计算、物（wù）联（lián）网的时代（dài）背景，对智（zhì）能（néng）决策提出（chū）了更高（gāo）的要求。

大数据是智慧农业的基础，信息感知则是农业数据的源（yuán）头（tóu）。狭（xiá）义来（lái）说，农（nóng）业数据是指人之外的农作物自身及环境的生物物理信（xìn）息。然而，农业生产活动离不开人（rén）的活动，生产（chǎn）者自身（shēn）的经验、消（xiāo）费（fèi）者构成（chéng）的市场均会（huì）对生（shēng）产（chǎn）产（chǎn）生影响。因此（cǐ），广义来说，农业数据还包括从事农业生（shēng）产的人、社会环境、市场动态等社会信息。

生物（wù）物理信息感知包括空间信息（xī）感知（zhī）和（hé）地面信息感知。前者主要包括遥感技术、卫星定位技术、地理信息技术（“3S”技术）：基于遥感（gǎn）技术可获得种植面积（jī）、作物长（zhǎng）势（shì）、洪涝、病虫害情况及土（tǔ）壤和作物营养等空间信息；基于卫星定位技术可获得装备的精准位置，可（kě）用（yòng）于农业机械的移动定位；地（dì）理信息（xī）技（jì）术则（zé）给出了一个直观的管理（lǐ）数据的方式。后者（zhě）主要（yào）是农业物联（lián）网所涉（shè）及的传感（gǎn）技术，获得如（rú）土（tǔ）壤和空气（qì）的温湿（shī）度、光照强度、二氧化（huà）碳浓度、风速、土壤盐（yán）度（dù）等数据。除此之外（wài），还有通过可见（jiàn）光（guāng）/近（jìn）红（hóng）外光（guāng）谱、近红外光谱速测植物养分、土壤肥力、农产品质量的传感器技术。地面感知还包括在田间（jiān）设置摄像机或红外监测仪（yí）等，用（yòng）户可（kě）远程（chéng）观测（cè），用于提升种植透明度、增强消费者的信（xìn）心。低功耗（hào）、低成本、性能稳定的传感器是长期获得可靠数据的关键，也正是（shì）目前推广应（yīng）用农业物联网的瓶（píng）颈。

社会信息感（gǎn）知包括农产品市场需求、农产品价格、农业政策、种植（zhí）者经验等方（fāng）面。当（dāng）前，在农（nóng）业市场国际一体化的发展趋（qū）势（shì）下（xià），农业企业、协会、合作社等经济合作组织对产前种什么（me）效益（yì）高、产（chǎn）中何种农资优（yōu）质优（yōu）价、产（chǎn）后卖给谁（shuí）等（děng）市场与技术信息有（yǒu）着更迫切的需（xū）求，这些信（xìn）息对我国现代农业特别是（shì）规模化农业、订（dìng）单（dān）农业以及地方（fāng）特色农业的发展意（yì）义重大。

农（nóng）产品需（xū）求信息是农业市场的（de）灵魂，便捷（jié）、准（zhǔn）确地（dì）捕捉市场信息，把握（wò）市场动向，及时调整生产及销售（shòu）方（fāng）向，是（shì）感知社会信息的（de）主要目（mù）标。基于爬（pá）虫技术的自动采集是通（tōng）过网（wǎng）络感（gǎn）知市场（chǎng）价格的重（chóng）要方式，可（kě）用于（yú）每周的农产品价格（gé）预（yù）测（cè）等。而以投（tóu）入（rù）占用（yòng）产出（chū）技术为核心的粮食（shí）产量预测模型则考虑（lǜ）多（duō）种体（tǐ）现社会（huì）信息的农业投入。

数据传输基于通（tōng）信网络，将分散的具有独立（lì）功能的设备或子（zǐ）系统连接起（qǐ）来（lái），并按照（zhào）规定的网络协议进行（háng）数据通（tōng）信，实现分布式系统硬件和软件（jiàn）资源的共享（xiǎng）及（jí）系统的综合（hé）管理与控制。在技术层面，国（guó）内很（hěn）多科（kē）研院所和公（gōng）司均可实（shí）现不同的传输（shū）方式，实（shí）际应用采用哪种数据传输方式则（zé）需根据农（nóng）田环境、方案需（xū）求、成本约束等因素综合确定。

农业大数据涵（hán）盖（gài）农业生产本身和产前、产后（hòu）以（yǐ）及（jí）农（nóng）产品加工、销售整个链条中（zhōng）所产生的大量数据。目前获（huò）取各种农业数据（jù）的（de）成（chéng）本还比较高，缺乏（fá）成熟（shú）的（de）产品，而且不同的用（yòng）户有不（bú）同的需求。如（rú）何融合生物物理和社会信息，为农（nóng）户、政府、商家等不同的利益相关方提供相应的信（xìn）息（xī）服（fú）务（wù），仍是未来要（yào）应对的挑战（zhàn）。

智（zhì）能（néng）决策是智慧农业的核心，是数据（jù）产生价值的过（guò）程（chéng），覆（fù）盖农（nóng）业生（shēng）产（chǎn）从产前规划（huá）、产中种植管（guǎn）理及环境控制（zhì）到产后存储、加工、运输和销售（shòu）等各个环节。产前（qián）规（guī）划包（bāo）括需求分析和种植方案推荐（jiàn）；产中（zhōng）种植管理包括环境调控（对于设施农业）、施（shī）肥、打药、灌（guàn）溉（gài）等方面的（de）智能决策（cè）支持；产后农产（chǎn）品的库存控制、运输车辆（liàng）调（diào）配、流通加工与配送中心的选址等，均需（xū）要智（zhì）能计算方法提供（gòng）决策支持。作物（wù）生产管（guǎn）理决策支持技（jì）术的（de）研究，集中在作物生长模拟及各类专家系统（tǒng）方面。

作物（wù）管理专家系（xì）统是专家（jiā）系统（tǒng）在（zài）农业领域（yù）的（de）具（jù）体应用，一般包含（hán）一个由权威（wēi）农业专（zhuān）家的经验、资料（liào）、数据与成果（guǒ）构成的知识库，并能利用（yòng）其（qí）知识，模拟农业专家解决问题的思维（wéi）方法进行判断、推（tuī）理，以求得解决农业生产问题结论的（de）智（zhì）能（néng）程（chéng）序系（xì）统。

随着农业进入（rù）大数据时代，农业智能决策转入以大（dà）数据驱动的方式（shì），并且体现在农业生产的各个环节（jiē）。农业智能决策支持系统（tǒng）的算法和呈（chéng）现方式需随之迭代（dài）。随（suí）着（zhe）数据获取（qǔ）的相对便捷和智（zhì）能手机的普遍使用，过去只能（néng）在电脑上离线使（shǐ）用、被诟病为“电子（zǐ）词典”的农业（yè）专家系统迎来了新的发展时代（dài）。

智能（néng）农机和管理软（ruǎn）件（jiàn）是信息感知、智能决策后的呈现（xiàn）形式。随着我国农（nóng）业从业（yè）人员（yuán）的老龄化和数量减少，农业（yè）智（zhì）能装备的应用（yòng）是必然趋势。农业智能装备包括服务（wù）于施肥、打药、灌溉、修（xiū）剪、采摘（zhāi）、播（bō）种、环境调控等各种（zhǒng）操作的设备。

国外的智能农机装备较为先进（jìn），应（yīng）用较广，主要有智能导航、自动驾驶（shǐ）、变量施肥、变量喷药等功能（néng）。随（suí）着（zhe）国家对农业智能装备（bèi）研发的重视和投（tóu）入，国内的多个（gè）机构开展了相关研究，研究内（nèi）容（róng）包括（kuò）自动导航、变量施肥、精准喷药、播种、插秧、喷药（yào）、除（chú）草和收获等。此外（wài），我国的农（nóng）业航空作（zuò）业量（liàng）逐年增加，作（zuò）业领（lǐng）域（yù）逐渐扩（kuò）大，除对（duì）粮食作物、园（yuán）艺作物、经济作物施药外，还开展了植物生长授粉等作业。

农田作业（yè）装备精准（zhǔn）控制技术是发达国家在（zài）大面积机械化条件下发展（zhǎn）起（qǐ）来的（de），而我（wǒ）国（guó）的作物生产地域环境条件差异（yì）较（jiào）大（dà），因此技术和装备的选择不（bú）可千篇（piān）一（yī）律（lǜ）地套用。发展（zhǎn）适应我国国情的精准农（nóng）机化必（bì）须持续地、因地制宜地逐步完善。