中国智慧农业发展研究报告_免费下载.pdf

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1、中国信息通信研究院政策与经济研究所 中国人民大学智慧农业与数字乡村发展研究中心 2021年12月中国智慧农业发展研究报告 新一代信息技术助力乡村振兴 前 言民族要复兴，乡村必振兴。改革开放，特别是党的十八大以来，党中央、 国务院 统筹推进“三农”工作，打赢 脱贫攻坚战 、部署乡村振兴战略，农业农村发生历史性变革、取得历史性成就。当前，中国正处于乘势而上开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的开局时期，正处于正确处理工农关系、城乡关系的历史关口时期。全面建设社会主义现代化国家，大头重头在 “三农 ”，基础和潜力也在 “三农 ”；当前和今后一个时期，应对国内外形势复杂变化，

2、把握新一轮科技和产业革命发展主动权，加快构建以国内大循环为主体、国内国际双循环相互促进的新发展格局，需要进一步巩固农业基础、扩大农村居民有效消费需求，守好 “三农 ”这个战略后院。 习近平总书记指出，当今时代，以信息技术为核心的新一轮科技革命正在孕育兴起，互联网日益成为创新驱动发展的先导力量，深刻改变着人们的生产生活，有力推动着社会发展。他强调，要推动互联网、大数据、人工智能和实体经济深度融合，加快制造业、农业、服务业数字化、网络化、智能化。当前，以 5G、工业互联网、人工智能、云计算、大数据等新一代信息技术研发和应用为核心内容的数字经济风起云涌，给全球经济和人们生活带来了全方位的影响。经济社

3、会发展与技术范式变迁同步促进农业生产方式变革。农业生产已历经手工劳作时期、机械化时期和简单自动化时期，为有效应对经济社会发展，人口结构变迁产生的新约束、提出的新需求，正在逐步进入以新一代信息技术为核心、数据为主要驱动力的数字时期，需要实现程度更深、范围更广的信息化变革，并在此基础上进一步向更高级别的数字化、网络化、智能化迈进。本报告的目的 是从理论与实践层面对当前中国智慧农业的发展状况进行分析与研究，以完成以下几方面探索：第一，明晰智慧农业的基本概念、 运行 逻辑与功能作用。第二，分析智慧农业的网络与技术基础；第三，总结以工业互联网等为代表的新一代信息技术在农业产业的典型应用模式与实践案例；第

4、四，研究 当前中国智慧农业面临约束，并提出下一步的推进建议。本报告认 为，提升新一代信息技术在农业领域的创新与应用水平，推动农业产业向数字化、网络化、智能化方向不断迈进，既是新时期实现农业产业现代化的客观要求，也是充分发挥广阔农村地区作为中国数字经济发展战略纵深、数字化转型与信息消费潜在市场的重要优势的大势所趋，同时还是 “强化以工补农、以城带乡，推动形成工农互促、城乡互补、协调发展、共同繁荣新型工农城乡关系”的 关键 抓手。 当前，中国在推进智慧农业发展机遇与系统约束并存，适度规模化经营的框架下家庭农场、合作社、农业企业、国有农垦等的数字化改造，小农户的数字技能 “补课 ”是当前与未来一个阶

5、段中国智慧农业发展的基本思路与重要着力点。因此，需要权衡由于数字化发展阶段不同带来的智慧农业的特殊性，又需要在广泛吸收服务业、制造业数字化转型（以工业互联网 为实现路径 ）成功经验的基础上确定可行的发展路径，注重体制机制的改革与创新， 不断 强化政府主导作用、充分发挥市场主体企业家精神，完善 “产学研 ”转化机制，汇聚农业农村、 工信、网信、财政、教育及科技等多方面力量，推动工业互联网网络、平台、安全、 标识解析 及数据等数字解决方案 与标准在农业农村领域的应用，积极构建符合中国 “大国小农 ”“适度规模化 ”农业经营特征、发展需求的智慧农业体系。 研究报告仍有诸多不足，望请各界批评指正、共同

6、进步。 目 录 一、农业进入数字化发展新时期 . 1 （一）智慧农业的基本概念与核心逻辑 . 1 （二）智慧农业为改造传统农业带来机遇 . 6 （三）全方位政策红利加速智慧农业发展 . 10 二、智慧农业的发展基础：技术、设施与通用方法论 . 18 （一）新一代信息技术快速发展释放产业数字化新动能 . 18 （二）电信普遍服务不断夯实智慧农业网络与服务基础 . 20 （三）工业互联网为智慧农业发展提供系统性解决方案 . 22 三、典型案例：新一代信息技术与农业的融合实践 . 23 （一）综合服务：中化先正达 “先农数科 ”打造 “三位一体 ”智慧农业 . 23 （二）智慧零售：中国电子中电互联

7、以区块链技术实现农产品溯源 . 32 （三）智慧温室：海尔卡奥斯以工业互联网推动设施农业智能化 . 40 （四）农业互联网：农信互联以信息技术打造猪联网 . 45 （五）农资供应链：杉数科技以数据驱动加速农资供应便捷化 . 53 （六）设施农业：智多莓草莓种植的数字化与智能化实践 . 59 四、中国智慧农业发展面临约束与推进建议 . 64 （一）中国智慧农业发展面临约束 . 64 （二）中国智慧农业发展推进建议 . 71 参考文献 . 75 图 目 录 图 1 智慧农业框架结构 1.0 . 2 图 2 2004 年至 2020 年中国智慧农业专利申请数量 . 20 图 3 瑞安“三位一体”智农

8、在线平台建设思路 . 26 图 4 瑞安 “三位一体 ”智农在线管理驾驶舱 . 29 图 5 中电互联产品平台总体架构图 . 34 图 6 线上中电工业电商系统 . 36 图 7 中电互联食品农产品溯源管理系统 . 37 图 8 中电互联数字零售平台 . 38 图 9 海尔卡奥斯水肥一体化系统 . 43 图 10 海尔卡奥斯智慧温室示意图 . 44 图 11 农信互联猪联网产品体系 . 47 图 12 农信互联农业互联网生态 . 48 图 13 农信互联人员手部消洗识别 . 49 图 14 农信互联智能监测平台 . 49 图 15 农信互联猪企网对猪场生产指标 PSY 的分析 . 51 图 1

9、6 杉数科技供应链“决策大脑”架构图 . 54 图 17 六国化工与杉数科技共同打造农资产销协同新路径 . 56 图 18 杉数科技杉数求解器 . 57 图 19 杉数科技与六国化工共同实现农资供应链智能化 . 58 图 20 智多莓对于强日照条件下的草莓温室各类参数趋势的分析图 . 61 图 21 智多莓草莓数字化种植生产控制逻辑流程 . 62 图 22 The Climate Corporation 对于农业机械的数字化改造 . 69 表 目 录 表 1 部分地区智慧农业与农业数字化相关政策 . 12 表 2 城乡互联网使用情况统计与影响（单位： %） . 66 中国智慧农业发展研究报告

10、1 一、农业进入数字化发展新时期 经济社会发展与技术变迁同步促进农业生产方式变革。为有效应对新阶段的新需求，农业需要实现程度更深、范围更广的信息化变革，并在此基础上进一步向更高级别的数字化、网络化、智能化迈进。 （一）智慧农业的基本概念与核心逻辑 1.智慧农业的基本概念 智慧农业是新一代信息技术与农业决策、生产、流通交易等深度融合的新型农业生产模式与综合解决方案 （详见图 1），通过对人、机、物等的全面连接，一方面对农业生产进行全流程跟踪式监测、管理，以数据驱动技术流、资金流、人才流、物资流，实现更为高端化、智能化、绿色化 的农 业产品的种、管、采收、储存、加工等；另一方面打通供需连接渠道，打

11、造快速、高效、精准的农业产销生态系统，重塑农业与消费者之间双向互动关系，构建起覆盖农业全产业链、全价值链的全新生产和服务体系。 智慧农业不是新一代信息技术在农业的简单应用，而是具有更为丰富的内涵和外延，它既是农业数字化、网络化、智能化转型的具象化、系统化呈现，同时也是一种新业态、新产业，将重塑生产形态、供应链和产业链，在推动农业提质、增效、降本、绿色、安全发展等方面蕴含着巨大潜力。 中国智慧农业发展研究报告 2 来源：中国信息通信研究院 图 1 智慧农业框架结构 1.0 2.核心逻辑：数字孪生与定制化生产 智慧农业是农业产业数字化的具体形态。数字化发展是以新一代信息技术（ Next Gener

12、ation ICT）1的研发应用为基础支撑，以实现产业全流程数字化、网络化、智能化为目的的技术范式革新2。数字化发展需要具备一个由硬件与软件所共同构筑的，集“感知、传输、计算、存储、应用”等为一体的“闭环”。通过 “闭环 ”的不断迭代与升级，产业发展逐步数字孪生（ Digital Twin），以及定制化生产迈进。 1 新一代信息技术（Next Generation ICT）是以下一代通信网络、工业互联网（Industrial Internet）、云计算、区块链、人工智能等为代表的新兴信息技术群，它既是信息技术的纵向升级，同时也是信息技术的横向渗透融合。 2 技术范式（Technology Pa

13、radigm）是指那些能够在一段时间内为实践共同体提供典型解答的科学技术成就（Kuhn，1962；Dosi，1982）。技术范式跃迁是一种系统性的技术创新（Freeman and Perez，1986）。它导致了一系列的产品创新、工艺创新、组织创新和管理创新，给大部分组织和个体带来了生产率的显著提升，创造了非同寻常的投资和盈利机会。 中国智慧农业发展研究报告 3 （ 1）控制论、闭环、反馈与智慧农业 1948 年诺伯特 维纳（ Norbert Wiener）的代表性著作控制论出版，成为一个时代开启的标志。维纳将这本书的副标题取为 “关于在动物和机器中控制与通信的科学 ”，指出无论是机器还是动物

14、，一切能够适应周围环境变化，具备自主决策能力的 “智能 ”系统都包含有信息提取、信息传输、信息处理、信息存储和信息利用等环节，而闭环和反馈在整个系统中占据基础性地位（所谓的 “智能 ”行为不过是这套机制运作的外在表现）。控制论以高度抽象的方式揭示了包括生物、机器、经济社会等在内的一切简单或复杂系统在面对不断变化的周边环境与不确定性时自主运行的本质规律。 在新一代信息技术大范围普及的今天，信息的主要表现形式与承载主体就是存储在各类电子计算机中的二进制数据。实现有效控制的前提 对信息的有效组织，本质上就是对承载信息的数据进行采集、传输、分析与利用。在数据大量增长、数据来源和种类多样化、数据快速生成

15、、数据质量有待提升、数据价值密度不高的时代背景下，解决好 “数据从物理世界中来，到物理世界去 ”的问题是实现 “智能 ”的关键。无论是一台智能农机，还是一间智能大棚，或是一个智能农场，构建有效的信息流，消除不确定性， 快速 做出最优决策的重点都是打造一个完整的数据闭环。 完整、准确的数据采集是闭环的起点。对于一个系统而言，其所处的外部环境复杂多变，自身运行状态也会时刻改变，如果不能够及时、准确地掌握外部环境情况和内部运行状态，就难以提取出有效信息，减小不确定性。目前能够采集温度、湿度、气压等多物理量的传感器已开始广泛应用，让系统获取的数据量 更大、 质 更优 。 中国智慧农业发展研究报告 4

16、网络为数据在闭环中流动提供管道。智能行为实现的前提是构建闭环，实现反馈控制，需要系统中各个部分相互连接、相互沟通、相互交流。与动物的神经系统相似，网络为数据采集交互、分析处理和反馈执行联通可靠通道，是 “大闭环 ”各部分连接的纽带。 5G 等新一代网络技术是系统内各部分互联互通和无缝集成的关键技术支撑。 科学、准确的数据分析是闭环核心。一个系统要实现基于数据闭环和反馈控制的智能行为，除了充分感知周围环境和自身状态以外，还需要对提取的信息进行分析和处理。对数据进行加工、分析和处理，为智能行为的实现提供决策依据。人工智能等技术的快速发展为实现更高层次的智能决策开辟了新路径。 精准、高效的执行是闭环

17、的终点。系统的智能行为最终体现为一系列动作及其产生的积极效果。执行是在数据采集、传输、分析的基础上发出指令，做出行为，产生效果。 数字孪生是基于上述理论的高层次实践，其依托知识机理、仿真技术为物理实体在虚拟空间创建数字孪生体或者应用场景，模拟、反映物理世界的状态和行为。基于多维度的实时数据、历史数据，预测物理个体（系统）的未来状态，以实现物理上的组织性加强、精准性提升和不确定性缓解（卢阳光， 2020；殷浩栋等， 2020）。由于数字孪生在产品开发、监督和验证及应对突发情况等方面的显著成效，数字孪生逐渐在牲畜家禽养殖、作物种植、智能农场管理等农业领域得到了推广与应用。 智慧农业之所以能实现精准

18、、高效、低碳的发展目标，就是将传统农业 “靠天靠地靠简单劳动投入 ”的落后生产模式转变为 “可感知、可控制、可预测 ”智能化生产模式。智慧农业根据各种类型的生产模中国智慧农业发展研究报告 5 型、系统规则与数据集合对农业知识进行数字固化，通过在虚拟空间建构物理对象（动植物、运动轨迹）的实时、精准数字化映射，面向增产、提质等应用需求，展开分析量化的预测和决策反馈，实现农业生产全流程的优化。正因如此，智慧农业需要系统化、全局性的发展方案，任何单一种类和单一环节的技术缺失都无法促成农业数字化转型。任何一个节点存在未连接的问题，整个闭环的数据感知、采集、传输和处理将难以有效实现，整个系统就难以实现 “

19、智能 ”运行。 （ 2）服务化延伸：智慧农业的增收逻辑 智慧农业可以通过对农业产业的服务化延伸实现增收增效，这源于新一代信息技术的三次产业融合拓展了农业的多功能性。新一代信息技术能够创新服务供给内容、改变服务供给方式（江小涓、罗立彬，2019）。 在 传 统 “人对人 ”“点对点 ”的生产过程当中，劳动力是主要的供给要素，难以引入新的技术和设备，缺乏规模经济。劳动生产率不仅长期保持不变（江小涓， 2017），也很难对于其他产业产生技术的外溢效应。一些新兴、小众的服务由于相对高昂的获客成本和低频次的需求而难以存活。传统农业具有这个特点，内卷化现象较为常见，没有发挥出多元价值。 新一代信息技术与产

20、业的融合使得产业发展愈发表现出显著的差异化、服务化和敏捷化。不同于一般意义上的效率提升，智慧农业在服务化方面的影响包括依托新一代信息技术的农业产业链的延伸、农耕文明传承、山水田园生活意境表达等。一方面通过更多样化的连接形式，重塑生产者与消费者之间的关系，不仅包括物质生产、实物销售，还有内容体验与服务享受等。智慧农业通过订单式作业、云上参与、视频直播等方式，让农业生产凭借 “原生态 ”“定制化 ”“生活化 ”中国智慧农业发展研究报告 6 的标签，变现自然景观、文化价值、劳动凝聚等。另一方面新一代信息技术以更为低成本的数字化方式，消除物理隔阂、打通连接渠道，帮助以往难以单独存活的小众供需实现 “线

21、上规模化 ”，有效的将 “长尾供需 ”转变为可以盈利获益的 “大市场 ”。尤其是，中国是一个具有超大规模统一市场的国家，消费者众多、小众消费规模庞大，能够支持多种新模式新业态的发展壮大。如新一代信息技术能够帮助城市消费者以更便捷的方式参与耕种饲养，还能通过认养、认种的方式为农产品溢价买单。 （二）智慧农业为改造传统农业带来机遇 智慧农业的本质是利用 “数据 +算法 ”加速农业的智能化生产、网络化协同、服务化延伸，进而实现效率提升和成本节约。这为农业产业的绿色化生产、集约化经营、个性化供应提供了可行的发展途径。 1.以数字化方式促进农业绿色生产 化肥农药等传统技术要素投入对农业生产效率的带动效应

22、日趋递减，同期，粗放型投入的消极影响正在日益显现。在过去 20 年，农业、林业等大约产生了全球温室气体排放量的 27 %，几乎与工业相当。自 2000 年以来，中国农业温室气体生产排放量增加了 16%，成为世界最大的农业排放国3。化肥农药作为农户提升生产效率最重要的生产投入之一，曾经是农业 “绿色革命 ”的重要标志，并且已被广泛证实是改革开放以来中国农业生产效率提升最为核心的因素 （王祖力、肖海峰， 2008；孔祥智等， 2018）。但是，在当前中国农业生产， 3 麦肯锡研究报告：应对气候变化：中国对策 中国智慧农业发展研究报告 7 特别是普通农户生产中，化肥农药的过量施用十分普遍。例如，农业

23、农村部在到 2020 年化肥使用量零增长行动方案中显示，中国农作物化肥施用量偏高，亩均化肥用量达 21.9 公斤，远高于世界平均水平（每亩 8 公斤），是美国亩均化肥用量的 2.6 倍、欧盟亩均化肥用量的 2.5 倍。这不仅造成了生产资料的浪费，也引致了大量氮氧化物温室气体排放。改变这一局面并不容易，因为中国 99%的农场面积不足5 公顷，该比例远高于亚洲其他地区和欧洲，因此，要改变农村居民的实际行为，就意味着必须动员到每一家农户（麦肯锡， 2020）。 习近平总书记指出，中国将提高国家自主贡献力度，采取更加有力的政策和措施，二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值，努力争取2060年前实现碳中

24、和。碳达峰、碳中和 “3060 目标 ”发展目标迫使农业必须走绿色发展道路。但是，要在短时间内系统性、全方位的改变传统生产方式并不容易。基于新一代信息技术的智慧农业为改变传统生产方式、实现绿色低碳发展提供了一种可行路径。通过对设施大棚、农田、畜禽圈舍和农业机械等进行数字化改造，构建相匹配的数字化农业生产体系，提升农业生产者动态获取资源信息、智能精准投入的能力，进一步提高生产效率和质量，这为农药化肥的精准利用、农业绿色低碳发展奠定了基础。 2.以智能化应对劳动力结构性挑战 农业部门劳动力的老龄化与兼业化趋势更加显著。从劳动力年龄结构来看， 2010 年前后，中国适龄劳动人口达到了峰值，而后开始呈

25、现负增长趋势，人口老龄化趋势突出显现，进而直接带来了劳动力供给的下降与整体工资水平的上涨。一方面，第七次全国人口普查数据中国智慧农业发展研究报告 8 显示，中国 60 岁及以上人口为 26402 万人，占 18.7%，而且老年人口增长速度将明显加快，到 2030 年占比将达到 25%左右。可预见，随着农村劳动力的持续转出与老龄化现象加重，农业生产劳动力稀缺、技能稀缺问题将愈发严重。另一方面，根据北京大学新结构经济学研究中心的调查显示， 2014 到 2017 年中国工人薪资年均增长了 10%20%。这也使得中国非熟练工人工资成为世界范围内水平最高、增长最快的国家之一。 从劳动力兼业结构来看，农

26、业村业内部呈现出纯农户、高度兼业农户的比例不断下降，非农户的比例不断上升等显著分化态势。2003年中国非农户占比仅为 33.28%， 2016 年非农户占比增加到 64.04%，年均增长率为 5.16%。同期，农户家庭从事农业劳动的时间从 2003 年的 44.06%下降到 2016 年的 29.81%，降低了 14.25 个百分点。非农工作时间则呈现快速上升的趋势，由 2003 年的 55.94%增加到 2016 年的 70.19%（张琛等， 2019）。“小规模经营+老龄化+大范围兼业”给农业技术的推广与应用、生产方式的变革带来了更大的挑战。 伴随着智慧农业的加速部署与深入实践，具有实时连

27、接、数据分析、智能应用和反馈控制功能的智能化农业生产体系将逐渐成熟，并将越来越多的农业知识、种植技能转化为智能操作程序，为实现农业集约化生产提供解决方案。如多地通过手机 APP 为小农户开展代耕代种、一条龙、一站式 “全程机械化 +综合农事 ”等服务。一些智慧农业的试点项目正在尝试集成无人机、农事管理系统、物联网云平台等软硬件，探索生产管理的 “全方位在线化 ”。 中国智慧农业发展研究报告 9 3.以定制化满足和扩展多样化需求 实际上，以往农业产业化的发展逻辑是农业向着工业化的发展模式靠近，那么农业农村全方位数字化所带来的新经济、新模式、新业态则更加突显 “差异化 ”、 “服务化 ”新逻辑。过

28、去的中国农业发展的思路主要按照工业化的标准，不断追求专业化生产和规模化效益，着重于对传统农业生产技术的改造。这种思路方式在短时期快速实现粮食供给的安全保障，但无法避免对小农户利益的影响，以及随之而来的营销风险。数字技术引致的生产性变革能够在持续提升农业生产效率的基础上，帮助农业农村开辟 “差异化 ”、 “服务化 ”转型新机遇，通过提供城市部门、传统工业难以提供的差异化产品和服务，实现农业农村整体发展方面的突破。数字技术使得 “乡愁 ”可以传递，使得农业生产的自然景观、文化价值等属性可以变现，使得小农户技术应用差、经营规模小、标准化程度低的竞争劣势能够转变为 “手工劳作 ”、 “原生态 ”，以及

29、 “定制化 ”的竞争力标签（殷浩栋等， 2020）。 智慧农业可以改善产品同质化现象，提高农业生产者准确把握低频或个性化长尾需求的能力，不断催生社区支持农业（ CSA）、 订 单 农业、采摘文旅等新业态。智慧农业能够进一步开发农业的多元属性，延长产业价值链，促进产业深度融合。智慧农业能够通过 “数 字内容 ”“云体验 ”的方式，变现农业农村的自然景观、文化价值等，能够使农户技术应用差、经营规模小、标准化程度低的竞争劣势转变为 “手工劳作 ”“原生态 ”，以及 “定制化 ”的竞争优势。 中国智慧农业发展研究报告 10 （三）全方位政策红利加速智慧农业发展 近年来，中国在智慧农业领域基本形成了一套

30、从中央顶层设计到地方落实执行，从基础设施建设到技术推广应用、社会化服务的完整政策体系，引导上下联动、多方参与、协同合作促进智慧农业快速发展。 1.智慧农业政策顶层设计加速完善 2005 年，中央 “一号文件 ”首次提出要 “加速农业信息化建设 ”，此后历年 “一号文件 ”均亦提及农业信息化。 2012 年，党中央国务院印发关于加快推进农业科技创新持续增强农产品供给保障能力的若干意见，首次明确提出全面推进农业农村信息化，重点提升农业生产经营、质量安全控制、市场流通等方面的信息服务水平。 党的十八大以来，党中央国务院坚持把解决好 “三农 ”问题作为全党工作的重中之重，高度重视数字农业农村建设，作出

31、 “互联网 +”现代农业等系列重大部署，系统地规划农业数字化发展方向、发展路径与重点任务，着力推动新一代信息技术在农业农村的应用。 2015 年，中共中央国务院印发关于加大改革创新力度加快农业现代化建设的若干意见，首次将农业现代化作为 “一号文件 ”的首要议题，农业数字化是其中的重点领域， “支持电商、物流、商贸、金融等企业参与涉农电子商务平台建设 ”“建立全程可追溯、互联共享的农产品质量和食品安全信息平台 ”“加快农村信息基础设施建设和宽带普及 ”等多方面内容。同年，国务院办公厅印发关于促进农村电子商务加快发展的指导意见，提出农村电子商务是转变农业发展方式的重要手段。 中国智慧农业发展研究报

32、告 11 2018 年，中共中央、国务院印发关于实施乡村振兴战略的意见，将数字农业、智慧农业、农村电商等与乡村振兴更加紧密衔接。2019 年， 数字农业农村发展规划（ 20192025 年）发布，从资源体系、生产经营、管理服务、治理体系等角度对农业农村数字化转型进行全方面规划，明确了具体目标以及重点工作任务，系统部署并加快推进数字农业农村建设。 2021 年 “一号文件 ”中提出，发展智慧农业，建立农业农村大数据体系，推动新一代信息技术与农业生产经营深度融合。 “十四五 ”规划纲要提出，要加快发展智慧农业，推进农业生产经营和管理服务数字化改造。 2.各地区积极探索差异化发展路径 在党中央、国务

33、院的统筹部署下，各地政府认真贯彻落实中央精神，接连出台相关政策推动智慧农业发展，探索符合各自禀赋优势的差异化发展路径（详见表 1）。 重庆市印发重庆市智慧农业发展实施方案（试行），从标准规范、关键技术和设备、数据采集分析以及试点示范应用等多方面推动农业转型升级，加速实现农业生产智能化、经营网络化、管理数据化、服务在线化。 河北省印发河北省智慧农业示范建设专项行动计划（ 2020-2025年），聚焦智慧种植等 6 大任务和智慧农业大数据工程等 6 大工程，加速农业产业数字化进程。 黑龙江省在 “数字龙江 ”发展规划（ 20192025 年）中将数字农业发展作为近年 “数字龙江 ”的重要部分，以打

34、造全国数字农业先导区为目标，提出要发展特色数字农业，聚焦数字技术与农业生产融合、中国智慧农业发展研究报告 12 提升农业经营网络化和信息服务水平、培育农业数字化新业态和构建农业数字化管理体系等四大方面，提出了要加快 “天空地 ”一体化信息遥感监测网络建设，推动信息技术与 “农业 +”加工流通、农业创客空间、乡村旅游、共享农庄等农业经营活动融合发展，打造农林牧业政务信息、安全管理和综合服务等系统、推动业务数据互通共享等。 表 1 部分地区智慧农业与农业数字化相关政策 地区 文件名称 相关核心内容 山东省 数字山东发展规划（ 2018-2022年） 瞄准农业 “新六产 ”发展导向，以数字化推进产业

35、链相加、价值链相乘、供应链相通 “三链重构 ”。在全省建设一批示范作用显著的智慧农业园区和示范基地，鼓励成套数字技术解决方案规模部署，提升农业生产实时监控、精准管理、远程控制和智能决策水平。加快建设 “1+10+N”全省智慧农业云平台，全面提升农业部门服务、监管和决策分析能力。推进益农信息社建设，提供农业政策法规、市场动态、专家咨询、农技普及等信息服务。 黑龙江省 “数字龙江 ”发展规划 (2019-2025 年 ) 推进数字技术与农业生产深度融合。围绕大田种植和设施农业，加快 “天空地 ”一体化信息遥感监测网络建设，推进物联网感知、卫星遥感、地理信息等技术在生产监测、精准作业、智能指挥等农业

36、生产全过程的集成应用。加快传统农机设施的数字化改造，推进农业智能传感与控制系统应中国智慧农业发展研究报告 13 用，提升装备智能化、作业精准化、管理数据化、服务在线化水平。开展农业物联网标准化建设试点，面向粮油、果蔬、乳制品、奶牛、林蛙、黑猪等特色产业，建立基于物联网的全生命周期质量安全管控和疫病监测预警系统，统筹建设一批智慧农牧业特色示范区。推进农业生产大数据应用，整合农业地理、生产经营、科技推广等数据资源，提供大数据分析和决策支撑服务。 重庆市 重庆市智慧农业发展实施方案（试行） 制定一批智慧农业应用标准规范，研发一批成本低、实效好的智慧农业技术，推广一批农业智能化关键技术和成套设备，规范

37、一批产业数据采集方式，构建一批生产管理 AI 数据模型，建设一批智慧农业生产示范基地，推广一批节本增效山地特色智慧农业应用模式，试点建成单品种全产业链大数据，探索出可复制的农业全产业链数字化改造模式。到 2022 年，建设 200 个智慧农业示范点。 四川省 2020 年全省市场与信息化工作要点 用信息手段重塑农业生产，用信息平台服务农民，用大数据再造三农治理体系。依托益农信息社电商平台，推动农村电商新模式、新业态发展。探索推动 5G、区块链等现代信息技术的应用场景或模式。推广农业物联网技术示范应用，鼓励现代农业园区、产业化龙头企业、家庭农场等新型农业经营主体，积极应用物联网、智能装中国智慧农

38、业发展研究报告 14 备等信息技术和设施设备，新建一批农业生产物联网示范点，促进数字农业扎根落地。 云南省 关于加快推进数字乡村建设的实施意见 完善自然资源遥感监测 “一张图 ”和综合监管平台，对永久基本农田实行动态监测。建设云南农业农村大数据中心，整合涉农数据资源，统一数据管理，实现数据共享。加快推广云计算、大数据、物联网、人工智能在农业生产经营管理中的运用，促进新一代信息技术与种植业、种业、畜牧业、渔业、农机、农产品加工业全面深度融合应用。 江西省 江西省数字经济发展三年行动计划 (2020-2022年 ) 发挥数字经济赋能传统农业的作用，重点支持大田种植、园艺作物、畜禽养殖、水产养殖数字

39、化项目建设，争取国家数字农业建设试点项目。到2022 年底，建成 200 个农业物联网示范区。加快推进江西农业数据云，农业指挥调度中心、12316 资讯服务中心，农业物联网平台、农产品质量安全监管追溯平台、农产品电子商务平台以及农业技术服务等 N 个子系统建设。到 2022 年底，建成系统互联互通、数据在线共享、服务全省 “三农 ”的智慧农业服务体系。 河南省 河南省人民政府办公厅关于加快推进农业信息实施数字农业建设工程，加快物联网、大数据、区块链、人工智能等现代信息技术在农业领域的应用，建设小麦、玉米、水稻、花生等大田作物物联网技术应用示范基地，推进设施农业智能中国智慧农业发展研究报告 15

40、 化和数字乡村建设的实施意见 化，构建林果业智能化生产管理模式，完善现代畜牧业信息服务体系，发展智慧渔业和智慧种业，提高农产品加工业智能化、自动化、精细化水平。 福建省 “互联网 +”农产品出村进城工程实施方案 大力推广现代农业生产设施装备，提升农产品生产机械化、信息化、数字化水平。推进农产品生产全产业链数字化转型。从 2020 年到 2022 年，每年建设现代农业智慧园、农业物联网应用基地100 个以上，累计建设 700 个以上。大力实施数字乡村发展战略，进一步提高农村宽带、光纤、移动网络、卫星网络等基础设施覆盖面，满足农业用网需求。 辽宁省 辽宁省数字乡村发展规划 增强数字农业服务能力。完

41、善自然资源遥感监测“一张图 ”和综合监管平台，对永久基本农田实行动态监测。加强高分辨率对地观测系统在农业生产中的应用。寻求智慧农业突破发展，推进省智慧农业中心建设，加强全省农业农村大数据体系建设，推动行业数据向数据中心集中与共享，提供全产业链服务，推动传统农业转型升级。 河北省 河北省智慧农业示范建设专项行动计划（ 2020-2025 年） 智慧种植、智慧畜牧、智慧渔业、智慧种业、智慧农业农村新业态、智慧监管 中国智慧农业发展研究报告 16 江苏省 关于高质量推进数字乡村建设的实施意见 推广应用省农业物联网管理服务平台，强化数据采集监测、数据挖掘分析和智能决策调控。通过3-5 年努力，新建 1

42、00 个省级数字农业基地。加强数字农业技术装备研发应用。实施农业重点研发计划，加强数字农业核心技术攻关，推进前瞻性产业技术创新。 上海市 上海市推进农业高质量发展行动方案 (2021-2025 年 ) 建设农业智能化生产基地。打造 10 万亩粮食生产无人农场，打造一批智能化菜（果）园，建设2 万亩高标准蔬菜绿色生产基地。夯实数字农业发展基础。深化上海数字化农业信息平台建设，提升全产业链数字化管理水平。提升现代种业创新能力。建立农业种质资源保护体系，加大地方特色种质资源保护与开发力度。支持基础好的种业企业开展商业化育种，鼓励种业企业开展国际战略合作。 北京市 关于全面推进乡村振兴加快农业农村现代

43、化的实施方案 抓好智慧农业创新工场等试点。建设乡村振兴大数据平台，构建全市农业农村数据资源 “一张图 ”，推动主导产业全产业链数字化转型。创建 5个国家级现代农业产业园、 15 个市级现代农业产业园及农业产业强镇，提升 7 个国家农业科技园区，建设 100 家左右农业科技示范基地。创建国家农业现代化示范区，示范引领农业设施化、园区化、融合化、绿色化、数字化发展。 中国智慧农业发展研究报告 17 吉林省 吉林省数字农业发展 “十四五 ”规划（ 2021-2025 年） 构建基础数据资源体系、加快产业、生产、经营、服务体系数字化 天津市 天津市推进农业农村现代化“十四五 ”规划 全面提升以智慧农业

44、为引领的新一代信息技术在农业各领域的应用，以信息技术应用创新为驱动助力农业智能化生产。推动天津智能农业研究院建设，以智能农业研究院为依托，组织研发团队开展农业遥感、无人机、新型传感器、大数据、区块链、机器人等方面的创新性研究，研发熟化面向大田精准作业、设施智能种养、果园智慧管理、农产品智慧供应链等方面的智能农业技术产品，加速相关科技创新和成果产业化进程，推进大田作物、设施园艺、畜禽养殖、水产养殖等重点领域信息技术集成应用。实施 “互联网 +”农产品出村进城工程，促进本市农产品出村进城更为便捷、顺畅、高效。 来源：中国信息通信研究院 一系列规划、指南、意见和方案陆续出台，基于基础设施、电子商务、

45、信息化服务等智慧农业发展重点环节、重点问题，兼顾各地区的差异化禀赋优势与实际情况，充分发挥政府在战略引领、规则制定、政策支持、标准构建和公共服务完善等方面的作用，引导和鼓励农业企业、互联网企业、农业生产经营个体（集体）、家庭农场等市场多元中国智慧农业发展研究报告 18 主体投入资金、人才、技术等各类要素，逐步形成了一套政府引导、市场主体、多方协同的推进机制，推动数字化、网络化、智能化进程由城镇向农村、由工业与服务业向农业延伸。 二、智慧农业的发展基础：技术、设施与通用方法论 当前，新一轮科技革命和产业变革深入演进，人工智能、大数据、区块链、云计算等新兴技术快速迭代，释放巨大发展动能，进一步催生

46、新产品、新业态、新模式。智慧农业是新一代信息技术与农业决策、生产、流通交易等深度融合产物，深入分析与理解新一代信息技术的发展趋势、推进逻辑与运行基础，才能够更好的推动智慧农业的发展。 （一）新一代信息技术快速发展释放产业数字化新动能 新一代信息技术深度融合。当前，信息技术（ IT）、通信技术（ CT）、大数据技术（ DT）等之间耦合度和关联性显著增强，感知、传输、计算、存储等关键环节的优势技术基因加速嫁接重组。感知环节，感知、信息处理与网络通信的融合开辟了智能传感、感知网络等新空间。传输环节，传输的云化与智能化带来云网融合、网络虚拟化、智能网络等新突破。计算环节，计算的网络化与泛在化引领普适计

47、算、边缘计算等技术快速发展。存储环节，存储的网络化与云化带来新领域的繁荣。信息技术、通信技术、大数据技术等的持续融合发展将带来更多放大、倍增效应，催生云、管、端的体系化创新，为产业数字化发展提供更充沛动力。 网络基础设施建设提速。移动网络全面步入 “5G+”时代，高速率、广覆盖、大连接、低时延高可靠的 5G 网络给移动互联网和物联网带来新的发展机遇。光纤通信技术继续朝着高速率、大容量、智能化、中国智慧农业发展研究报告 19 融合化方向发展，超高速率、超大容量、超长距离光传输成为未来技术发展方向。新型数据中心和云计算技术的成熟与广泛应用，将推动通信网络向 “云网一体化 ”方向发展，促进内容分发网

48、络、公有云等应用基础设施的升级。 人工智能进入新发展阶段。基础理论创新速度放缓，应用技术红利的持续释放带动图像识别、机器翻译等多类任务的准确度不断提升。人工智能硬件、算法、软件平台与行业应用场景的结合更加紧密。边缘场景产生出大量的智能算力需求，边缘设备通过芯片、模型 、专用加速库以及软件框架等多个环节协同，实现人工智能全栈能力升级。 智能终端普及度不断提升。一方面智能手机、平板、 AR/VR 设备为代表的通用性终端集成更多的、更先进的传感装置与通信模块，与多元化 APP 配合，依托语音、手势、表情等进一步增强操作者与环境进行深度交互的能力。另一方面在农业、工业、服务业、家居等垂直领域应用场景中

49、，专业智能终端将通过智能感知能力、知识模型、体感交互技术，实现自然环境、社会环境、工作环境数据与工作任务的信息融合，为行业工作者带来个性化、智能化与协同化的操作体验。为更多 “长尾用户 ”获得 低价格、定制化 的数字服务 奠定基础 。 新一代信息技术与农业产业融合不断加速。中国智慧农业相关专利申请数量呈现明显增长趋势4。自 2005 年中央 “一号文件 ”首次提出 4 根据中国国家知识产权局网站（http:/pss- Intellectual Property Organization，WIPO）公布的中国智慧农业专利数据。具体而言，中国在智慧农业方面申请的专利数共2064项（截至2021年8

50、月），各环节专利数分别为：管理管控（661）、生长育种（580）、监控检测（304）、信息采集（276）、采摘加工（64）、电商物流（45）、农业决策（35）、社会服务（26），反映出的专利布局情况与中国国家知识产权局智慧农业专利类似。由于WIPO数据内容在查询申请主体等内容方面存在一定的限制性，因此，在报告中国分析部分采用中国国家知识产权局网站数据。 中国智慧农业发展研究报告 20 “加速农业信息化建设 ”以来，中国在智慧农业领域开展了持续性的探索。在发展初期（ 2005-2015 年），专利申请数一直较少。 2015 年之后，随着 “农业现代化、信息化 ”成为 “一号文件 ”的重要议题，越