農(nóng)業(yè)是我國經(jīng)濟發(fā)展的根基和支撐。當(dāng)今，面向發(fā)展現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和建設(shè)農(nóng)業(yè)強國的目標(biāo)，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)提質(zhì)增效的重要依靠便是發(fā)展農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，即：現(xiàn)代信息技術(shù)、現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)以及數(shù)字化的農(nóng)業(yè)技術(shù)等在大農(nóng)業(yè)系統(tǒng)或農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈中得到全面推廣和應(yīng)用。其中，最具代表性的技術(shù)便是智慧農(nóng)業(yè)和智能農(nóng)業(yè)。

在我國，圍繞農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展，先后提出和涌現(xiàn)了許多不同的農(nóng)業(yè)技術(shù)名詞。從20世紀(jì)80年代的電腦農(nóng)業(yè)、精細農(nóng)業(yè)，到90年代的精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)、智慧農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)、數(shù)字農(nóng)業(yè)，再到面向未來農(nóng)業(yè)4.0技術(shù)的無人農(nóng)業(yè)等等，層出不窮。不可否認(rèn)，在我國農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展進程中，它們或多或少都體現(xiàn)了應(yīng)有的價值，也取得了一定的應(yīng)用效果。但不管稱謂如何，其實農(nóng)業(yè)本質(zhì)的、面對植物和動物這類生命體的種植和養(yǎng)殖等生產(chǎn)活動并沒有改變，只不過是這些稱謂下的特定技術(shù)（方式）在賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)而已。一句話，它們是屬于技術(shù)的描述范疇，尚構(gòu)不成諸如“現(xiàn)代農(nóng)業(yè)”這樣稱謂的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)或農(nóng)業(yè)經(jīng)濟的表述。

發(fā)展以數(shù)字技術(shù)牽引的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化，有必要對幾個稱謂背后的基本技術(shù)內(nèi)涵以及技術(shù)效能作出闡釋。

一、數(shù)字農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)數(shù)字化

從技術(shù)范疇及應(yīng)用場景看，數(shù)字農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)數(shù)字化不是一回事。

前已述及，農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)數(shù)字化就是數(shù)字技術(shù)對農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈賦能，即用成熟的數(shù)字技FENMuEIeSafQ4Dc/VCbOj8PG3s4bGoIRvFH0vweKPig=術(shù)做數(shù)字化的改造和數(shù)字化技術(shù)推廣應(yīng)用，這些技術(shù)泛稱為數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)。一句話，自從計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中應(yīng)用開始，就引發(fā)了數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)的應(yīng)用。在數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)中，包含了數(shù)字農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)數(shù)字化兩個范疇。

數(shù)字農(nóng)業(yè)一詞是1997年由美國科學(xué)院、工程院兩院院士正式提出，其核心內(nèi)容是以信息作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素，用現(xiàn)代信息技術(shù)，如遙感、地理信息、全球定位、計算機、通信及網(wǎng)絡(luò)、傳感、仿真等技術(shù)對農(nóng)業(yè)對象、環(huán)境和全過程進行可視化表達、數(shù)字化設(shè)計、信息化管理的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，如圖1所示。數(shù)字農(nóng)業(yè)使信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)各個環(huán)節(jié)有效融合，改造了傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的種、養(yǎng)殖生產(chǎn)及管理方式。因此，數(shù)字農(nóng)業(yè)更加側(cè)重用成熟的數(shù)字和信息技術(shù)對農(nóng)業(yè)本體（包含動物、植物本體）的描述與分析，也即在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈的某些環(huán)節(jié)，如農(nóng)業(yè)系統(tǒng)運行的數(shù)字化模擬，分子育種的虛擬數(shù)字化仿真，種養(yǎng)殖中的圖像分析與診斷，農(nóng)業(yè)種植中的空、天、地信息融合與預(yù)測，農(nóng)業(yè)專家決策系統(tǒng)等環(huán)節(jié)中應(yīng)用。一句話，數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)的含義可以解釋為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)某些環(huán)節(jié)的數(shù)字化表達，依此，在計算機端（移動端）對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)作分析和研究。例如，數(shù)字孿生技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)就屬于數(shù)字農(nóng)業(yè)范疇。

而農(nóng)業(yè)數(shù)字化是基于農(nóng)業(yè)種養(yǎng)殖的本質(zhì)屬性，針對農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈中甚至農(nóng)業(yè)經(jīng)濟體中可以做數(shù)字化改造或數(shù)字化技術(shù)賦能的泛指。農(nóng)業(yè)體系包括農(nóng)業(yè)生物、農(nóng)業(yè)環(huán)境和人類的干預(yù)作用等，是一個客觀存在的復(fù)雜的生命過程系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的本質(zhì)屬性是以動、植物為對象的，分產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后三個環(huán)節(jié)在內(nèi)的動態(tài)系統(tǒng)，而動、植物的生長繁育是有其自身規(guī)律和對環(huán)境及能量需求與互作（脅迫）的連續(xù)過程，即存在內(nèi)在的生理、生化活動。因此，從農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的本質(zhì)角度看，有些環(huán)節(jié)或者規(guī)律是不能簡單用數(shù)字化做本質(zhì)描述或引用簡單的數(shù)字化技術(shù)的。從科技賦能角度看，農(nóng)業(yè)數(shù)字化應(yīng)該是泛指考慮動、植物生長的本質(zhì)生理、生化活動的，對動、植物從生長到收獲、加工、物流、銷售等環(huán)節(jié)可以施加“人為管控”的數(shù)字技術(shù)。從動、植物養(yǎng)殖和種植來看，與工業(yè)化系統(tǒng)不同的是：農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中動、植物不是直接被“管控”的對象，而是各種養(yǎng)殖、種植技術(shù)施加后的間接的“受益”對象。故而農(nóng)業(yè)數(shù)字化應(yīng)該描述成：農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的不完全型的對動植物生長“環(huán)境”和“營養(yǎng)（條件）”施加數(shù)字管控技術(shù)（含設(shè)施及裝備）的集成式綜合應(yīng)用。

數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)的組成如圖2所示?？傊?，科研層面上，數(shù)字農(nóng)業(yè)應(yīng)該是泛指用數(shù)字來表達的農(nóng)業(yè)，包括把農(nóng)業(yè)做成虛擬化農(nóng)業(yè)來研究的仿真技術(shù)、模型技術(shù)、數(shù)據(jù)分析技術(shù)與決策技術(shù)等；而農(nóng)業(yè)數(shù)字化則是泛指對傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)施加的各種數(shù)字化技術(shù)（包括管理技術(shù)）的描述，以及對應(yīng)的數(shù)字化技術(shù)改造和集成應(yīng)用，數(shù)字農(nóng)業(yè)和農(nóng)業(yè)數(shù)字化都屬于數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)。毫無疑問，數(shù)字化農(nóng)業(yè)技術(shù)是我國目前乃至長遠的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展的支撐技術(shù)。其中最具代表性的是智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)和智能農(nóng)業(yè)技術(shù)。

二、智慧農(nóng)業(yè)與智能農(nóng)業(yè)

基于技術(shù)背景和應(yīng)用場景看，智慧農(nóng)業(yè)和智能農(nóng)業(yè)側(cè)重點不同。

智慧農(nóng)業(yè)（Smart Agriculture）：智慧農(nóng)業(yè)強調(diào)的是“智慧”技術(shù)。因此，智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)側(cè)重體現(xiàn)在農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中對農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)加工、分析，以建模和仿真等方法進行研究，進而生成對農(nóng)業(yè)知識的理解，生成對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)決策以及多模態(tài)的信息管理和展示，是以信息化技術(shù)為底盤技術(shù)的農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)是否更加“聰慧”來描述的。其技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn)在：以信息、知識為核心，充分利用計算機技術(shù)、建模技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)、云計算等技術(shù)賦能農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的不同模型分析、大數(shù)據(jù)分析、識別診斷、數(shù)據(jù)交互與管理決策等方面。故而智慧農(nóng)業(yè)研究及應(yīng)用歸屬農(nóng)業(yè)信息化應(yīng)用層面。

智能農(nóng)業(yè)（Intelligent Agriculture）：智能農(nóng)業(yè)強調(diào)的是“智能”技術(shù)，因此，智能農(nóng)業(yè)技術(shù)側(cè)重體現(xiàn)在獲取有效的農(nóng)業(yè)信息和裝備（系統(tǒng)）及傳感網(wǎng)絡(luò)支持下，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)不僅“聰明”而且產(chǎn)生“使能”，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)最優(yōu)產(chǎn)出的能動力，以是否帶來“產(chǎn)能”來判別。其技術(shù)應(yīng)用體現(xiàn)在：為達到“產(chǎn)能”目標(biāo)，以裝備（機器人）、傳感器、物聯(lián)網(wǎng)及自動控制為核心，輔以農(nóng)業(yè)模型技術(shù)，在控制技術(shù)、感知技術(shù)、局域網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、數(shù)據(jù)處理等技術(shù)支撐下，仿工業(yè)生產(chǎn)模式，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)智能自動化乃至“自主無人化”生產(chǎn)和管控。故而智能農(nóng)業(yè)研究和應(yīng)用歸屬農(nóng)業(yè)感知與智能裝備及各類自動控制系統(tǒng)集成應(yīng)用層面。

無論是智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)還是智能農(nóng)業(yè)技術(shù)，都是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新質(zhì)生產(chǎn)力。智慧農(nóng)業(yè)與智能農(nóng)業(yè)的關(guān)系，猶如人體的大腦和四肢的關(guān)系，是相互交融的集成關(guān)系，如圖3所示。這里要重點闡述的是：作為面向底層生產(chǎn)執(zhí)行應(yīng)用的智能農(nóng)業(yè)技術(shù)具有更加重要的作用。因此，在農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展過程中，隨著農(nóng)業(yè)數(shù)學(xué)化技術(shù)進程的深入推進，智能農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展最終是支撐智慧農(nóng)業(yè)的實現(xiàn)，即智慧農(nóng)業(yè)的建設(shè)步伐應(yīng)該是先把“底層”做好，也即需要把信息采集、信息傳輸、信息處理以及各種智能作業(yè)裝備與自動化技術(shù)實施好；進而，在瞄準(zhǔn)未來農(nóng)業(yè)的發(fā)展過程中，二者技術(shù)的并行推進（研發(fā)和應(yīng)用）將是實現(xiàn)未來“無人農(nóng)業(yè)”的保障。

（作者為九三學(xué)社中國農(nóng)業(yè)大學(xué)第三支社副主委，中國農(nóng)業(yè)大學(xué)信息與電氣工程學(xué)院人工智能系教授、博士生導(dǎo)師）

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