基于“智能農業云”項目的智慧農業發展新模式研究*

吳思佳

（濰坊學院，山東 泰安 271411）

習近平總書記指出，要推動數字經濟和實體經濟融合發展，把握數字化、網絡化、智能化方向，推動制造業、服務業、農業等產業數字化。隨著新一輪科技革命和產業變革縱深推進，數字經濟加速向農業農村廣泛滲透，為我國農業現代化帶來重大機遇。“智能農業云”項目搭建一個物聯網農業控制平臺，通過智能溫室環境控制系統、智能物聯網灌溉系統和生產可視化系統，結合商業電子商務系統，實現農產品一鍵物流配送。

1 研究目的

通過生產環節的智能化、經營環節的差異化和服務環節的綜合信息服務，促進農業產業鏈的轉型和現代化，消除傳統農業的弊端，實現農業綠色化、精細化、高效化發展，提高耕作效率，提高農產品產量，保障農業資源得到充分利用，實現農業的可持續發展。

2 研究內容

隨著國家對“三農”工作的日益重視，以及農業現代化發展和電商業務的迅猛崛起，為滿足農戶對農田智能化管理的需求及消費者的購買需求，本研究創建了“智能農業云”項目。該項目具有以下特點：

1）積極整合技術，充分應用物聯網技術、3S 技術、無線通信技術等現代信息技術成果，實現影像診斷、實時監控、災害預警等智能化管理。

2）由單一農戶種植逐步轉化為農場化種植，實現農業生產高度規模化、集約化、產業化，提高農業生產對自然環境風險的抵御能力，將弱勢的傳統農業轉變為高效的現代產業。

3）將電子商務業務融入平臺，建立生產者和消費者風險共擔、利益共享的合作模式，為生產者提供多元化的銷售渠道，為消費者提供綠色有機食品。

4）實現從農村到城市、從土地到餐桌的直接對接，建立“品牌+標準+規模”的經營體制和新型的“產+運+銷”一體化機制，完善“企業+園區+市場”的組織形態。

3 行業分析

3.1 市場規模

智慧農業對于基礎產業的打造至關重要，智慧農業的應用將成為未來農業發展的新趨勢。相關數據顯示，2021 年我國智慧農業市場規模約為685 億元，2022 年我國智慧農業市場規模約為743 億元，預計2027年將會達到1 214億元。

3.2 行業特征

對比智慧農業的基本特征和服務模式，我國智慧農業可以分為創新型智慧農業、創投型智慧農業、媒體型智慧農業、產業型智慧農業和服務型智慧農業。由于智慧農業還處于起步階段，服務和運營模式還沒有完全形成[1-5]。一旦創新創業的政策支持和大額投資從該領域消散，投資回報和創業目標將成為行業討論的核心議題。同時，智慧農業服務將回歸核心業務，如何依靠自身運營能力實現行業穩步發展，也成為智慧農業行業發展亟需考慮的問題。在上述諸類型的智慧農業中，產業型智慧農業已經成為智慧農業開發的主要方向之一，主要以企業為主導，將農業生產經營與企業業務緊密結合，具有較大的商業可行性。

4 項目簡介

4.1 項目概述

1）項目以智慧生產為核心，依托精細化、智能化、集約化、科學化生產促進農產品提質增效。物聯網技術與各種多源遙感設備、智能視頻監控設備以及智能報警系統相結合，對農產品的生產環境和生長條件進行監測，對農業生產條件、水、肥、藥、食品科學進行實時遠程管理，提高農產品品質、產量，降低生產成本。

2）利用大數據分析、農業物流管理技術和農產品質量控制技術，根據具體的需求信息、物流信息和農產品生長信息，在農業生產智能決策系統中確定具體的采集時間、采集數量、物流情況和農產品質量規格。

3）依據電子商務系統的客戶訂單，符合成熟度要求的農產品可以根據與消費者的距離實時采收和冷藏，最大限度地減少從生產地到消費者手中的損失，保證農產品的新鮮度。

4.2 項目特色

1）產量映射是一種農業技術，它依靠機器學習算法在大規模數據集中尋找相應模式，并實時了解不同模式間的正交性，為作物生產規劃帶來無法衡量的重大價值。在植物生長周期開始之前，預估田地的潛在產量已成為可能。通過結合使用機器學習技術，基于三維地圖分析以及來自傳感器的社會狀況數據和來自無人機的土壤顏色數據，農業專業人員能夠預測特定作物的潛在土壤產量[6-7]。無人機完成一系列飛行后，會獲取到最準確的數據集。在監督與無監督機器學習算法的加持下，農業專業人員得以確定如何使田地產量最大化。

2）通過無人機的實時傳感器數據和視覺分析數據進行預測，達到提高作物產量的目的。智能傳感器和無人機收集到特定肥料、灌溉方法和病蟲害防治處理如何提高作物產量的數據，并將所獲數據與實時視頻資料相結合，為農業專家提供了之前無法獲得的全新數據集。該項目平臺結合了來自傳感器的數據，如濕度、肥料和天然養分水平，以分析每種作物的生長模式。機器學習負責整合大型數據集，并提供基于約束條件的建議，以提高作物的產量。

3）根據農作物單產率確定總產量對制定農作物的定價策略至關重要。對作物產量和質量水平的準確了解有助于農業專業人員預測產量，并幫助農業公司、合作社和農民更好地對農產品定價[8]。生產者由此綜合考慮便可以確定相關作物的價格曲線，如無彈性、單一彈性和高彈性，同時考慮到作物的整體需求，并確定定價策略。僅憑此項數據，就可以為農業企業每年節省數以萬計的收入損失。

4）人工智能可幫助農民找到灌溉系統中的滲漏點，確定如何優化灌溉系統和調整灌溉頻率，并優化可生物降解農藥的組合，將優化后可生物降解農藥的組合應用于僅限需要進行處理的田間地頭。能否高效利用水資源，可能影響一個農場或農業項目的盈利能力。線性編程可以用來快速計算出在給定的田地或作物中實現理想產量所需的最佳水量，監督式機器學習算法則可以確保田地與農作物獲得足夠的水分以提高作物產量，同時避免過多浪費這種寶貴的資源。通過將智能傳感器與無人機提供的視覺數據相結合，農業領域的人工智能應用可以早期預測和識別害蟲的發生，并確定種植區最容易發生害蟲的地區。利用監督式機器學習算法，農業專業人員可以確定威脅和感染健康植物的害蟲的最佳殺蟲劑組合。

5）消除農業供應鏈中可追溯性或跟蹤的許多障礙，使更新鮮、更安全的農作物能夠交付市場。一個管理良好的可追溯系統可以通過提高整個供應鏈的可見性和控制力來有效地減少庫存[9]。現代追蹤系統允許在集裝箱層面進行細致記錄，區分進貨的貨物及其相關物品，并使用傳感器提供關于每批貨物狀態的更詳細信息[10]。

4.3 創新點

1）引入第三方付費概念，改變了IT 行業的傳統商業模式——用戶付費，為農村信息系統的發展開辟了新途徑。

2）本項目的“智慧農業”相關產品均基于移動互聯網O2O 商業模式。農村農民是該平臺的主要用戶，但就目前而言，對于大多數暫時無法承受軟硬件投入的農戶來說，公司提供完全免費的服務。

3）根據用戶實際情況，提供三個層次的服務，即免費模式、訂閱模式和許可模式，從而實現提高市場占有率的目標。

4）在市場占有率逐步提升的基礎上，再向上下游雙向擴展到第三方付費的廣告概式與消費者訂單傭金模式，最終形成一個“幫助他人致富，實現自身成長”的內部系統，實現“雙贏”。

4.4 市場預測

1）農戶。大部分耕種地區仍以人力為主，生產工具和管理方式較為傳統，農田易受自然災害影響，農業效率低，畝產量往往無法達到預期，農戶收入要滿足提高生活質量的要求存在難度。項目加入現代化技術成果，農業生產效率和管理效率大大提高，畝產量得以增加，農戶也可以抽出更多時間從事副業，用多樣化的方式提高農業發展質量和效益。針對可視化，農民可為每位消費者訂單選定的作物種類進行土地面積劃分和實時監控，在消費者需要觀察作物的不同時段提供照片和視頻，從而給消費者如同家庭后院般的種植體驗。此外，農民還可為消費者安排實地觀察和成熟季自行采摘的預約服務，使農業更貼近于大眾，促進區域經濟的整合發展。

2）消費者。市場蔬果往往出現供不應求或供過于求的現象，如供不應求時，少數農戶獲利增加，但大多數農戶仍保持穩定收入，甚至因為消費者在某種蔬果上花費較多，而降低其他農產品的購買費用致其收入降低。項目整合產品的需求，利用大數據等先進技術處理分析可以進一步了解到商品的購買群體、該群體的購買習慣以及同品類商品中哪些更受消費者青睞，鏈接多樣化產區，并根據品種、成熟周期和物流條件精準匹配給對應消費者，實現以銷定產，平衡生產與需求。消費者是該平臺的關鍵資源，是帶動平臺發展的重要部分。“智能農業云”項目為消費者提供全面的農業種植作物與對應產值，消費者可以從種子開始選擇，最終在收獲成熟作物時一并支付貨款。消費者可以按照自身需求和能力進行土地的預約與承包，進行所需作物的種植，還可以向農民預約，通過照片、視頻或實地觀察等方式觀測農作物生長狀況，進一步提高消費者對食品安全的信心。

3）物流。農戶與消費者信息交互不及時，農戶收獲通常為線下批發，多次銷售再售賣給消費者，價格遠遠高于初始批發價格且質量無法保證。項目在消費者和農戶之間建立直銷渠道，既能增加農戶收益，又能降低消費者的購買成本，很大程度上保證了農產品的新鮮度。“智能農業云”項目根據當地的物流發展規模，一方面選擇依托當地的物流企業、社區服務中心或者社區便利店，設置配送網點；另一方面直接配備平臺自身的物流，消費者預約時間送貨上門，或消費者選擇線下自行采摘，平臺提供專門接送服務，為消費者提供快捷的運輸服務，提高配送效率，減少保質期較短的農產品所帶來的經濟損失。

4）食品安全。農產品追溯系統可幫助企業實現產品種養、生產、銷售、物流等環節的整個生命周期的監管，通過互聯網、電話、短信等途徑把這些信息實時呈現給消費者，理論上做到對食品從農田到餐桌全過程的全知曉。“智能農業云”項目不僅促進資源優化，提高土地利用效率，還可推動產業鏈轉型升級，進一步促進消費規模和農業的多方位發展，使得消費者的市場信息與農民的農業信息相結合，為地方農業提供新型的致富之路，促進城鄉經濟的協調發展，更好地連接城市人員與農業自然的聯系，給予人們在現代高生活壓力下精神上的慰藉與滿足，也為食品安全與消費者的消費安全作出了重要貢獻，為人們提供高質量生活。

5 結語

智慧農業產業與互聯網的融合發展，是智慧農業真正推動消費轉型升級的重要舉措，為智慧農業相關產業創造了眾多新模式和新業態，使智慧農業找到了新的突破口和新的盈利點，建立新的商業模式，提高盈利能力。智慧農業的發展需要一定的推動力，而這種推動力是由商業創新和信息化提供的。“智能農業云”項目將農業物聯網管控平臺和電商業務進行組合，通過一個完整的系統實現農戶物聯網管控農田和消費者訂購雙重功能，既滿足農戶足不出戶就可以管理耕地的要求，也保障消費者對綠色有機蔬果新鮮度等的需求，應用前景廣闊。