摘 要：通過分析國內外數字農業發展現狀，闡述了數字農業、精準農業和智慧農業相互關系。智慧農業包括數字農業、精準農業和農業物聯網。數字農業是精準農業和智慧農業的基礎，是形成決策的數據之源。精準農業是實現智慧農業的手段，智慧農業是現代農業發展的高級階段。三者相輔相成，互相推動進步，最后，提出了數字農業工程技術發展方向。

　　關鍵詞：數字農業;工程技術;發展方向

　　《東北農業科學》(原：吉林農業科學)(雙月刊)創刊于1960年，是吉林省農業科學院、中國農業科技東北創新中心主辦的綜合性農業科學技術刊物。

　　自進入信息時代以來，以大數據、云計算、物聯網、人工智能等為代表的新理念、新技術正改變著全球的一切領域，包括農業。數字農業技術已成為農業跨越式發展的基礎平臺，使農業從業者通過可視化表達、數字化展現和信息化管理更精準地掌握農業全產業鏈中各環節的狀況。再經過智能農業專家決策軟件系統，實現自動化、智能化和遠程控制等功能。數字農業可使農業更智能、更高效和可持續發展，通過提高生產效率和降低成本來增強行業競爭力的同時，還關注環境保護，有力促進了傳統農業向現代農業的轉變。

　　1 數字農業

　　1997年，數字農業由美國科學院、工程院院士正式提出。1998年，美國副總統阿爾·戈爾在加利福尼亞科學中心發表《數字地球：認識21世紀我們這顆星球》的演講，率先提出數字地球(Digital Earth)概念。指出我們需要一個數字地球，一個多分辨率，三維的數字地球，在數字地球可以集成大量的地理數據。1998年時任國家主席江澤民同志在中國科學院和中國工程院院士大會上提出了發展“數字中國”的戰略。隨后，“數字農業”與“數字社會”、“數字城市”、“數字水利”、“數字林業”、“數字地質”等同樣在我國展開了積極探索與研究。

　　1.1 數字農業的概念

　　數字農業(Digital Agriculture)是指將遙感、地理信息系統、衛星定位系統、計算機技術、通訊和網絡技術、自動化技術等高新技術與地理學、農學、生態學、植物生理學、土壤學等基礎學科有機地結合起來，實現在農業生產過程中對農作物、土壤從宏觀到微觀的實時監測，即對農作物生長、發育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應的環境進行定期信息獲取，生成動態空間信息系統，對農業生產中的現象、過程進行模擬，達到合理利用農業資源，降低生產成本，改善生態環境，提高農作物產品和質量的目的。數字農業徹底改變過去依靠經驗或人工管理農業生產的落后模式，使農業生產決策更具精準性、經濟性和環保性，決策依據更科學，決策落實更快捷、有效。

　　1.2 數字農業、精準農業和智慧農業的關系

　　目前農業領域，除了數字農業外，備受關注的還有精準農業和智慧農業。精準農業(Precision Agriculture)是在信息技術支持下，根據空間變異，定位、定時、定量地實施的一整套現代化農事操作技術與管理的系統。智慧農業(Smart Agriculture/Farming)是以信息和知識為核心要素，利用互聯網、大數據、云計算、物聯網、人工智能等現代信息技術與農業深度融合，實現農業生產全過程的信息感知、定量決策、智能控制、精準投入、個性化服務的全新農業生產方式。智慧農業包括數字農業、精準農業和農業物聯網。數字農業是精準農業和智慧農業的基礎，是形成決策的數據之源。精準農業是實現智慧農業的手段，智慧農業是現代農業發展的高級階段。三者相輔相成，互相推動進步。

　　廣義數字農業不僅包括大田種植、設施種植、畜禽養殖、水產養殖4類，還包括農業電子商務、農副產品安全及溯源防偽、農業休閑旅游、農業信息服務等方面的內容。

　　2 數字農業的發展現狀

　　2.1 國外數字農業的發展現狀

　　美國、歐洲和日本在數字農業研究領域起步早、優勢大，已經形成完善的理論和技術體系。20世紀80年代起，美國已經通過計算機技術自動調節溫室的光照、溫濕度、空氣、土壤含水率和養分等因素，實現對花卉、果蔬的生長狀況的控制。美國LACIE計劃和AGRISTARS計劃利用遙感、地理信息系統等技術對美國以及全球主要糧食作物進行種植面積、生長狀態、病蟲草害監測和產量預測，為農業從業者提供作物生產和農產品貿易的信息。歐盟MARS計劃利用遙感衛星監測作物種植的數據，作為農業補貼發放的依據。孟山都子公司(The Climate Corporation)研發的數字農業Climate FieldViewTM平臺借助高分辨率成像技術及與植物生長相關的多種數據圖像，整合各類數據制定的農田管理建議，通過精準播種、施肥、無人噴藥和收獲機測產，使農民清楚了解到不同農藝措施在不同田塊的效果，挖掘每一寸土地的產量潛能。

　　2017年，該數字農業平臺在美國、加拿大和巴西的應用面積達048億hm2，其中有014億hm2由農民付費。拜耳在中國推出WeedScout雜草識別應用程序，通過數字化平臺幫助農民高效、準確地識別田間雜草，精準精量“下藥”，有效除草。以色列安道麥(Adama)立足增產高效，精準施肥噴藥，土壤、作物、環境監測，疾病預防等，公司推出了系列數字農業解決方案，如：Adama Wings甘蔗增產解決方案、與SwarmFarm 合作研發世界上第一個“蜂群”式機器人、FieldIn精準植保應用、CropView農業信息系統、Tierra Digital手機軟件等等。日本的植物工廠應用國際領先，全球有400多座植物工廠，日本占50%。2014年，日本啟動“戰略性創新、創造計劃”，2015年又啟動了基于“智能機械+現代信息”技術的“下一代農林水產業創造技術”工作。

　　2017年，歐洲農機協會(European Agriculture Machinery Association，CEMA)召開峰會，提出在信息化背景下，數字農業技術革命正在到來，未來歐洲農業的發展方向是以現代信息技術與先進農業裝備應用為特征的農業40(Farming 40)。