數(shù)字農(nóng)業(yè)運(yùn)營管理，了解未來的趨勢

廣義上來說，數(shù)字農(nóng)業(yè)屬于數(shù)字經(jīng)濟(jì)的一部分。2016年在二十國集團(tuán)（G20）峰會(huì)上發(fā)布了《二十國集團(tuán)數(shù)字經(jīng)濟(jì)發(fā)展與合作倡議》，把數(shù)字經(jīng)濟(jì)定義為：以使用數(shù)字化的知識(shí)和信息作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素、以現(xiàn)代信息網(wǎng)絡(luò)作為重要載體、以信息通信技術(shù)的有效使用作為效率提升和經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)優(yōu)化的重要推動(dòng)力的一系列經(jīng)濟(jì)活動(dòng)。該倡議提出要“促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、運(yùn)營、管理的數(shù)字化”。可見，數(shù)字農(nóng)業(yè)最基本的特征是把數(shù)字化的農(nóng)業(yè)知識(shí)與信息作為關(guān)鍵生產(chǎn)要素?！　?/p>

與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)運(yùn)營管理不同，數(shù)字農(nóng)業(yè)運(yùn)營管理的對(duì)象主要包括兩個(gè)大的方面：一是與農(nóng)業(yè)數(shù)字化相關(guān)的過程和系統(tǒng)，二是與農(nóng)業(yè)數(shù)字資源使用相關(guān)的過程和系統(tǒng)?！　?/p>

采用新型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)支撐體系，對(duì)農(nóng)業(yè)要素和過程進(jìn)行數(shù)字化以及對(duì)形成的數(shù)字資源進(jìn)行分析使用的過程中產(chǎn)生的與農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)和服務(wù)創(chuàng)造密切相關(guān)的計(jì)劃、組織、實(shí)施與控制等各項(xiàng)管理工作，其目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出控制的精準(zhǔn)化、農(nóng)業(yè)知識(shí)經(jīng)驗(yàn)傳承的顯性化、農(nóng)產(chǎn)品交易過程的透明化和農(nóng)業(yè)對(duì)環(huán)境負(fù)面影響的最小化?！　?/p>

可見，數(shù)字農(nóng)業(yè)運(yùn)營管理是以信息通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)中深入應(yīng)用為前提，以農(nóng)業(yè)要素與過程的數(shù)字化和數(shù)字資源的創(chuàng)新使用為主要管理對(duì)象，以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展?jié)M足人類需求為最終目標(biāo)?！?/p>

（一）新型物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)體系，促進(jìn)農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化經(jīng)歷了機(jī)械化和自動(dòng)化之后，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)正在走向數(shù)字化和智能化，而影響這次農(nóng)業(yè)革命進(jìn)程的一個(gè)重要因素就是新興信息與通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用程度。遙感技術(shù)、地理信息系統(tǒng)和全球定位系統(tǒng)等3S技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用已經(jīng)比較成熟，但農(nóng)業(yè)數(shù)字化和智能化的真正實(shí)現(xiàn)需要由新興的傳感技術(shù)（傳感器、紅外感應(yīng)器和無人機(jī)等）、計(jì)算技術(shù)（云計(jì)算、邊緣計(jì)算和區(qū)塊鏈等）以及網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)（5G等）共同構(gòu)成的新型農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)。如何采用運(yùn)營管理的思想與方法建設(shè)新型農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)以完成農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化革命，是數(shù)字農(nóng)業(yè)運(yùn)營管理的首要任務(wù)。只有完成了這一首要任務(wù)，才能出現(xiàn)數(shù)字農(nóng)業(yè)運(yùn)營管理的基本場景，進(jìn)而經(jīng)過科學(xué)研究和實(shí)踐檢驗(yàn)才形成數(shù)字農(nóng)業(yè)運(yùn)營管理理論與方法體系，最終促進(jìn)農(nóng)業(yè)數(shù)字化、智能化和精準(zhǔn)化的真正實(shí)現(xiàn)?！　?/p>

（二）農(nóng)業(yè)數(shù)字資源為基本要素，促進(jìn)農(nóng)業(yè)知識(shí)傳承的顯性化農(nóng)業(yè)數(shù)字化是指采用遙感、全球定位系統(tǒng)、傳感器、無人機(jī)、云計(jì)算和邊緣計(jì)算等各種信息與通信技術(shù)采集農(nóng)業(yè)要素和農(nóng)業(yè)模型并轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)可以處理的二進(jìn)制數(shù)字的過程。其中，農(nóng)業(yè)要素主要包括4個(gè)方面：生物要素（例如莖流量、葉面溫度和果徑大?。?、環(huán)境要素（例如空氣溫濕度、光照強(qiáng)度和風(fēng)力風(fēng)向）、技術(shù)要素（例如農(nóng)藥效果、飛防效率和收割效率）和社會(huì)經(jīng)濟(jì)要素（例如農(nóng)產(chǎn)品價(jià)格和農(nóng)產(chǎn)品需求）；農(nóng)業(yè)模型是指農(nóng)業(yè)過程間的內(nèi)在規(guī)律與外在關(guān)系，例如作物生長規(guī)律、施肥量與產(chǎn)量的關(guān)系、農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)量與價(jià)格的關(guān)系，這些往往屬于農(nóng)業(yè)現(xiàn)有知識(shí)和涉農(nóng)專家技術(shù)人員的經(jīng)驗(yàn)?！　?/p>

（三）數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)模型與算法為核心，促進(jìn)農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)的智能化數(shù)字農(nóng)業(yè)運(yùn)營管理模型與算法的功能主要體現(xiàn)在兩個(gè)過程。首先，在采用新興信息與通信技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)要素進(jìn)行數(shù)字化的過程中，要素?cái)?shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)與設(shè)備的優(yōu)化配置、數(shù)據(jù)傳輸網(wǎng)絡(luò)以及傳輸路徑的優(yōu)化設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)與計(jì)算資源的合理分配等都需要相應(yīng)的模型與算法，才能形成合理有效的農(nóng)業(yè)要素?cái)?shù)字化方案，同時(shí)也需要把現(xiàn)有農(nóng)業(yè)知識(shí)和農(nóng)業(yè)專家技術(shù)經(jīng)驗(yàn)轉(zhuǎn)化成計(jì)算機(jī)可以處理的模型與算法。其次，在搭建新型農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)之后，農(nóng)業(yè)要素狀態(tài)實(shí)時(shí)被感知并傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理中心，作為農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)的輸入，需要經(jīng)過模型與算法的識(shí)別、判斷與優(yōu)化，確定是否進(jìn)行調(diào)控以及調(diào)控的精度，然后輸出到農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)中進(jìn)行實(shí)施?？梢?，數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)的模型與算法是進(jìn)行數(shù)字農(nóng)業(yè)運(yùn)營管理的核心，也是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)智能化的關(guān)鍵所在?！　?/p>

（四）精密數(shù)字設(shè)備與技術(shù)為手段，促進(jìn)農(nóng)業(yè)投入產(chǎn)出控制的精準(zhǔn)化經(jīng)過模型與算法處理得到的新型農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)搭建方案和系統(tǒng)運(yùn)行過程中的調(diào)控方案相當(dāng)于運(yùn)營管理的計(jì)劃功能，是否最終實(shí)現(xiàn)需要精準(zhǔn)的實(shí)施與控制，這就需要精密的數(shù)字設(shè)備與管控技術(shù)。首先是精密的數(shù)字控制設(shè)備，需要研發(fā)新一代傳感器和制動(dòng)器，對(duì)農(nóng)業(yè)要素進(jìn)行更加精準(zhǔn)的感知與控制，例如運(yùn)用材料科學(xué)和納米技術(shù)等創(chuàng)造新型納米生物傳感器和制動(dòng)器，實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)業(yè)循環(huán)系統(tǒng)中的微生物、病原體和水分子等進(jìn)行管控?！　?/p>

（五）農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)為市場機(jī)制，促進(jìn)農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈交易過程的透明化農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的布置往往能夠提高產(chǎn)量和品質(zhì)，但如果缺少農(nóng)產(chǎn)品優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)市場機(jī)制，可能給農(nóng)場帶來的是損失而不是收益的增加。而農(nóng)場對(duì)新興信息與通信技術(shù)的采納行為往往受其感知的有用性程度所影響，因此，優(yōu)質(zhì)優(yōu)價(jià)的市場機(jī)制是驅(qū)動(dòng)農(nóng)場主動(dòng)加入新型農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)的一個(gè)必要條件?！　?/p>

（六）可持續(xù)滿足人類需求為目標(biāo)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)對(duì)環(huán)境負(fù)面影響的最小化農(nóng)業(yè)是滿足人類物質(zhì)需求和支持國家發(fā)展的基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)，因此數(shù)字農(nóng)業(yè)運(yùn)營管理的最終目標(biāo)是在新興信息與通信技術(shù)的支持下提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量與品質(zhì)，持續(xù)地滿足人類生活基本的物質(zhì)需要。數(shù)字農(nóng)業(yè)運(yùn)營管理可以從以下兩個(gè)大的方面實(shí)現(xiàn)可持續(xù)農(nóng)業(yè)的目標(biāo)。