科学网平行农业:迈向智慧农业的智能技术

时间:2019-10-29 14:32:28点击量:68 作者:杨超月

 平行农业:迈向智慧农业的智能技术

康孟珍, 王秀娟, 华净, 王浩宇, 王飞跃

【摘要】农业生产具有很强的不确定性、多样性、复杂性,其经营效益与自然条件、国家政策、市场环境息息相关。互联网时代的到来,给农业生产带来了新的挑战和机遇。总的来说,智慧农业是指利用信息技术,对农业生产—经营—管理—服务全产业链进行智能化控制,实现农业生产的优质、高效、安全和可控。在略述当前智慧农业信息感知、智能决策和决策实施三方面技术现状的基础之上,提出实现智慧农业智能决策之平行农业技术,以及如何以人工系统实现描述智能、以计算实验实现预测智能、以平行执行实现引导智能,并提出与农业企业资源计划、农业生产执行系统、农业生产过程控制系统相结合的构想。在当今大力发展农业规模化生产的背景下,为发展工业化的农业生产和经营提供了思路。   

     

【关键词】  精细农业; 深度学习; 农业大数据; 智能决策; 平行系统; 农业企业资源计划; 农业生产执行系统; 农业生产过程控制; 农业5.0


引用格式:康孟珍, 王秀娟, 华净, 王浩宇, 王飞跃.平行农业:迈向智慧农业的智能技术. 智能科学与技术学报[J], 2019, 1(2):  107-117


KANG Mengzhen.Parallel agriculture:intelligent technology toward smart agriculture. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology[J], 2019, 1(2):  107-117

Parallel agriculture: intelligent technology toward smart agriculture

KANG Mengzhen, WANG Xiujuan, HUA Jing, WANG Haoyu, WANG Fei-Yue


Abstract Agricultural production is featured by strong uncertainty,diversity and complexity.Production benefit is related to natural conditions,national policies and market environment.Internet brings new challenges and chances to the management in agriculture.Generally speaking,smart agriculture refers to smart control on full production chain including management and service,using ICT techniques,in order to achieve high quality,high efficiency,security and controllability.Based on a brief introduction on the techniques related to these three aspects,the parallel agriculture as the methodology for decision support in smart agriculture was proposed,with artificial system for description intelligence,computational experiments for prediction intelligence,and parallel execution for prescription intelligence.Moreover,the link to agricultural enterprise resource planning (ERP) system,manufacturing execution system (MES) and process control system (PCS) was discussed.As China was developing large-scale agricultural production,methodology for managing scaled agriculture production was provided.


Keywords:  precision agriculture ;  deep learning ;  agricultural big data ;  smart decision ;  parallel systems ;  agricultural ERP ;  MES ;  PCS ;  agriculture 5.0


Citation KANG Mengzhen, WANG Xiujuan, HUA Jing, WANG Haoyu, WANG Fei-Yue. Parallel agriculture:intelligent technology toward smart agriculture. Chinese Journal of Intelligent Science and Technology[J], 2019, 1(2):  107-117

1 引言  

智慧农业是指利用信息技术,对农业生产、经营、管理、服务全产业链进行智能化控制,实现农业生产的优质、高效、安全和可控[1]。我国高度重视发展智慧农业,《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》《国家信息化发展战略纲要》都明确提出要加强农业与信息技术融合,大力发展智慧农业。《全国农业现代化规划(2016—2020年)》再次强调要推进农业转型升级,提高技术装备和信息化水平,加快建设智慧农业。发展智慧农业是实现现代农业的必由之路。


在一、二、三产业的融合过程中,智慧农业可以打破信息瓶颈、促进信息流动和分享。智慧农业的技术框架大体包括信息感知、智能决策和决策实施3个方面。信息感知包括通过农业物联网等获得各种与农业生产经营相关的信息,包括作物、土壤等环境以及从事农业生产的人乃至社会的信息;智能决策如同大脑,对各类信息进行分析处理,提供管理或控制的方案,例如专家系统;决策实施则根据分析结果进行,包括经营策略、种植方案、环境调控或农机(例如无人机、播种机)的操控。信息感知和决策实施往往依托于硬件设备,智能决策则主要是数据和知识的处理和计算。农业专家系统一度承担过此重任,但随着信息技术迭代而更新的却是凤毛麟角。而当今大数据、云计算、物联网的时代背景,对智能决策提出了更高的要求。本文在分析智慧农业国内外现状的基础上,重点着眼于作为智慧农业核心的智能决策,以平行农业为主线提出面向智能决策的描述智能、预测智能和引导智能。

2 智慧农业的现状