寧波市智慧農業發展戰略與政策選擇探討

張育斌，張 倩，王志琴，翁國權，鄭興華

(1.浙江省寧海朝宇智慧農業科技園，浙江 寧波 315602;2.寧波大紅鷹學院，浙江 寧波 315175;3.快速制造國家工程研究中心節水工程實驗室，陜西 西安 710049;4.西安交通大學，陜西 西安 710049)

全國在推進城鎮化的過程中，部分地區“城市病”問題日益嚴峻，為解決城市發展難題，實現城市可持續發展，目前我國全面開啟了智慧城市建設［1］階段。建設智慧城市和城市可持續發展需要解決人與自然的協調共生，這需要實現農業現代化，需要用現代科學技術改造傳統農業，讓傳統農業從靠天吃飯、靠環境吃飯中解脫出來，這就要發展智慧農業［2-5］。

“智慧農業”目前還沒有標準定義，相關學者和專家認為，智慧農業就是充分應用現代信息技術成果，集成應用計算機與網絡技術、物聯網技術、音視頻技術、3S技術、無線通信技術及專家智慧與知識，實現農業可視化遠程診斷、遠程控制、災變預警等智能管理，是農業生產的高級階段。可以說，信息農業建設進程快慢、成果大小，決定著新農村建設的進展和成效，所以實施智慧農業建設無疑是具有重要歷史意義的民生工程。

為了解寧波市智慧農業建設情況，制定了《農業領域智慧化需求調研問卷 (企業篇)》，在全寧波地區通過網絡調查和走訪形式，發出300份問卷，收回有效問卷287份，對寧波市智慧農業建設現狀、應用需求與資費接受度進行調研，針對存在問題，提出對策建議。

1 現狀

1.1 智慧農業建設宣傳力度不夠

在調查智慧農業熟知度中，有35.4%調查者選擇“聽說過，但是很不了解”，64.6%選擇“從來沒有聽說過”，無1人選擇很熟悉了解智慧農業。調查中發現，大部分人是通過電視、網絡和聽朋友說的接觸智慧農業，其中網絡和朋友介紹方式占到60.7%。

1.2 基礎設施建設參差不齊

信息技術在當今世界已經相當普及，寧波的6區5縣 (市)中網絡技術相當普及，全市的基礎建設發展較快，2559村全都通了電話［6］。但寧波市的基礎農業網絡還存在設施參差不齊、設備低下、帶寬不足、網速慢等弊端。

1.3 智慧農業建設應用不明顯

智慧化技術在農業領域的應用都只涉及一般的領域，分布比例較均等。調研結果顯示，19.5%想應用于農業資源管理，19.3%想應用于農業生態環境管理，20.5%想應用于生產過程管理，19.5%想應用于農產品與食品安全，21.2%想應用于農業裝備與設施。信息化被渴望應用于寧波農業的各個領域，尚未見特殊的應用領域。

1.4 智慧農業的建設意識未跟上

智慧農業是新生事物，其技術含量高，發展不僅需要技術開發人員，更需要有一支高素質的管理人員隊伍。對智慧農業推廣發展需解決的問題調研結果顯示，83%的企業選擇產品的費用和技術問題，只有17%關注產品的服務問題;對農業智慧化后有可能出現的問題，31%關注了收費問題，分別有29%和35%計劃項目關注了信息真實性和設備穩定性，僅有5%的人考慮個人隱私安全問題。

1.5 智慧農業的建設應用期望值高

農、林、牧、漁4大基礎農業項目均對智慧農業的發展有自己不同的需求，智慧農業在這4個方向上也各有針對性的發展，其發展潛力巨大［7］。被調研企業和個人對智慧農業大都有初步的了解，有95%的認為智慧化應用在包括流量自動控制水利灌溉、節省水資源、農田精準施肥設備、農用機械遠程控制、農用機械工作情況監測等15項中非常有用，彰顯了未來智慧農業的發展潛力。

2 發展對策

對比國內外智慧農業的發展情況不難發現，我國在智慧農業的發展方面仍然處于起步階段，目前國內更多的是示范工程和項目，還缺少能夠形成產業的應用項目。另外，在技術和標準方面，缺少統一的協議和標準。結合調研和國外智慧農業建設情況，對寧波市智慧農業發展提出4個方面的戰略與政策建議。

2.1 加大政府宏觀調控，制定智慧農業政策

2.1.1 政府規劃制定，相關部門全員參與建設智慧農業

建議加強智慧農業發展戰略研究和宏觀指導，大力推進智慧農業技術研發、轉化、推廣和應用過程中重要問題的研究和政策制定，強化政府對智慧農業工作的宏觀指導，加強部門聯動機制。由市發改委牽頭，聯合財政局、城管局、經信委、科技局、農業局、林業局、水利局、商務局、國土資源局、環保局、農機站及其他區縣有關部門，進行統一規劃，形成區劃、規劃、計劃和農業合同“三劃一同”的協同創新體系［8］。整合突出問題，減少重復投資。

2.1.2 加大政府對農業科技的財政投入力度

當前在農業產出效益不高、農民收入水平較低、農業信息化市場化運作還不完善的情況下，迫切需要政府應用政策和影響2大優勢加大投入力度，統籌安排和長效規劃，重點支持農業物聯網技術的應用和發展，鼓勵社會資本和企業資本積極參與農業物聯網技術發展和建設工作。

2.1.3 相關部門根據自身工作，制定分系統政策

建議由市經信委牽頭，依據市政府制定智慧城市中的建設寧波農業的政策，會同其他各個市屬部門，根據智慧農業系統分工，制定分系統政策和方針。如農業局根據建設計劃，針對智慧農業育種/育苗、農業病蟲監控等方面內容，制定平臺建設總體設計方案，分項目實施計劃和項目經費等政策。

2.2 推進農業信息建設，架構智慧農業系統

根據智慧農業的內涵，智慧農業整體架構包括信息采集、數據傳輸、終端交互和后臺系統4大部分［9-10］(圖 1)。

圖1 智慧農業的系統架構

搭建農業現場信息采集和控制平臺。這個平臺涉及農業生產現場中各種信息的采集，以及控制信息的接收和執行。可以通過各類傳感設備采集農業現場的各類信息，主要有農業生產環境信息如溫/濕度，水環境等。

搭建廣域通信平臺。利用有線和無線技術，使智慧農業系統中各個模塊、子系統與互聯網連接。可以利用互聯網“無所不達”的通達性，通過互聯網和智慧農業應用進行交互，通過有線和無線技術獲取實時信息。

搭建智慧農業云平臺。這部分相當于整個智慧農業系統的“大腦”，主要負責整個系統數據的處理，規則的制定，以及整個系統的管理等。該云平臺包含的模塊很多，不同的應用對模塊功能有不同的需求。

積極推廣便捷終端。用戶終端及顯示部分是用戶與智慧農業業務之間的接口，是用戶對智慧農業的實際應用。目前用戶訪問的硬件設備有個人計算機、智能手機、平板電腦等，軟件主要有基于瀏覽器訪問和基于客戶端訪問2種。

2.3 扶植智慧農業推廣，發展產業鏈式策略

盡管采用信息化技術來改造傳統農業從而發展智慧農業和現代農業已成為寧波市乃至全國農業信息化發展的重要戰略，但在技術應用和項目實施過程中，發展智慧農業仍然面臨眾多的挑戰，主要來自網絡、終端、應用以及產業鏈的各方面。如運營商網絡覆蓋范圍有限、各行業以及國家標準的缺乏、對行業的理解能力不深、業務應用簡單易用需求和產品的可靠性與實用性需求不能得到滿足等問題。政府應加大扶植智慧農業宣傳和推廣力度，建議從產品策略、技術策略、平臺策略和示范建設這4個方面形成鏈式的產業策略來建設智慧農業。

2.4 突破核心關鍵技術，建設智慧技術體系

從我國農業智慧化的發展趨勢來看，影響農業生產的水、土、氣正在被全面感知，以3G、IPv6為代表的通信技術的發展將使得農業信息感知以無縫、迅捷的方式進行傳遞，以云計算和云服務為代表的信息處理技術將使得各類農業信息處理更加智慧化［11］。

寧波市應在全國農業智慧化的萌芽時期集中力量加強攻關，突破智慧農業核心技術和重大共性關鍵技術，支持研發符合農業不同應用目標的高可靠、低成本、適合惡劣環境的智慧農業專用傳感器，解決智慧農業組織網絡和農業智慧化感知節點合理部署等共性問題，同時要建立符合寧波甚至全國農業智慧化的技術體系，為智慧農業技術產品系統集成、批量生產、大規模應用提供技術支撐。

2.4.1 搭建智慧網絡架構

根據信息生成、傳輸、處理和應用的原則，農業物聯網可分成感知層、傳輸層和應用層。感知層是讓物品對話的先決條件，采集物理世界中發生的物理事件和數據，包括各類物理量、身份標識、情景信息、音頻、視頻等數據，實現“物”的識別。傳輸層具有完成大范圍的信息傳輸與廣泛互聯的功能，使得物品在全球范圍內能夠實現遠距離、大范圍的通信。處理層通過云計算、數據挖掘、知識本體、模式識別，預測等智能信息處理平臺，實現信息技術與行業的深度融合，完成物品信息的匯總、協同、共享、互通、分析、預測、決策等功能。應用層是農業智慧化網絡體系中的最高層，是面向終端用戶的，可以根據用戶需求搭建不同的操作平臺，促進農業的高產、優質、高效、生態、安全。

2.4.2 建立農業信息感知技術體系

農業信息感知技術體系主要包括農業生產環境、農業生產對象個體識別、農業空間信息、動植物生理信息感知等內容。

2.4.3 建立農業信息傳輸技術體系

農業信息傳輸系統是一個復雜的系統，包括信息采集中短距離信息傳輸，信息采集后長距離信息傳輸和信息接收后信息傳播等部分，大多數的傳感網應用僅僅是獨立的應用系統，相互之間沒有關聯和交互。所以必須實現融合，打破這種孤立的形態，形成新一代智慧網。信息網應能提供如下管理能力:網絡管理、業務管理、移動性管理、服務質量管理、安全性管理、位置服務、認證鑒定、計費能力等［11］。

2.4.4 建立農業信息處理技術體系

單項信息技術往往不能滿足農業和智慧農業的需求，隨著數據庫、系統模擬、人工智能、管理信息系統、決策支持系統、計算機網絡及遙感、地理信息系統和全球定位系統等單項技術在農業領域的應用日趨成熟，各種信息技術的組合與集成越來越受到關注，建立農業信息處理技術體系也成為可能。農業信息處理技術在智慧農業中的應用主要分為3個層次，即數據層、支撐層和應用服務層。

3 小結

調研農業這個極具特色和重要地位的行業，積極探索農業信息化的發展道路，追蹤寧波市乃至我國信息化需要面對和解決的問題，探討智慧農業發展戰略，構建智慧農業體系，是實現農業集約、高產、優質、高效、生態、安全的重要支撐，同時也為農業農村經濟轉型、社會發展、統籌城鄉發展提供“智慧”支撐，有利于促進農業科研的創新，加速農業科研成果的轉化，讓現代信息技術逐步滲透到農業生產的各個領域，促進農業生產向科學化、持續化、標準化、國際化發展。

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