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2017年2月6日 星期一

Smart Agriculture Monitoring

來源:全球農業趣聞


什麼是智慧農業
智慧農業是農業生產的高級階段,是集新興的網路、行動網路、雲計算和物聯網技術為一體,依託佈署在農業生產現場的各種傳感節點(環境溫濕度、土壤水分、二氧化碳、圖像等),和無線通信網路,實現農業生產環境的智慧感知、智慧預警、智慧決策、智慧分析、專家線上指導,為農業生產提供精準化種植、可視化管理、智慧化決策。

英美法德日五国如何搞智慧农业
  
英國:大數據整合「精準農業」
英美法德日五国如何搞智慧农业
  
近年來,由於氣候變化和全球農業生產競爭強度的提升,英國農業部門收入,經歷了多次明顯波動。

英國環境、食品和農村事務部認為,為應對上述挑戰,一方面,英國農業需要向「精準農業」邁進,結合數位技術、傳感技術和空間地理技術,更為精準地進行種植和養殖作業;另一方面,需要提升農業生產部門,和市場需求的對接,加強其對於市場的理解。

而這一系列需求的基礎,就是強大的數據蒐集和分析處理平台。

與此同時,英國全國農業協會也多次呼籲政府,頒佈農業資訊化發展策略。在其十項政策建議中,其中兩項與農業資訊化發展密切相關:一是要求政府在農村地區,實現寬頻全覆蓋,二是要求政府建立適當的平台和通路,將農業生產準確資訊,進行匯總和分析。

在此背景下,英國政府於2013年專門啓動了「農業技術策略」,該策略高度重視利用「大數據」和資訊技術,提升農業生產效率。參與該策略制訂的愛丁堡大學,資訊學院科林·亞當姆斯認為,農業可能是最後一個面臨資訊化和數位化的產業,大數據將是未來提升農業作物產量、畜牧業產量的關鍵,也是提升農業部門對市場理解的關鍵。

未來的核心問題,是將大量的數據融合起來進行適當、科學的分析,以此來推動農業的發展。

「農業技術策略」近期的核心,是建立以「農業資訊技術和可持續發展指標中心」,為基礎的一系列農業創新中心。農業資訊技術和可持續發展指標中心,被視為英國農業資訊化發展的基礎。

英國農業技術略負責人朱迪斯·巴切拉認為,大數據和資訊化發展,對於英國農業帶來的影響是根本性的。未來農業創新發展,必須將其納入其中,因此農業資訊技術和可持續發展指標中心,是未來其他農業創新中心的基礎。

農業資訊技術和可持續發展指標中心,作為該策略的基礎和最先推行的部分,其目標是為企業、研究機構和大學,開拓潛在市場,提供一站式服務,透過整合農業生產鏈的數據,借助統計、建立模型,和可視化智慧分析等方式,確定提升農業生產效率的解決方案。

該中心也得到了英國政府的高度重視,在削減開支的大背景下,英國政府在2015年春季預算中,仍為該中心撥款1200萬英鎊。

英國推動農業資訊化發展的總體架構安排,集中體現了「產學研」相結合的特點。

英國環境食品和農村事務部、商業創新和技能部等,政府部門與相關學術機構,和農業生產、技術企業,共同建立「英國農業技術領導委員會」,負責整體策略的實施。

為促進農業生產和市場化,與「大數據」和資訊技術的充分融合,該中心囊括了英國國內資訊技術,和農業技術的頂尖研究機構和企業,包括英國洛桑研究所、雷丁大學、蘇格蘭農業學院、英國全國農業植物學會等。

洛桑研究中心作為該中心的所在地,將為英國農業資訊技術,提供建模和統計服務;雷丁大學將提供數據科學服務;全國農業植物學會和蘇格蘭農業學院,則提供農業技術資料交流。英國商業創新和技能部,也在不斷鼓勵其他研究機構、農業企業,和科技企業參與該中心運作。

為了便於所有農業技術策略的參與者,能夠最大化實現數據共享和成果利用,英國政府為該中心確立了開放數據的政策。

該中心的核心業務,是搭建和完善數據科學和建模平台,以蒐集和處理農業產業鏈的所有公開的,和初級的行業數據。

未來該中心還將研發必要的服務軟體,以便於不同的用戶根據自身需要獲取、整合數據,並獲得數據分析結果和解決路徑。

美國:資訊化支撐農業發展
英美法德日五国如何搞智慧农业
  
美國農業資訊化建設,起步於上世紀50年代,經過半個多世紀的發展,已經成為世界上農業資訊化程度最高的國家之一。農業資訊化的進展,有力促進了美國農業整體水平的提高。

美國各級政府做好服務角色,圍繞市場需求建立有效的支撐體系,為農業資訊化創建發展環境。政府通過提供輔助、稅收優惠和政府擔保等優惠政策,刺激與引導資本市場運作,推動農業資訊化的快速發展。在農業資訊資源的管理上,形成了一套從資訊資源採集,到發佈的立法管理體系,並注重監督,依法保證資訊的真實性、有效性及知識產權等,維護資訊主體的權益,並積極促進農業資訊資源的共享。

美國在農業數據資源採集,及儲存方面,採取以政府為主體,構建規模和影響力較大的涉農資訊數據中心,全面採集、整理、保存了與美國及國際有關的大量農業數據資源。

美國農業資訊服務體系主要有4個主體構成:政府部門的農業資訊收集發佈系統;政府支持下的農業教育科研推廣系統;融科研、生產、推廣於一體的公司系統;以農場為主體的民間自我服務組織系統。

在農業資訊化建設上,美國採取了政府投入,與資本市場營運相結合的投資模式,從農業資訊技術應用、農業資訊網路建設,和農業資訊資源開發利用等方面,全方位推進農業資訊化建設。

美國政府十分重視,農業資訊化網路基礎設施建設,從上世紀90年代開始,美國政府每年撥款10多億美元,建設農業資訊網路,進行技術推廣和線上應用,農村高速上網日益普及。

隨著網路和電腦技術的高速發展,美國利用自動控制技術和網路技術,實現了農業數據資源的社會化共享。

此外,美國現代農業智慧裝備技術日趨成熟,農業決策支持系統得到廣泛應用,有力地促進了農業整體水平的提高。美國農業裝備迅速向大型、高速、複式作業、人機和諧,與舒適性設計方向發展。

美國農民可利用全球定位系統、農田遙感監測系統、農田地理資訊系統、農業專家系統、智慧化農機具系統、環境監測系統、系統整合、網路化管理系統,和教育訓練系統等,對農作物進行精細化的自適應噴水、施肥和撒藥。

在美國政府完善的農業資訊化體系建設下,大量涉農資訊化企業應運而生。這些企業,利用政府公開發佈的農業大數據,進行分析、預測,並提供給農業生產者,用於農場生產管理,及精細化耕作,以幫助農場主提高生產效率。

法國:完善體系提高資訊化
法國自然氣候條件優越,適宜多種農作物生長。同時,其農業專業化與科技化程度處於世界領先地位。目前,法國是歐盟內部最大的農業生產國,也是世界第二大農業食品出口國。

由於領土面積有限,法國的農業經營模式主要為中小農場,有超過八成的農場,耕作面積在80公頃以下。「精耕細作」的經營模式對農業的現代化程度,提出了較高要求,其中,法國「三位一體」的農業資訊化體系便有其獨到之處。

經過多年的發展,法國農業資訊數據庫目前已十分完備,其國內的農業資訊,主要由各級農業部門負責收集、匯總與公佈。從類別看,數據庫涵蓋了各個農業領域,包括種植、漁業、畜牧、農產品加工等。

從近年來的發展趨勢看,法國農業資訊正著力打造一個「大農業」數據體系。包括高新技術研發、商業市場咨詢、法律政策保障,以及網路應用等,看似與農業「不沾邊」的行業,均被納入這個「大農業」數據體系內。

在法國政府的力推之下,法國農民可以足不出戶,便能在網上瞭解基礎農業資訊行情。同時,市場自發產生了不少農業專業協會,這些協會的網站也會提供付費的、更為詳盡與專業的農業資訊。因此,法國農民可以在瞭解詳盡的農業資訊後,有針對性地即時調整農場產品的類別與產量,以達到效率最大化。

目前,法國的農業資訊化體系,呈現出「三位一體」的特點。政府、農業合作組織,以及私人企業三方,共同承擔了農業資訊建設的服務職能,這三方的分工各有側重,農民可以根據自身實際需要,自行選擇其中一方的資訊技術支援。

首先法國政府佔據了公共農業服務的主導地位,包括定期公佈農業生產資訊,管控農業生產銷售環節的正常秩序,根據國際大宗商品,及主要農產品的價格變動,為本國農民提供最新的生產建議等。法國農業部主要負責該領域的工作,但包括法國經濟部、外交部等,在內的其他部委同樣會提供資訊支撐。

其次,法國的農業合作組織形式多樣,數目繁雜,但各組織均有清晰的自身職能定位,並帶有半官方色彩。

創立於1946年的全法農業工會聯合會,是法國最大的農業工會組織。其日常會向農民提供有關法律、農業科技、農場管理等多個領域的資訊支持。由於農業合作組織存在形式靈活,多數處在與農民交流的「第一線」,為法國農業發展,起到了不可或缺的作用。因此,為了支持本國農業合作組織的發展,法國政府在稅收、管理,以及資金等多個領域,向農業合作組織給予了較大的傾斜度,以保證這一形式的機構,能夠更好地服務於農業生產。

最後,私人企業在法國的農業資訊化服務體系中,雖不佔主要地位,但仍然是一個重要的補充力量。近年來,服務於農業資訊化的私人企業,逐漸凸顯出自身的重要性,私人企業更加「客製化」的服務模式,讓不少農民免除了生產的後顧之憂,進一步提高了農業生產效率。

另一方面,此類企業的出現,也在一定程度上緩解了法國國內的就業壓力,形成了良好的社會聯動效應。

德國:積極扶持數位農業
  

德國農民聯合會的統計數據顯示,目前一個德國農民可以養活144個人,這一數字是1980年的3倍。但要想長期解決全球飢餓問題,每個農民需要至少養活200人。這就需要更加高效、可持續的農業新技術。

目前,德國正致力於發展更高水平的「數位農業」。

「數位農業」基本理念,與「工業4.0」並無二致。通過大數據和雲技術的應用,一塊田地的天氣、土壤、降水、溫度、地理位置等數據,上傳到雲端,在雲平台上進行處理,然後將處理好的數據,發送到智慧化的大型農業機械上,指揮它們進行精細作業。

德國在開發農業技術上,投入大量資金,並由大型企業牽頭,研發「數位農業」技術。據德國機械和設備製造聯合會的統計,德國2015年,在農業技術方面的投入為54億歐元。在2016年的漢諾威消費電子、資訊及通信博覽會上,德國軟體供應商SAP公司,推出了「數位農業」解決方案。

該方案能在電腦上,即時顯示多種生產資訊,如某塊土地上種植何種作物、作物接受光照強度如何、土壤中水分和肥料分布情況,農民可據此優化生產,實現增產增收。

擁有百年歷史的德國農業機械製造商,科樂收集團(CLAAS),與德國電信開展合作,借助「工業4.0」技術,實現收割過程的全面自動化。他們利用傳感器技術,加強機器之間的交流,使用4G行動通信技術作為交流管道,使用雲技術保障數據安全,並通過大數據技術,進行數據分析。

德國電信兩年前,推出了數位化奶牛養殖監控技術。農民購買溫度計和傳感器等設備,在養殖場安裝,這些設備可以監控奶牛何時受孕、何時產仔等資訊,而且可以自動將監控資訊,以簡訊形式,發送到養殖戶的手機上。

現代德國農民的工作,離不開電腦和網路的支持。他們每天早上一開始的工作就是,查看當天天氣資訊、查詢糧食市價,和查收電子郵件。

現在的大型農業機械,都是由全球衛星定位系統(GPS)導航系統控制。農民只需要切換到GPS導航模式,衛星數據便能讓農業機械精確作業,誤差可以控制在幾釐米之內。

資訊通訊技術的發展,也讓農民的工作更加高效便捷。柏林的一家名為「365 FarmNet」的初創企業,為小型農場主提供了一套包括種植、飼養和經營在內的全程服務軟體。該軟體可以提供詳細的土地資訊、種植和飼養規劃、即時監控,以及經營咨詢等服務。而且通過該軟體,可以方便地與企業的合作夥伴取得聯繫,以便即時獲取相應的服務幫助。

目前,德國農業數位化建設,面臨的一個重要問題,是農村地區寬頻覆蓋率還不夠高,尤其是德國東部農村地區,另外一個問題是數據安全問題。

目前,並不是所有農民都願意,將自家農場的數據上傳到網路,很多人對網路安全的可靠性,仍持懷疑態度。

日本:網上農場受到青睞
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城市居民在網上選塊土地,只要點擊鼠標,網上播種、網上栽培、網上施肥、網上收穫,這樣按照自己意願,種植的有機蔬菜,就可以端上自家的餐桌。

這不是電子遊戲,而是在日本開始興起的網上農場。

日本愛媛縣松山市山西町的網路農場公司,走出了一條,用網路將城市與農村連接的遠端農場發展之路。

日本農業以家庭經營為主,且多由老年人、家庭婦女勞作,雖有農協等農業組織牽頭,但經營分散,抗風險能力差,農民收入不穩定。

另一方面,城市居民需求多樣化,不僅希望得到自己喜歡品種的穩定貨源,更希望吃到放心的有機蔬菜,保障餐桌上的安全。而這正是網路農場發展的商機。

網路的經營模式是,消費者與農場簽約租用農場的地塊,支付租地費、種子費和快遞費,之後就可以下單,在自己的地塊上種植自己喜愛的農作物。

消費者可以根據自己的愛好,決定澆水、施肥、打藥、收穫的間隔,一般無需自己下地勞作。

另一端,農場職工根據不同消費者的指令,負責對農田的實際操作和經營管理。

農場透過照片、影像等,在網站公佈農作物生長情況,讓消費者隨時能夠觀察到作物的長勢。到作物成熟後,農場職工就會將收穫的產品收割、打包,按時寄送到消費者家中。

同時農場開設互換市場和網路商店,消費者可以用自己的產品,與農場其他用戶的產品互換,也可以將多餘的產品,在網路商店銷售,收入全部歸己。

同時萬一由於氣候原因,出現農作物減產,消費者也會承擔風險,這種風險共擔模式,保證了農民的收入穩定性。

研究報告稱,日本網路農場一般聯繫50至100家城市居民,是比較理想的經營規模。

山西町網路農場主打特色,是培育有機蔬菜,讓消費者吃上能夠看到的安全、放心的有機蔬菜。農田不施化肥,完全使用有機肥料,絕對不使用農藥,為防治病蟲害,農場開發了用辣椒、大蒜、果醋發酵而成的有機農藥。據說,這種農藥已經成了該農場的招牌。

不僅如此,網路農場也向城市居民,提供親近自然的機會,消費者在週末或假期,可以到農場參加勞動,親自照顧自己的農作物,並與農民交流,學習更多的農業知識。

農場負責人遠藤忍說,日本傳統農業是第一產業,農民只負責生產,耗時長、收入低,且收入極不穩定。此外,運輸、銷售等流通環節佔去了大部分利潤。

網路農場同樣是由農民勞作,但農民成了網路商業的另一端,他們提供的是根據消費者需求的農作物培育服務,實際是把B2B做成了B2C。

由於是定向服務,有機農產品價格偏高,在一定程度上限制了這種經營模式的發展。

據日本總務省的家庭生活調查,兩口之家的月平均蔬菜支出為5350日元(約合44美元),而購買有機蔬菜的支出為6600日元(約合55美元)。

但為了食品安全,有些城市家庭是願意支出的,這就是網上農場的客戶群。如今網上農場的經營範圍除了蔬菜外,還包括水果、稻米等品種。

日本農業產值只佔GDP的1%,但網上農場為農業發展創出了一條新路。這種經營模式不僅解決了城市居民口糧、蔬菜的穩定性,也為農民的穩定收入提供了支撐。


                                                                                                                                                                  

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