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智慧農業|全球十大農業大數據經典案例

葉明春

2019-01-25 09:34:45

[ 導讀 ] 全球十大農業大數據經典案例，值得收藏。

基于物聯網等技術的應用，農業領域積累了大量的數據，為大數據應用于農業奠定了基礎。從國內國際的發展來看，大數據正在驅動農業發展路徑發生變化，以提高農業效率，保障食品安全，實現農產品優質優價，農業大數據蘊含著巨大的商業價值。小編整理了全球十大農業大數據經典案例，供大家參考。

美國：利用大數據打造精準農業

美國農業正在采用大數據和互聯網方法提升農業生產的效率和效益，以1%的農業人口維持龐大的農業生產體系，不僅滿足美國本土需要，而且還大量出口。

羅德尼·席林(Rodney Schilling)是美國伊利諾伊州的一個農場主，他和父親二人經營著1300英畝(約7900畝)田地。他的父親已經83歲了，地里的活兒全靠席林自己上陣，即便在農忙時節，他也不用雇工，最好的幫手是農場里的那幾臺農業機械。

跟國內常見的農業機械比，這些機器高大得多，一臺噴藥機完全張開“臂膀”，翼展達36米。更重要的是，這些“大家伙”還很有“頭腦”——駕駛室里配備的全球衛星導航系統和自動駕駛系統。即使在下田作業時，席林也遠沒有傳統農民那么辛苦，只要他愿意，完全可以坐在駕駛座上，一邊喝著咖啡，一邊用平板電腦瀏覽新聞，機器會按照設定的路線工作，施肥、打藥完全自動化，哪些地方打過，哪些地方沒打，絕對不會搞混，GPS上都顯示得清清楚楚。

大多數時候，席林會把平板電腦帶在身邊，內置的APP軟件會提醒他何時適宜下地查看，該打藥或是該施肥了，以及提供實時的和未來幾天的天氣數據。

在美國，像席林這樣“勞作”的農場主越來越多。農業生產模式正在從機械化向信息化轉變，以精準為特征的農業，正在讓種植變得更加容易。

作為傳統的農業大國，中國的新疆、東北等地也正吹起精準農業的微風。不過在全國范圍內，龐大的、分散的小農生產方式等種種因素都讓精準農業這一注定顛覆傳統農業的新概念推行不易。

大數據進農田

席林對農場的土地情況了如指掌，他甚至聘請了專業服務公司，在田地中，每4英畝設1個取樣點，做土壤的分析測試。完成后，席林得到一份書面報告，除了給出各個地塊詳細的土壤成分數據，還有種植不同作物時所需要的肥料、水分以及未來產量等數據。據此，他可以精確安排農場的生產計劃。

隨著種植活動，土壤的成分是動態變化的。因此，每過三年，席林會重新做一次土壤分析，每次要花費5000多美元。不過，由于精確數據意味著幾乎最高的投入產出比，席林還是很樂意花這筆錢的。

在席林的平板電腦里，安裝了氣象數據軟件。他把農場的坐標和相關信息通過軟件上傳，即可獲得農場范圍內的實時天氣信息，如溫度、濕度、風力、雨水等，這些信息可以幫助他判斷每個地塊的播種、收獲、耕作時間。

事實上，從生產規劃、種植前準備、種植期管理，直到采收，席林每年要做40多項決策。這些決策大多環環相扣，如果哪一步選錯了，那就不得不忍受減產的后果。

影響作物生長的因素有很多，土壤、氣候、水分、品種、病蟲害和雜草等，作物產量是這些因素的綜合結果。因此，在現代農業領域，農民光憑經驗做出決策已遠遠不夠，需要依靠科學、概率和專業分析得出優化決策。

國際種業巨頭們已經看到了這步棋，紛紛投入巨資，將產品研發線延伸至大數據支持下的農業決策領域。孟山都近兩年分別以2.5億美元收購Precision Planting公司，9.3億美元并購Climate Corporation公司。

智能化農機

大數據讓農民開始用移動設備管理農場，可以掌握實時的土壤濕度、環境溫度和作物狀況等信息，大幅度提高了管理的精確性。然而，再好的決策，也需要硬件設備去實施。

其實，精準農業的概念和設想，最早由美國在20世紀80年代初提出，經10年后才進入生產應用，彼時技術和設備的儲備已基本具備。

Precusion Planting專門制造與精準農業配套的設備。這些設備可以固定在大馬力拖拉機后部，同步運行的播種機和其他設備上。以播種為例，經過數據加載，它們能夠根據天氣的變化進行不同深度、不同間距以及不同品種的播種活動。

在大田中，即使相隔兩三米遠的兩塊土地，土壤的水分含量、營養情況、農作物的生長情況都可能不相同。過去幾千年中，農民并不區分這種差異，會把同樣的品種以等間距播種下去。如今，精準農業顛覆了這一傳統，在肥力高的地方密植，在肥力低的地方稀植，還可以更換種子品種。這些作業都是隨著播種機的行進，自動完成的。僅此一項改變，即可給玉米帶來每公頃300公斤-600公斤的增產。

精準農業下的農業機械必須是智能化的，通常安裝有衛星導航系統、自動駕駛系統、計算機設備，以及必要的傳感器，這樣才能“理解”大數據分析軟件給出的信息，并準確地執行。

智能化的農業機械也大大提高了作業質量，單粒播比率可以提高到99%。農民可以實時監控播種機的準確率，如果出現大面積異常，可以馬上停機，檢查糾正播種機。以前，如果播種機出了毛病，農民很難立即發現，而只能接受損失。現在，智能化的農機可根據土地的松軟程度，自動調節播種動作，以便所有種子處于同樣的深度。

通過全流程的精打細算，精準農業可以極大地節約化肥、水、農藥等投入，把各種原料的使用量控制在非常準確的程度，讓農業經營像工業流程一樣連續地進行，從而實現規模化經營。

英國：大數據整合精準農業

近年來，由于氣候變化和全球農業生產競爭強度的提升，英國農業部門收入經歷了多次明顯波動。英國環境、食品和農村事務部認為，應對上述挑戰，一方面，英國農業需要向“精準農業”邁進，結合數字技術、傳感技術和空間地理技術，更為精準地進行種植和養殖作業；另一方面，需要提升農業生產部門和市場需求的對接，加強其對于市場的理解。而這一系列需求的基礎就是強大的數據搜集和分析處理平臺。

在此背景下，英國政府于2013年開始專門啟動“農業技術戰略”，該戰略高度重視利用“大數據”和信息技術提升農業生產效率。參與該戰略制定的愛丁堡大學信息學院科林·亞當姆斯教授認為，農業可能是最后一個面臨信息化和數字化的產業，大數據將是未來提升農作物產量、畜牧業產量的關鍵。

法國：打造歐洲大數據農業典范

傳統農業正在遭遇著互聯網的沖擊，傳感器、物聯網、云計算、大數據不但顛覆了日出而作日落而息的手工勞作方式，也打破了粗放式的傳統生產模式，轉而邁向集約化、精準化、智能化、數據化，農業生產因此獲得了“類工業”的產業屬性。

法國農業部計劃在2017年建立一個大數據收集的門戶網站，該項目由法國農業科學與環境研究院院長讓馬克·布爾尼嘉爾負責。布爾尼嘉爾院長表示，大數據將顛覆目前法國農業的生產方式，為農民帶來更多機會，改變農民與銀行、保險公司、農業互助合作社等利益相關者之間的關系。目前每天有成百上千的農業相關數據出現在互聯網上，如何有效地甄別有利于農業發展的數據是目前面臨的挑戰，這也將成為很好的創業機會。布爾尼嘉爾院長還指出，如果這些農業數據僅被少數幾個互聯網企業獲取，很容易形成壟斷，不利于法國發展多樣化的農業生產方式。

該門戶網站預計將在2017年第二季度推出。雖然法國政府提出了該想法，并且已存有大量的公共數據庫可以共享，但該項目實施的最大挑戰在于農民是否有意愿了解如何有效運用這些數據，以及政府是否能夠保證提供持續增值的農業數據服務。

該農業數據庫門戶網站將建立在現有數據庫基礎上，保證具有良好的易用性和可操作性。鑒于目前鮮有國家在這一領域投資，法國希望將此門戶網站建成歐洲大數據農業的典范。

德國：積極扶持數字農業

德國農民聯合會的統計數據顯示，目前一個德國農民可以養活144個人，這一數字是1980年的3倍。但要想臨時解決全球饑餓問題，每個農民需要至少養活200人。這就需要更加高效、可持續的農業新技術。目前，德國正致力于發展更高水平的數字農業。

數字農業”基本理念與“工業4.0并無二致。通過大數據和云技術的應用，一塊田地的天氣、土壤、降水、溫度、地理位置等數據上傳到云端，云平臺上進行處理，然后將處理好的數據發送到智能化的大型農業機械上，指揮它進行精細作業。

德國在開發農業技術上投入大量資金，并由大型企業牽頭研發“數字農業”技術。據德國機械和設備制造聯合會的統計，德國去年在農業技術方面的投入為54億歐元。今年的漢諾威消費電子、信息及通信博覽會上，德國軟件供應商SAP公司推出了數字農業”解決方案。該方案能在電腦上實時顯示多種生產信息，如某塊土地上種植何種作物、作物接受光照強度如何、土壤中水分和肥料分布情況，農民可據此優化生產，實現增產增收。

擁有百年歷史的德國農業機械制造商科樂收集團（CLAAS與德國電信開展合作，借助“工業4.0技術實現收割過程的全面自動化。利用傳感器技術加強機器之間的交流，使用第四代移動通信技術作為交流通道，使用云技術保證數據平安，并通過大數據技術進行數據分析。

德國電信2年前推出了數字化奶牛養殖監控技術。農民購買溫度計和傳感器等設備在養殖場裝置，這些設備可以監控奶牛何時受孕、何時產仔等信息，而且可以自動將監控信息以短信形式發送到養殖戶的手機上。

現代德國農民的工作離不開電腦和網絡的支持。每天早上一開始的工作就是檢查當天天氣信息、查詢糧食市價和查收電子郵件。現在大型農業機械都是由全球衛星定位系統（GPS導航系統控制。農民只需要切換到GPS導航模式，衛星數據便能讓農業機械精確作業，誤差可以控制在幾厘米之內。

信息通訊技術的發展也讓農民的工作更加高效便利。柏林的一家名為“365Farm Net初創企業為小型農場主提供了一套包括種植、飼養和經營在內的全程服務軟件。該軟件可以提供詳細的土地信息、種植和飼養規劃、實時監控以及經營咨詢等服務。而且通過該軟件可以方便地與企業的合作伙伴取得聯系，以便及時獲取相應的服務協助。

目前，德國農業數字化建設面臨的一個重要問題是農村地區寬帶覆蓋率還不夠高，尤其是德國東部農村地區。另外一個問題是數據平安問題。目前，并不是所有農民都愿意將自家農場的數據上傳到網絡，很多人對網絡安全的可靠性仍持懷疑態度。

我們國家人口眾多，對提高農業科技十分重視，可能的話應該多與外國的農業強國展開更多的互利合作。

加拿大：打造智慧農業提高農業生產

加拿大位于北美洲最北端，地處高緯度，氣候寒冷，可耕地面積達十億畝，是世界上農業最發達、農業競爭力最強的國家之一。

如果有機會去加拿大草原省份看看，那里的21世紀農業場景絕對會讓人驚詫不已。

在薩斯喀徹溫省中部城市Battleford的南部，農場主Trevor Scherman的土地占地面積4400英畝（1英畝=4046.86平方米）。

試想一下，如果Scherman某天在農田里播種時種子不夠用了，那意味著需要等待很長時間才能重新播種。

所以，管理這么大農場的一切要素就是效率。

所幸的是，Scherman的智能手機上有個app，讓他能夠接觸到在10前難以想象到的一系列數據和管理工具。

軟件從Scherman和臨近5個農場的3個氣象站收集數據，這些數據會讓Scherman知道會不會有風吹來而影響農藥噴灑。

這個app也會包括田地的網格地圖，從衛星圖像中提取的精確信息會與網格上每個方格的土壤樣本對應起來。

所有這些信息都在軟件構建的一個預測模型中，包含著從加拿大西部5000萬英畝土地上收集而來的數據。

然后數據會告訴Scherman的自主駕駛拖拉機，每個方格需要多少種子和肥料。當然，app還會幫他安排農場工人的日程，追蹤他的財務狀況等。

自從用了手機上的多個天氣app和電腦里的所有網站、文件和下載的資料都被替代了。

在作為軟件用戶的7年里，他親眼目睹了自己在投入上的減少和收入上的增加。現在他花同樣的投入，能獲得更多產出，而且節省大量時間和省卻了大量令人頭疼的麻煩事。

這就是大數據在農田里的應用，而且也在整個耕種世界中迅速擴散。

澳大利亞：大數據工具來解決農業問題

作為一個畜牧業大國，澳大利亞十幾年前就建立了國家牲畜標識計劃（NLIS），即畜產品質量安全追溯系統，采用由NLIS認證的瘤胃標識球或耳標對牛、羊進行身份標識，由國家中央數據庫對記錄的信息進行統一管理，可以對動物個體從出生到屠宰的全過程實現追蹤。

比如說澳洲奶牛從出生到死都會戴上NLIS耳卡。每次擠奶后，會對每只奶牛耳卡上的電腦芯片做一次掃描，可得出當日的產奶量，通過產奶量的變化，調整翌日的飼料以及了解牛的身體狀況。這是在做什么呢？

除了澳洲本身的溯源系統，澳洲也在積極引入我國優秀的溯源體系，前段時間澳大利亞副總理兼農業部長巴納比·喬伊斯表示澳大利亞將積極應用由中國開發的全球質量溯源體系。澳農產品將率先試點加入這一體系，希望這套體系有助于進一步深化兩國經濟合作，幫助更多澳大利亞優質農產品走進中國市場。

澳洲部分企業已經逐步加入全球質量溯源體系，其中澳大利亞珀斯的Deaken&Associates PtyLtd橄欖油開始加貼了真知碼，導入了包括原產地、溯源證書的商品境外溯源信息；即對其品質充分的認可，又采用真知碼代替了其它防偽標識。

掃碼得出的溯源信息

目前全球質量溯源體系2.0版正式上線，在自主知識產權技術的支持下，每個加入體系的商品都會被賦予一個類似身份證的特殊二維碼“真知碼”，并可多次寫入數據。消費者只要通過相關手機應用進行掃碼，就可了解商品“從哪來、到哪去”，企業也可精準掌握貨物去向，從而構成一套覆蓋生產、物流、倉儲、消費各環節的全鏈條監管體系。食品可追溯一直是農業大數據前進的目標之一。

進口食品雖被國人追捧，其食品安全的問題卻層出不窮。建立食品可追溯系統，從田間地頭、養殖場所到屠宰、加工、儲運、冷鏈全產業鏈覆蓋控制，從源頭杜絕問題食品的流入。用大數據工具來解決農業行業中數據采集、數據挖掘等技術難題，進而提高食品可追溯系統的落地。

日本：大數據互聯網技術實現智能農業

日本的農戶人均耕地面積有限，沒有美國那樣的大規模農業，而隨著日本社會老齡化不斷加劇，農業人口正在不斷減少，農業就業人口平均年齡已經達到約67歲，日本媒體稱之為“老爺爺老奶奶農業”。在這種情況下，利用互聯網技術振興農業的呼聲越來越高漲。

利用衛星定位系統實現24小時耕作

今后，包括互聯網技術在內的信息技術有望引領日本農業新潮流，實現農業的“綠色數字革命”。但利用互聯網等技術發展農業，小規模農戶難以推動，以法人經營作為主體，效果更為理想。而日本農業領域當前一個有利的跡象是，農業生產法人數這些年不斷增加，截至2014年已經達到了1.4333萬家。“利用互聯網等技術的好處在于，它可以將熟練農戶積累的技術和知識數據化，從而有利于讓下一代農戶或農業企業繼承。通過高精度傳感器收集的氣象大數據以及農作物生長數據等，還可實時發送給農戶或管理人員，從而讓他們能夠合理澆灌和施肥。

此外，通過互聯網實時監控消費者動向，能夠抓住最佳時機生產和銷售暢銷的農作物或農產品；利用全球衛星定位系統，無人駕駛拖拉機能夠在大規模農場實現24小時耕作，有效解決農業人口不足問題；而利用大數據分析，還能夠提取出很多迄今為止尚未弄清的信息，例如能夠發現氣象條件與病蟲害發生的關聯性等。

隨著智能手機和平面終端的普及，將可以向農業耕作人員提供含有云系統分析的手機客戶端服務，從而提高農場管理效率和農業耕作效果。而利用記錄農產品生產過程的技術，可以把生產過程的數據作為食品信息的一部分，直接供給消費者參考，從而徹底實現農業的可追溯管理，既有助于確保食品安全和質量的穩定，又能夠讓消費者感到放心。

利用互聯網等信息技術發展農業，能夠拉動各個行業參與其中，給很多行業創造了商機。

政府加緊制定智能農業“路線圖”

日本政府一直注重發展高科技農業，農林水產省把利用機器人和信息技術的農業稱為“智能農業”，力爭發展節省勞力的高質量農業，并已經在2015年度列出了1153億日元(1美元約兌換123日元)的專門預算。政府目前正加緊制定實現的“路線圖”。

日本政府今年5月修訂的《日本復興戰略》中的《推進科學技術創新與機器人革命》一章，專門介紹了支援農業的“可穿戴機器”，而由眾多企業和機構組成的“實現智能農業研究會”，也提出了農業機械自動行走系統、草莓收獲和裝盒機器人、除草機器人、畜舍自動清洗機器人等項目。

由于日本的農業剛剛開始引進大數據、互聯網技術等信息技術，因此尚無法全面評估經濟效果，但是在提高生產效率和農產品高附加值方面，互聯網+農業孕育著巨大潛力。

荷蘭：衛星+大數據實現智慧精準農業

據外媒報道荷蘭政府將撥款140萬歐元用于購買衛星數據，以提高荷蘭農業發展的可持續性和效率。其中，衛星數據將包括土壤、溫度、水分含量和水的質量等多種詳細信息。

屆時，專業公司將對這些數據進行分析，有針對性地為農民提供有關灌溉、施肥和農藥噴灑作業等建議。荷蘭政府決定向農民開放這些衛星數據使用權，保證每個人都可以免費使用。

蘭政府表示，衛星數據可以持續地對農作物進行監測，根據這些衛星數據，農民可以實時了解農作物的詳細情況，在必要時采取相應的措施。這將有助于荷蘭鞏固其農業和園藝業在全球處于前沿的位置，并使該國為日后解決糧食危機做出前期努力。

專業遙感設備

在距離地球上空500到900公里軌道上運行的地球觀測衛星每天可收集大量數據。通過使用專業度非常高的遠程測量和遙感設備，衛星可以收集有關土壤質量、溫度和大氣條件等這些獨特的數據信息，同時還可以分析農作物的生長情況以及農作物體內氮和淀粉的存儲量。此外，衛星還可收集水質變化、造林和當前環境情況，為即將到來的季節提供分析數據。

開放衛星數據

解密原始衛星數據，絕不是一件容易的事。一般來說，衛星數據要先經由科學機構和專業公司進行分析，然后將其轉換成農民可在其現有農業作業中利用的信息，例如有關植被的最新數據或者可為施肥、灌溉提供針對性建議的信息。智能的農作物生產方式可以為農民節約燃料、種子、肥料、水以及農藥等成本。

以色列：助力科技創新完善信息農業

當今世界，各種紛繁復雜的數據以爆炸式速度不斷增加，如何更好地運用日益龐大的數據資源正越來越受到全世界的關注，“大數據時代”已悄然降臨。在很多國家仍在嘗試摸索大數據運用途徑和方式時，被譽為“創新國度”的以色列已經在這條道路上取得了豐碩成果，做出了自己的特色，展示了大數據運用的繽紛畫卷。

以色列一直以強大的科技創新能力聞名于世。在大數據產業興起以后，以色列諸多科技創新公司迅速挖掘大數據運用潛力，并將之融入企業運作各個環節，為以色列在科技創新領域不斷取得突破增添了新的動力源。

以色列超過一半的土地為荒原和沙漠，農業發展的自然條件十分嚴酷，但以色列人民用自己的智慧和創造力走出了一條高科技農業發展道路。經過多年的努力，以色列在水利灌溉技術、農業自動化、機械化和信息化等技術領域已走在世界最前列。而大數據的運用使以色列本就高度發達的農業實現了再一次飛躍。

以色列農業有較高的信息化和數字化基礎，諸多農業技術創新公司利用大數據幫助以色列農民，根據不同農場的具體情況提供更加個性化的耕種方案。以色列農業技術企業Taranis利用大數據分析法推出了包括預測天氣、灌溉和病蟲害狀植物模型技術，該技術利用衛星圖像、作物實地生長報告及當地病蟲害分布等大數據資源建立植物生長模型，隨時采取可視化數據并預測植物病蟲害風險和氣候變化，使農民能夠根據預測數據進一步精確霧化灌溉設備的閥值及方向、肥料及殺蟲劑使用數量等，增加產量，降低成本。

內容來源：農說慧道

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智慧農業案例

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