农业现代化是农业发展的大势所趋,乡村振兴是当前中国农业现代化的战略目标与任务。对任何一个正在进行农业现代化转型的国家而言,信息技术与农业的深度融合已经成为当前世界农业产业化发展的潮流。在发达国家,信息技术指导农业发展的模式非常成熟,已经成功实现了农业生产的信息化、现代化。属于发展中国家的中国、印度也在积极推动适合实际国情的农业信息化发展模式。
由于国外城乡信息化发展差距问题并没有国内突出,所以国外关于农业与农村信息化发展的研究主要集中于农业信息化发展问题的研究,自20世纪50年代以来,国外在农业信息化方面取得了很大的成就。现有研究所涉及的国家农业信息化发展比较快,推动了各自农业的更快发展。西方发达国家农业信息化大致分为计算机农业科学计算、农业数据处理和农业数据库开发、知识的处理、自动控制的研究与开发、网络技术的应用以及人工智能开发与应用等四个阶段,但由于国外基础条件和政府及国民对农业信息化的关注程度和时间的早晚不同,与国内农业与农村信息化的发展有着各自不同的发展过程,从而形成了不同的农业信息化特点:
美国:以政府为主体、五大信息机构为主线,形成国家、地区、州三级农业信息网,同时构建了庞大、完整、规范的农业信息网络体系,形成了完整、健全、规范的信息体系和信息制度。到目前为止,美国利用计算机网络(CN)、通信技术(CT)、全球定位系统(GPS)、遥感技术(RS)、地理信息系统(GIS)技术来获取、处理和传递各类农业信息应用技术已进入实用化阶段。专家系统在农业领域的应用是美国农业信息化的重要方面,据Chol等统计,美国目前正在使用或正准备使用的专家系统有1000多个。
德国:信息技术一直是德国政府发展科学技术的重点领域,通过电子计算机网络,农业新技术、德国农业信息技术正在普及并向农业全面信息化迈进。
法国:形成了不同的农业信息化利用方式共同发展、多元化信息服务主体共存局面。
在农业与农村信息化席卷全球的浪潮中,农业与农村信息化发展相对落后的亚洲各国也给予了高度重视,并积极做出响应,以发展的态势迎接挑战,纷纷走出一条条非常有特色的农业信息化发展道路。印度以软件产业的高速发展为契机,在基础设施落后的状况下,从农村信息需求入手,结合行政体系,采取公私合营模式走出了一条可持续性解决农村最后一公里的新路。同时,通过利用新的信息通信技术来促进农业发展,印度的农业信息化就是“在各地的农产品批发市场之间和政府农业市场委员会等部门之间建立起一个供给链模式的网络”。日本的农业信息化形成了“因地制宜发展地域农业信息系统,大力发展农产品电子商务,推动农产品流通方式的根本变革,推进IT技术在农场作业中的应用,大力发展日本型的精确农业”的特点。韩国采取农业信息化的“追赶型模式”,其新村运动卓有成效。越南的农业信息化起步虽晚,但政府吸取了许多国家的经验,由农业和农村发展部实现电子化管理过程。
总体来讲,发达国家农业信息技术的应用形成了以Internet为主的信息高速通道,建立了农业中心网络体系。各种数据库用于开展农业技术服务,提供作物生长情况、病虫害防治技术以及农业生产资料市场等信息;卫星数据传输系统的广泛应用,提供大量包括气象卫星图像、长短期天气预测以及产品信息等数据;推出了应用于农业生产和经营管理的系统,包括作物模拟系统、作物生产管理系统、病虫害管理系统以及农业专家系统和农业决策支持系统等;3S系统(即全球卫星定位系统GPS、遥感信息系统RS、地理信息系统GIS)在农业领域,特别是在精准农业中也得到了广泛应用;农业信息服务业成为信息产业的重要行业,农业信息服务的网络化也方便了农产品的生产、经营、销售以及出口,使人们可随时查询和获取最新的病虫害情况、农业技术、文献摘要、市场供求以及国际农业信息;通过信息服务网络,获取农业教育资源,参加各种培训课程,基于网络环境的远程视频、语音服务系统等实用农业信息系统进入应用阶段。
我国农村信息化建设起步较晚,但发展较快。农村信息化是从科研院所的农业信息化研究、数据库的建设和应用开始的。国内相关学者把信息服务的开始作为农村信息化发展的第一时期。综合众研究的观点,把我国的农村信息化的发展划分为三个时期(张玉香,2005;李道亮,2007):(www.daowen.com)
第一时期,以政策信息服务为主的时期:1978年农村改革开始以后至1992年邓小平同志发表南巡讲话为标志。这一时期中央的政策信息对农业和农村经济发展起到了巨大的推进作用。1982—1986年中央的五个“1号文件”发布了农村家庭联产承包责任制15年不变的政策、改变粮食等主要农产品的统购政策为定购议购相结合政策,使农民充分发挥了生产能动性,成为农业生产经营的主体。这一时期在生产和流通信息方面,采用了全面统计和抽样调查相结合,同时重点调查、典型调查和专题调查相结合,形成了较有特色的农作物产量预测系统,真正开始了农业信息为农民服务的农村信息化历程。
第二时期,以农产品市场供求、价格信息服务和农业质量标准、食品安全信息服务为主的时期:1992年至2005年中共中央十六届五中全会召开为标志。这一时期,邓小平同志的“三个有利于”使我国的农业和农村经济发展进入了新的阶段,市场机制在农业和农村经济运行中发挥越来越大的作用。随着农业发展的市场化、经济发展的全球化、现代信息技术进入农业领域,农民对农业信息的需求更加旺盛和急迫,对农业信息体系的建设及其功能定位、信息服务的对象、内容与方式,都提出了新的任务和要求,农村信息化建设呈现加速发展趋势。党的十四大在提出建设社会主义市场经济体制改革目标的同时,明确要求各级政府加强“信息引导”工作,信息工作被提高到不曾有的重要位置。
第三时期,以新农村建设信息服务为主的时期:自2005年10月中共中央十六届五中全会以来。十六届五中全会提出了建设社会主义新农村的战略任务,2006年一号文件提出了推进社会主义新农村建设的若干意见。这一时期,党中央、国务院及各有关部门和地方各级政府高度重视新农村建设中的信息服务工作,制定了许多重大的推进新农村信息化方面的政策,使我国的农村信息化发展进入了快速发展时期。这一时期,农村信息化建设在内容、目标等方面发生了重大的变革,信息网络建设突飞猛进,信息服务工作加速推进,同时特别强调为农民提供信息服务,将农民的信息需求提高到与政府的信息需求同等重要的位置,把为农民提供有效的信息服务作为农业信息体系建设的重要目标之一。
最后,近十年来由于国内基于计算机网络技术、云计算、互联网+、人工智能、物联网等新型信息技术的发展开启了我国农业与农村信息化发展的新局面,一大批基于上述技术产生的大型农业信息工程已经开始酝酿或开工实施。自农村信息化建设提到国家议事日程上之后,中央、地方政府出资先后进行了一系列重大的工程建设,从网络基础设施建设到信息资源建设以及信息服务体系建设方面都投入了大量的人力、物力和财力,极大地推动了农村信息化的快速发展,使我国农村信息化建设进入了崭新的发展时期。如1994年12月在“国家经济信息化联席会议”第三次会议上提出的“金农工程”;2001年起实施“农村市场信息服务行动计划”工程;2004年1月份起,全面启动“村村通电话”工程;国家广电总局与国家计委、财政部、电力公司等部门与西藏、新疆、内蒙古、四川、青海、甘肃、云南7省区共同实施“西新工程”;2005年农业部正式启动“三电合一”农业信息服务试点项目;农业部2007年开始在全国开展“农村信息化示范工程”“农村党员干部现代远程教育工程”“863”智能化农业信息技术应用示范工程、农业决策支持信息系统研究项目等一系列政策和项目措施来推进农村信息化的进程。
由于计算机网络技术、云计算、互联网+、人工智能、物联网等新型信息技术的发展,智慧城市、智慧农业、智慧农村等新概念、新名称迅速走红并成为当前我国信息化发展战略的重要组成部分。智慧农村概念其实是在智慧城市和智慧农业概念的基础上形成的一个新概念,“智慧城市”这一概念提出的时间不长,学者对它的探讨还不够深入,对“智慧农村”的研究更是很少有人涉及。因此关于智慧农村目前还没有统一的定义,中国社会科学院李先军教授认为,智慧农村是信息时代背景下农村创新发展的重要战略选择,是指利用智能感知、互联网、大数据等技术,实现对农村地理信息和人文信息的数据化,并通过信息时代下新的生产工具和科学技术,促进农民生活水平和质量的改善、农业及相关产业的发展以及农村社会发展水平的提高。智慧农业作为建设智慧农村的核心和基础,是国内外学者的研究热点。随着3S(RS,遥感;GIS,地理信息系统;GIS,全球定位系统)、物联网、云计算等技术在农业领域的应用,传统农业正在加快向现代农业转型,智慧农业将成为现代农业发展的趋势。通过对智慧农业方面的相关文献进行梳理,可以看出国内外对智慧农业的研究虽散见于学者的文章中,未达成共识,且研究的侧重点有所不同,但随着学者对这一领域研究的关注和重视,这些成果将为我国智慧农业的发展提供一定的理论基础和研究方法,带来新的视角。
国外学者对智慧农业的研究:Duan认为,AIT已经在农业的各个方面获得应用,是促进农业发展的有效手段与重要工具。作为一种重要的分支,智慧农业对农业信息化以及农业生产效率起到决定性作用。他设计了智慧农业管理系统,对架构体系进行了详细介绍。Sujaya等人通过利用智能化的机器人对智慧农业环境进行监测。Lynch等人通过在农田里的实践,构建了智慧农业的发展架构。他们指出,一些有利因素有助于智慧农业在澳大利亚农业系统中得以大范围推广与应用。Sistler指出一个国家智慧农业发展水平的高低程度在很大程度上需要看其在农业生产过程中设备自动化的程度,并认为在未来10年甚至更长的时间里,农业智能机器人将成为智慧农业发展的一个重要方向。Jin、Rose等分别从有线和无线两个方面对智能终端进行研究,以期更好地服务于智慧农业。
国内学者对智慧农业的研究:智慧农业技术方面,王建伟(2016)以玉米生产为基础,在人工智能与专家系统等技术的基础上构建了智慧农业微信公众平台,并依照农业领域的需求对“智慧农业”智能系统进行建模,促进传统农业向现代农业的转变。韩明月(2016)完成了自动采集/控制终端的电路设计,设计了面向智慧农业的物联网自动控制系统,该系统能够实现对农业数据的远程监控和自动控制功能。系统采用太阳能供电方案节约了农业现场的布线成本,搭建物联网云平台实现了数据的海量存储,并且采用模糊控制和神经网络分析相结合的自动控制方案,能够在农业中实现自动灌溉、温度自动控制等自动控制功能。智慧农业应用方面,施连敏、陈志峰、盖之华(2013)结合农业智能化生产的实际情况设计了智慧农业物联网架构,主要包括物联网感知层、物联网网络层和物联网应用层,以农产品疾病识别与治理系统为例,阐述物联网在智慧农业中的应用。孙忠富、杜克明、郑飞翔、尹首一(2013)阐述了农业大数据与物联网的关联,认为大数据在智慧农业中的应用主要有农业环境与资源、农业生产过程、农业产品安全、农业市场和消费的检测预测等几方面。智慧农业发展方面,丁静、柏玲、朱静(2016)分析了安徽省智慧农业的现状及存在的问题,认为一方面政府要推动智慧农业的发展、另一方面市场拉动了智慧农业的发展,并构建了安徽省智慧农业发展的政产研协同系统。阮李花(2016)对宜春市智慧农业的发展现状、优势及劣势,借鉴国内外的发展经验提出了宜春市发展智慧农业的对策建议,具体措施有发展电子商务助推农产品销售、强化追溯体系建设确保农产品质量安全、运用物联网技术及卫星遥感检测系统更好地服务于智慧农业等等。
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