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智慧农业未来应该是怎样的态势发展

1、全球智慧农业发展历经三个阶段

智慧农业未来应该是怎样的态势发展

全球智慧农业的发展主要经历了三个阶段,分别为萌芽期、快速发展期和规模应用期。

萌芽期:从20世纪70年代末开始,美国为代表的欧美国家率先开始农业信息化、智能化的应用研究,以农业专家系统(运用新型技术、结合农业知识和专家经验等,为农业生产经营者提供相关咨询服务)为代表的农业信息化应用开始在农业生产领域萌芽。我国在20世纪80年代,也逐步启动了农业专家系统的研制,主要涵盖作物耕种、病虫害防治、生产管理和节水灌溉等方面。

快速发展期:20世纪90年代,农业信息技术快速发展,计算机视觉技术发展迅猛,使农业机器人成为了新的发展方向。“中国863电脑农业”是该项技术应用示范的典型工程,不仅推动了中国农村的发展和农业现代化进程,还为世界范围内各个发展中国家提供了先进经验和典型参考模式。

规模应用期:进入21世纪,各国工业化、城镇化不断发展,农村劳动力短缺,全球面临结构失衡和老龄化等问题,为农业机器人、精准农业等领域快速发展提供空间。在此期间,采摘机器人和计算机视觉技术的结合使水果自动分拣系统得到广泛应用,无人机植保技术也得到发展。新技术的不断应用,推动了智慧农业的发展,形成新的农业发展形态。从社会环境方面来看,农业劳动力不断向其他产业转移,结构性短缺和老龄化趋势已成为全球问题,另外,世界主要国家地区的政府和组织相继推出了数字农业农村发展计划。美国搭建人工智能战略实施框架,提出智慧农业研究计划;欧盟出台《地平线2020》,提出利用对地观测技术为小农户搭建智慧服务平台;欧洲农机协会提出以现代信息技术与先进农机装备应用为特征的农业4.0;德国发布《有机农业-展望战略》等。全球的宏观环境也展现了全球智慧农业已经步入规模运用期。

2、需求拉动传统农业向智慧农业转型

根据联合国的计算,到2050年,世界上将有97亿人口,比2020年增加约20亿人口。根据联合国粮食及农业组织的说法,2010年至2050年间全球农业产量的增长为69%才能满足所需。由于城市迁移和人口老龄化,农业劳动力变得越来越稀缺。日益加剧的气候变化正在以难以预测的方式改变生长条件,地球的资源和生物多样性正在减少。所以,在接下来的几十年里,农业将变得非常重要,它必须能满足不断增长的人口需求。此外,食品行业目前占世界能源消耗的30%和温室气体排放的22%。因此,挑战不仅在于生产更多的食物,而且在于可持续地生产。这就是农民和农业综合企业转向物联网和智能农业技术以改进分析和提高生产能力的原因。智慧农业正在成为优化和保护人力和自然资源的一种日益必要的方式,全球各国都在加快智慧农业布局,加深人工智能、大数据、云计算等技术在农业领域的应用。

根据联合国粮食及农业组织最新统计数据,2017-2020年全球农业产值呈现增长态势。2020年,全球农业产值达3.98万亿元,其中亚洲提供了将近一半的农业产值。前瞻根据往年全球农业产量数据,初步统计2021年全球农业产值超过4万亿。

从数字经济农业渗透率来看,中高收入国家大数据、云计算等新一代信息技术运用较广,传统产业数字化转型程度较深。2020年,高收入国家数字经济农业渗透率达12.5%,中国数字农业经济渗透为8.9%,离高收入国家还有一定差距。2021年,全球数字经济第一产业渗透率为8.39%。

3、中国智慧农业相关专利最多

通过智慧芽专利网搜索“智慧农业”、“农业物联网”等关键词,搜索范围包括专利标题、摘要和权利要求,全球共有6514项相关专利。其中,中国是相关专利申请数量最多的国家,申请数量高达4679项,占全球申请数量的71.8%。其次,申请数量较高的国家为印度,共申请598项,占比9.2%。

4、智能技术拉动全球智慧农业市场增长

智慧农业已成为当今世界现代农业发展的大趋势,世界主要国家地区的政府和组织相继推出了数字农业农村发展计划。美国搭建人工智能战略实施框架,提出智慧农业研究计划。欧盟出台《地平线2020》,提出利用对地观测技术为小农户搭建智慧服务平台。欧洲农机协会提出以现代信息技术与先进农机装备应用为特征的农业4.0。德国发布《有机农业-展望战略》,明确基于“工业4.0”的基本理念发展智慧农业。荷兰《数字化战略》明确数字化技术在开放式耕种、精准农业、温室园艺、畜牧养殖、食品质量安全以及生产链各环节的应用。日本发布“机器人新战略”,启动基于智能机械+IT的“下一代农林水产业创造技术”。

智慧农业市场在过去的几年里出现了显著增长,这主要是由于人工智能、物联网等技术在智慧农业中的进步和实施,以及由于人口的快速增长,粮食供应系统面临的压力不断增加,现代农业技术和养殖监测技术越来越受到重视。根据BIS research发布的研究数据,2020年全球智慧农业市场规模约为124亿美元,2021年增长至147亿美元。预计未来全球智慧农业市场将继续保持高增长趋势,至2027年,全球智慧农业市场规模有望超过400亿美元。

更多本行业研究分析详见前瞻产业研究院《中国智慧农业发展前景预测与投资战略规划分析报告》

在荥阳市西北部黄河之滨,有一个美丽的村庄名为南屯村。为将丰富的物产资源变为经济,当地推出了“数字田园”的建设措施。

将计算机技术、大数据、物联网、传感器等技术应用在田园,让科技和田园相互碰撞,迸发出新时代的力量。

在我们走进南屯村时,映入眼帘的不再是土砖瓦房,而是错落有致的农家庭院;摒弃了亘古不变的农耕模式,转而建造了共享菜园;淘汰了以往的大水漫灌,新设可自动化喷灌,干净整洁的柏油马路,穿过了生机盎然的春天。

村子里的一切,都在向着美好的方向发展。

南屯街边路灯拥有智能远程通话功能,为更好地发展旅游经济,方便人们出行,街边智慧路灯拥有通话按钮,遇到意外情况,可按下通话按钮,与南屯村中工作人员联系,获取帮助。除此之外,还有无线WIFI、视频监控、扬声器等功能,如果出门在外,行知中途,手机或者电动车没有电了,还可以用它充电。

除了无线灌溉、智慧路灯、共享菜园之外,村中多处设立小型气象站,为农业提供数据支持,村中的智慧井盖异常移位时,会自动报警....

南屯村的“数字田园”的成功建设,离不开科技的力量,离不开国家对农业发展的重视,离不开相关企业的支持。

根据当地居民介绍,单单一项自动化喷灌技术,一亩地的成本便直接下降了240元,成本下降,代表村民隐形收入的增加,这不正是农民所所追求的降低成本,提高产业经济吗?

在智慧农业中,自动化喷灌可以应用无线灌溉技术,两者相结合,效果事半功倍。无线灌溉技术通过LORA无线传输技术,将LORA温湿度采集器、LORA光照采集器、LORA土壤采集器等传感器按照区域放置测点。各测试点传感器在经过数据采集,云平台分析之后,便会得出是否需要灌溉的结论,并且可以根据蔬菜生长状况,及周围环境,决定是否灌溉,大大提高了结束灌溉控制系统的灵活性。

无线灌溉技术拥有低功耗/低成本、抗干扰能力强、传输距离远的特点,完全满足菜园、园林、草场、公园、温室大棚、农业大田等使用需求。

农业气象站在发展智慧农业中也起到了重要的作用。农业气象站可以对气象环境进行多要素监测,比如空气中的温湿度、风速、风向、土壤状况、雨量、雪量、光照、蒸发量、二氧化碳等,通过对这些气象环境要素的监测,可以进一步提高农业气象灾害监测水平和气象现代化为农服水平,为率先实现农业现代化提供坚强的气象保障。

在智慧农业中,无论是无线灌溉还是农业气象站,监测到的数据都可以上传至农业四情测报平台,实现数据实时查询,历史数据查看,数据异常报警等功能,为农业提供科学指导数据依据。

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