智慧农业发展研究报告课件.pptx

1、智慧农业发展研究报告 新科技驱动农业变革2前言“面朝黄土背朝天”，这是自古以来人们对农民的基本印象。中国是一个农业大国，也是一个农业弱国。智慧农业作为现代 农业发展的高级阶段，是我国农村经济社会发展转型的必由之路，也是增加农民收入的重要方式。伴随着物联网、大数据、 人工智能等新技术的快速发展，智慧农业有望改变现有农业生产方式，驱动农业变革。通过研究行业现状，着重探讨新技术如何驱动农业发展、提高农业生产效率、提升农产品质量，同时探讨如何解决水资源短缺、化肥农药使用过量以及农村劳动力不断减少等问题，改善农业“看天吃饭”的现状。智慧农业涉及农业的生产、流通和销售三个环节。目前，智慧农业多应用于生产环

2、节，即利用新技术实现农业生产环节的精 细化、智能化和现代化发展。从中国实际现状出发，详细列举说明了智慧农业四大典型应用，根据目前行业内存在 的问题，提出了几点关于智慧农业未来发展的建议。目录目录C O N T E N T SPart1. 智慧农业发展背景综述1.1中国农业发展面临的问题.051.2新技术助力中国农业发展.091.3智慧农业概念的解读及应用.14Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.1智慧农业四大应用场景.212.2数据平台服务.252.3无人机植保.322.4农机自动驾驶.372.5精细化养殖.41Part3. 智慧农业未来发展趋势与挑战3.1智慧农业未来发展趋势.493.

3、2智慧农业面临的挑战.52Par t1.智慧农业发展背景综述41.1 中国农业发展面临的问题5Part1. 智慧农业发展背景综述Part1. 智慧农业发展背景综述1.1 中国农业发展面临的问题中国耕地面积不断减少，人均耕地面积远远小于世界平均水平，优等耕地质量占比较少根据世界银行以及国家统计局统计的数据，中国人均耕地面积（总耕地面积/总人口）逐年减少，远小于世界平均水平，同时由于 建设占建设占用用、自然灾害、生态退耕以及农业结构调整、自然灾害、生态退耕以及农业结构调整等多种原因导致中国耕地面积不断减少。2016年，中国耕地面积20.24亿亩，占 世界总耕地面积的8%；总人口为13.8亿，占世界

4、总人口的19%；中国中国需需要用要用占占世界世界8%的的耕耕地面地面积积养活养活占占世界世界19%的的人口。人口。不仅如此，根据国土资源局2015年统计，将耕地质量按照不同级别进行分类，其中优质土地面积只占总面积的2.9%，将近53%的 土地质量属于中等级别。由于随意随意使使用化肥、农药以用化肥、农药以及及大气污染、不科大气污染、不科学学轮作耕地等原因轮作耕地等原因，耕地质量问题严耕地质量问题严重重，影响粮食产量以及 农产品质量。20.2920.2720.2720.2620.2520.242.9852.9702.9402.9252.9102.9001.5061.4971.4901.4821.4

5、731.4632020.120.220.320.420.520.62011201420122013中国现有耕地面积（亿亩）20152016中国人均耕地面积(亩/人)世界人均耕地面积(亩/人) 来源：世界银行、中国统计局亿欧（）中国耕地面积及中国与世界人均耕地面积中等地面积占比52.9%6高等地面积占比26.5%低等地面积占比17.7%注：耕地质量共为15级，1-4级为优等地；5-8级为高等地；9-12级为中等地；13-15级为低等地 来源：中国国土资源局亿欧 （）截至2015年末，中国四个级别耕地质量占比优等地面积占比2.9%Part1. 智慧农业发展背景综述1.1 中国农业发展面临的问题中国

6、农业生产服务价格逐年增高，农业经营人员受教育程度较低农业生产服务价格指的是服务农业生产所花费的价格，可通过农业生产服务价格指数来体现，农业生产服务价格指数表示的是一定 时期内农业生产服务价格变动的趋势。以2007年生产服务价格指数=100为基准，当超过100时，说明生产服务价格上涨；反之， 则说明生产服务价格下跌。从图中可以看出，中国中国农农业生业生产产服务服务价价格逐格逐年年增高增高。根据2017年12月统计的全国农业普查数据，全国农业生产经营人员总共31422万人，且受教育程度在初中及以下占比为91.8%， 远高于76.1%，即全国受初中及以下教育人数占比，可见农业农业经经营人营人员员受教

7、受教育育程度程度偏偏低低。100.0110.3119.0124.1134.4145.6155.1161.3164.8167.3801001201401601802007200820092010201120122013201420152016来源：中国统计年鉴2017亿欧（）农业生产服务价格指数(以2007年为基准)全国农业经营人员与中国整体受教育程度在初中及以下对比受教育程度占比中国农业经营人员91.8%中国整体76.1%注：中国整体受教 育程度在初中及以 下数据是根据国家 统 计局 2010 年 人 口普查每十万人中 受高中及以上教育 人口数为23962人来源：国家统计局农业普查数据公报亿欧

8、（） 计算得出。受教育程度占比大专及以上1.2%高中或中专7.1%初中48.4%小学37.0%未上过学6.4%截至2017年，全国农业经 营人员受教育程度占比7Part1. 智慧农业发展背景综述1.1 中国农业发展面临的问题化肥、农药过度使用，粮食减产量受天气影响严重5107.85404.45239.15561.65704.25911.85838.85995.96022.6162.3167.2170.9175.8178.7180.6180.2180.7178.3460051005600610066007100来源：国家统计局20072008200920102011201220132014201

9、5农用化肥施用量（万吨）农药使用量（万吨）亿欧 （）1.31.60.91.11.21.01.0232.1116.1206.3 200.7144.4190.60.00.51.01.52.02.53.00.71.11.20.60.60.9113.3240.5282.182.1125.0247.90.00.51.01.52.01.82.53.02010 2011 2012 2013 2014 2015 2016洪涝作物受灾面积(万公顷) 洪涝粮食减产(亿公斤)来源：中国水利部2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016干旱作物受灾面积(万公顷) 干旱粮食减产(亿公斤)亿欧 （

10、）2015年，农业部出台政策到2020年化肥使用量零增长行动方案和到2020年农药使用量零增长行动方案，方案中指出，2013年，我国农作物化肥用量21.9公斤/亩，远高于世界平均水平8公斤/亩，化肥农药的过度使用严重影响了耕地的质量以及农产 品的品质。根据国家统计局的数据，农农药和药和化化肥的肥的使使用量用量几几乎逐乎逐年年增长增长，直到2015年农药的使用量才出现略微下跌趋势。中国农作物自然灾害有四大类：水灾、旱灾、风雹和冰冻。其中，水灾水灾和和旱灾最为严旱灾最为严重重，每年作物受灾面积将近2万公顷，粮食减 产总量在300-400亿公斤。从图中可以看出，粮食粮食减减产量产量与与当年当年自自然

11、灾然灾害害受灾受灾面面积高积高度度正相正相关关。2007-2015年，化肥和农药使用量对比洪涝和干旱受灾面积及粮食减产对比81.2 新技术助力中国农业发展9Part1. 智慧农业发展背景综述Part1. 智慧农业发展背景综述1.2 新技术助力中国农业发展以物联网、人工智能等为主的新技术助力中国农业发展传统农业涉及到的新技术很多，如3S技术技术（遥感技术RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS）、物物联联网网技技术术、无线无线通通信技信技术术 以及以数数据据分析分析和和数据数据挖挖掘掘为为主的主的大大数据数据技技术术和以机机器器视觉视觉和和深深度度学学习为习为主的主的人人工工智智能能技技术术

12、等，通过这些新技术与传统农业的结 合，助力农业快速发展。、人工智能人工智能以 计 算 机 视 觉 、 图 像 识 别 以 及 深 度 学 习 等 人 工 智 能 技 术 实 现作作 物物 产产 量量 预预 测测 土 地 规 划 及 病 虫 害土 地 规 划 及 病 虫 害 防防治治等。物联网通过传感器、摄 像头等监测设备， 使用无线传感技 术，实实现现动植动植物物 的的远程远程监控监控、管管 理理等。大数据大数据以天气、土壤、天气、土壤、农农作作 物、病虫害物、病虫害以及动 物身体特征数据等 作为大数据基础，对对 动植物生长情况动植物生长情况进进 行行分析、分析、预预测测等。3S技术技术使用卫

13、星遥感技术 实现作作物勘物勘测测、生生 长长情情况况以及以及病病虫虫害害 预预测测、预防预防，运用 GPS进行精准定位、 跟踪等。10Part1. 智慧农业发展背景综述1.2 新技术助力中国农业发展新技术着重体现在农业的生产环节中，当前主要应用于农业种植和畜牧养殖上广义的农业分为种植业、林业、畜牧业、渔业以及副业等五种产业形式；农业产业链包括生产环节和流通环节，以及与之搭配的物 流系统和金融系统等四个部分。目前，新技术主要体现在农业的生产环节中，应用在农业种植和畜牧养殖上，本报告将着重探讨农业生产环节的农业种植和畜禽养 殖方向。流通环节11物流系统金融系统电 商 微 商批 发 市 场餐 饮 零

14、 售深加工销售加冷包配工藏装送种植生产环节养殖农业 种植林业 种植水产 养殖畜牧养殖Part1. 智慧农业发展背景综述1.2 新技术助力中国农业发展当前，新技术主要应用于产中环节传统农业种植在产前环节主要需要作物种子、化肥、农药、农机、农具和温室大棚需要用的农膜；在产中环节，需要对作物进行播在产中环节，需要对作物进行播 种、施肥、除草、灌溉种、施肥、除草、灌溉以以及病及病虫虫害防害防治治等；在产后环节，需要对农产品进行采摘和分拣。传统的畜牧养殖需要选址、建设养殖舍、选种以及准备饲料和兽药；在产中环节，需要进行繁育、饲养以及疾病防疫和环境清理等在产中环节，需要进行繁育、饲养以及疾病防疫和环境清理

15、等 管理管理；产后环节，需要对畜禽进行称重和屠宰。目前，以物联网、人工智能为主的新技术，主要应用于农业和畜牧业的产中环节。种子农药 农具化肥农机农膜建造选种 兽药选址孵化 饲料农 业 种 植畜 牧 养 殖施肥灌溉病虫害防治繁育饲养疾病防疫环境清理采摘分拣称重屠宰产前环节产中环节产后环节播种除草12Part1. 智慧农业发展背景综述1.2 新技术助力中国农业发展新技术可应用在农业生产环节两种不同的种植模式中农业 种植 生产 环节农业生产环节种植方式主要分为设施种植和大田种植。主要分为设施种植和大田种植。大田种植主要以粮食作物为主，其中包括世界三大口粮：水稻、小麦和玉米； 而设施种植由于成本的问题

16、，主要以经济作物为主，包括蔬菜、水果、花卉等。设施种植分为温温室室大大棚棚种种植植、集集装装箱箱种种植植两种，目前多采用无土栽培技术，利用LED灯代替自然光，自动控制植物光合作用，增加植物营养；由于设施种植受天气气候及病虫害等因素的影响较少，可以提高作物产量，增加效益。目前，大田种植主要运用3S技术、人工智能技术监测室外的天气气候、病虫害以及农作物生长等数据；而设施种植主要通过物联网 技术实施监测空气温湿度、二氧化碳浓度以及作物生长情况等。设施种植大田种植温室大棚集装箱粮食作物蔬菜、水果、 花卉等水稻、小麦、 玉米等经济类作物131.3 智慧农业概念的解读及应用14Part1. 智慧农业发展背

17、景综述Part1. 智慧农业发展背景综述1.3 智慧农业概念的解读及应用中国历年一号政策文件大力支持农业发展，智慧农业相关概念多次被提出1520152016201220132014“加快推动农业科技创加快推动农业科技创新新” 突出农业科技创新重点，加快推 进前沿技术研究，在信息技术、 先进制造技术、精准农业技术等 方面取得重大突破“加快发展现代农业加快发展现代农业” 确保国家粮食安全，加强科技 创新，继续实施种业发展，以 及农机装备、高效安全肥料农 药兽药的研发“全面深化农村改革全面深化农村改革”推进农业科技创新，建设以农 业物联网和精准装备为重点的 农业全程信息化和机械化技术 体系，组织重大

18、农业科技攻关“加快农业现代化、加快农业现代化、实现全面小康目标实现全面小康目标”大力推进“互联网+”现代农业，应用物联网、云计算、大数据、 移动互联等现代信息技术。同时， 大力发展智慧气象和农业遥感技 术应用“加大改革创新力度加大改革创新力度”加快农业科技创新，在生物育种、 智能农业、农机装备、生态环保 等领域取得重大突破，支持农机、 农药、化肥等企业技术创新加快科技研发，实施智慧农业工 程，推进农业物联网试验示范和 农业装备智能化，发展智慧气象， 提高气象灾害监测预报预警水平“深入推进农业供给侧深入推进农业供给侧 结构结构性改革性改革”2017“实施乡村振兴战略实施乡村振兴战略”发展高端农机

19、装备制造、大力 发展数字农业，实施智慧农业 林业水利工程，推进物联网实 验示范和遥感技术应用资料来源：新华社Part1. 智慧农业发展背景综述1.3 智慧农业概念的解读及应用智慧农业包括精准农业、农业物联网、数字农业等多个方面，发展的基础在于数字农业16数字农业数字农业一般认为，智慧农业指的是利用物联网、人工智能、大数据等现代信息技术与农业进行深度融合，实现农业生产全过程的信息感知、精准管理和智能控制的一种全新的农业生产方式，可实现农业可视化诊断、远程控制以及灾害预警等功能。另外，智慧农业是数字农业、精准农业、农业物联网、智能农业等技术的统称。智智慧慧农农业发业发展的展的基基础础在在于于数字数

20、字农农业业，数字农业是 实现农业物联网发展的前提。智慧农业智慧农业精准农业精准农业农业物联网农业物联网智能农业智能农业精准农业又称精细农 业、精确农业， 关键 在于定位、定量、定 时， 即精准灌溉、施 肥和杀虫等。数字农业指的是利用传感 器、摄像头、智能穿戴设 备等，将农业对象、环境 以及全过程进行可视化表 达、数字化展现和信息化 管理的一种现代农业技术。智能农业多指的是农业机 械智能化，通过农机联网 以及智能机器人等实现智 能农业。农业物联网指的是将各 种设备收集到的数据， 进行系统化集成管理， 从而实现自动化、智能 化和远程控制等。Part1. 智慧农业发展背景综述1.3 智慧农业概念的解

21、读及应用智慧农业的发展经历三个阶段：从萌芽，到快速发展，再到规模应用17规模应用期规模应用期 进入21世纪，农业劳动力不断向其他产业转移， 结构性短缺和老龄化趋势已成为全球问题，精准精准 农业农业、新新技技术术的的快快速速发发展展为农业机器人的发展提 供了新的动力和可能。采摘采摘机机器器人人以及利用计算机视觉等技术实现水果 的自自动动分分拣拣系系统统得到了广泛应用。同时，农业无农业无 人机植保人机植保行业不断发展。 新技术的不断发展，加速了智慧农业的快速实现，形成了现代农业发展的新业态。快速发展期快速发展期 20世纪90年代，计算机视觉技术在农业中取得了 较大发展，农农业业机器机器人人成为农业

22、发成为农业发展展新方新方向向，“中 国863电脑农业”在世界信息首脑峰会上获得了峰 会大奖，标标志志着我国着我国利利用智能化农用智能化农业业信息技信息技术术改改造造 传统农业做出传统农业做出的的巨大巨大贡贡献得到了世界范围献得到了世界范围内的内的认认可可。资料来源：中国人工智能学会中国智能农业发展报告萌芽期萌芽期 20世纪70年代末，美国为代表的欧美国家率先开 始农业信息化的应用研究，以农业专家系统农业专家系统（运用 新技术，汇集农业知识和专家经验等，为农业生产 经营者提供咨询服务）为代表的应用开始在开始在农农业业领领 域萌域萌芽芽。 20世纪80年代，我国我国开始开始研研制制农农业业专家专家

23、系统系统，涉 及作物栽培、病虫害防治、生产管理、节水灌溉等 多个方面。Part1. 智慧农业发展背景综述1.3 智慧农业概念的解读及应用智慧农业能够解决的6大问题：以提高生产经营效率、降低生产成本为首2 降低生产成本降低生产成本智慧农业实现了投入少、产量高的 目标，通过农业生农业生产产高度规模高度规模化化、 机械化、机械化、智智能化特能化特点点，降低生产成 本，提高市场竞争力。4 提升农产品质量安全提升农产品质量安全利用新技术实现“无无人化人化”精准控精准控 制，达到水、肥、光制，达到水、肥、光、热的最佳利热的最佳利 用，用，不过度施肥、喷洒农药，杜绝 污染，确保农产品绝对安全。6 改变农业生

24、产者、消费改变农业生产者、消费者者观念观念改变了过去生产者单纯依靠经验进 行农业生产经营的模式，转变了农转变了农 业生产者、消业生产者、消费费者对者对传传统农业落统农业落后后、 科技含量低的观念科技含量低的观念。1 提高农业生产经营效率提高农业生产经营效率智慧农业通过运用物联网、大数据、 人工智能等技术实时采集、分析数 据，为为农农民民提提供供生生产产、管、管理理等等方方案案， 提高农业生产经营效率。3 解决农村劳动力日益短解决农村劳动力日益短缺缺问题问题通过新技术可以利用一个人或者几 个人实实现现农业农业耕耕种种管管收全过收全过程程操操作作， 解决劳动力短缺问解决劳动力短缺问题题。5 改善生

25、态环境改善生态环境通过精准施肥、精准喷洒农药等操精准施肥、精准喷洒农药等操 作，作，改善传统农业生产中，过多的 使用农药、化肥问题，保护耕地结保护耕地结 构，提升生态环境质量构，提升生态环境质量。18以卫星导航系 统为根本， 实 时检测、控制 播种距离等Part1. 智慧农业发展背景综述1.3 智慧农业概念的解读及应用根据当前农业应用方式以及类型的不同，将智慧农业分为四大典型应用场景农业种植分为设施种植（温室大棚）和大田种植，主要包括播种、施肥、灌溉、除草以及病虫害防治等五个部分，以传感器、摄像 头和卫星等收集数据，实现数字化数字化和和智能机械化发展智能机械化发展。当前，数字化的实现多以数据平

26、台服务来呈现，而智能机械化主要分为两个 部分：新型机械的研制创新无人机植保，以及传统农机的改良升级农机自动驾驶。目前，农业养殖主要是将新技术、新理念应用在生产中，包括繁育、饲养以及疾病防疫等，并且应用类型较少，因此用“精细化养 殖”定义整体农业养殖环节。农 业 种 植设施种植大田种植播种施肥以软件为主要 服务手段， 多 为了实现农业 的精准管理灌溉除草病虫害防治可用于喷洒农 药， 目前多以 喷洒杀虫剂、 杀菌剂为主传感器摄像头 卫星数字化智能机 械化数据平 台服务无人机植保农机自 动驾驶畜 牧 养 殖繁育饲养疾病防疫环境清理精细化养殖四大典型应 用场景通过新技术、 新理念提高养 殖效率、改善

27、农产品品质19Par t2.中国智慧农业四大典型 应用场景202.1 智慧农业四大应用场景21Part2. 智慧农业四大典型应用场景Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.1 智慧农业四大应用场景智慧农业生产环节四大应用223 35 5% %1 10 0% %1 15 5% %数据平台服务数据平台服务以卫星遥感技术、卫星遥感技术、无无人机航拍以及人机航拍以及传传 感器感器等收集气候气气候气象象、农作物、土地、农作物、土地 土壤以及病虫害等土壤以及病虫害等数数据据，建立数据服 务平台，通过对数数据据进行分进行分析析，为农 场、合作社以及大型农业企业提供可 视化管理服务等。农机自动驾驶农机自动驾

28、驶以计算机和传感器技术为基础，根据GPS卫卫星星定定位位系系统和统和机器机器视觉技术视觉技术实实现农现农机机的的精精准准定位定位，通过智能终端实 时监测农机信息、作业状态及作业速 度等。无人机植保无人机植保搭载先进的传感器设备先进的传感器设备，根据地形、地 貌搭配专用药剂对农作物实施精准、农作物实施精准、高高 效的喷药作业效的喷药作业，通过人机药三位一体达 到节水节药的作用。精细化养殖精细化养殖通过耳标、摄像头耳标、摄像头等监控畜牧动物生长监控畜牧动物生长 情况，情况，实时跟踪，体型识别，且对收集 到的图形等数据进行处理、分析，实现 养殖的精细化管理。*注：图中数字由根据所搜集的企业数量以及企

29、业应用类型估算4 40 0% %*Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.1 智慧农业四大应用场景智慧农业生产环节四大应用：相关企业图谱（部分）农机自动驾驶精细化养殖23数据平台服务无人机植保Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.1 智慧农业四大应用场景智慧农业生产环节四大应用：无人机植保企业融资最多24截止时间：2018年4月表中列出了Pre-A轮及以上初创企业的成立时间、所在城市、应用领域、最新融资轮次及融资时间、金额等。从表中可以看出，融融资类型较多的企业多是资类型较多的企业多是应应用在用在无无人机人机植植保领保领域域，其，其次次是农是农业业数据数据平平台服台服务务领域领域，这两个

30、领域也是农业新科技发展最快的方向。智慧农业生产环节新技术初创企业（融资在Pre-A轮及以上的）来源：根据公开资料查询整理亿欧（）企业简称成立时间所在城市应用领域融资轮次最新融资时间融资金额投资机构大疆创新2006/11深圳市无人机植保股权转让2015/053000万美元新天域资本极飞科技2007/04广州市无人机植保A轮2014/092000万美元成为资本、明泰资本科百科技2008/12北京市数据平台服务Pre-A轮2017/10未披露星瀚资本、中路资本零度智控2009/02北京市无人机植保C轮2017/08未披露合源资本、千合资本奥科美2009/10北京市数据平台服务战略投资2017/11未

31、披露红杉资本、高通网易味央2012/09杭州市精细化养殖A轮2017/041.6亿人民币美团、创新工场、京东等高科新农2012/10深圳市无人机植保战略投资2017/12未披露远致投资珈和遥感2013/04武汉市数据平台服务A轮2016/11数百万人民币合力投资常锋无人机2014/01深圳市无人机植保Pre-A轮2017/041500万人民币初创投资博创联动2014/12北京市农机自动驾驶B轮2016/10数千万人民币雅瑞资本、金浦投资、汉能投资佳格天地2015/07北京市数据平台服务A轮2017/046000万人民币 DCM、经纬创投、磐谷资本等蜂巢农科2015/11北京市无人机植保A轮20

32、17/106200万人民币戈壁创投 、东金融农博创新2015/11深圳市数据平台服务Pre-A轮2017/08数百万人民币云天使基金农田管家2016/02北京市无人机植保Pre-B轮2018/01千万级美元顺为资本麦飞科技2016/12北京市无人机植保Pre-A轮2018/03未披露青桐资本2.2 数据平台服务25Part2. 智慧农业四大典型应用场景Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务数据平台服务：以平台为基础，进行作物的精准管理26输入输入天气气候数据天气气候数据通过卫星遥感技术、实施监测 天气变化，自然灾害提前预测。农作物生长数据农作物生长数据通过卫星、摄像头、传感

33、器实 施监测作物生长情况，根据历 史数据进行产量预测等。病虫害数据病虫害数据根据作物类型收集病虫害数据，提前预防，精准喷洒农药等。作物产量预测作物产量预测依据天气、作物生长情况以及 历史数据分析预测作物产量。作物长势监测、管理作物长势监测、管理以无人机、传感器为主要方式， 实时监测作物长势，并进行灌 溉、施肥建议。病虫害防治病虫害防治根据病虫害及作物类型，提前 预防，精准施药，确保作物少 受损失。输出输出土地土壤数据土地土壤数据通过传感器收集土壤温湿度、 水分、pH值等。种植适宜区规划种植适宜区规划根据卫星遥感影像数据，分析 土地质量，进行适宜作物的耕 种指导。数据平台服务系统数据平台服务指的

34、是利用传感器、无线通信、大数据、云计算、物联网、人工智能等技术进行数据收集并分析，通过可视化展示， 对农作物的生长情况进行实时跟踪、病虫害监测，对农作物的产量进行预测等。Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务数据平台服务：主要通过“空天地”三种方式进行数据收集无人机航拍无人机航拍无人机获取农业数据，主要分为两种方 式获取：一种为利用无人机搭载摄像头利用无人机搭载摄像头 进行航拍获取数据，另一种为利用无人利用无人 机搭载遥感传感机搭载遥感传感器器，依据不同作物的光 谱特性，识别作物生长情况。监测病虫 害情况，更好的进行田间管理。传感器采集传感器采集传感器是农传感器是农业业物联

35、网物联网的的基基础础，利用传 感器可以收集空气、土壤温湿度、二 氧化碳浓度、光照强度、土壤水分、 农作物生长情况等数据，多用于以温多用于以温 室大棚为代室大棚为代表表的设施的设施农农业业中中，提高作 物产量与农产品品质。卫星遥感技术卫星遥感技术利用卫星可以获取农作物数据、天气数 据及病虫害数据。农作物数据是利用遥 感技术，根根据据不同作不同作物物呈现的不同呈现的不同颜颜色、色、 纹纹理理以以及及形状形状等等遥感影像遥感影像信信息息，划分农 作物种植面积，监测农作物长势、估算 农作物产量等；通过卫星获取天气数据， 监测病虫害以及自然灾害等。农业数据收集主要主要有有卫星、卫星、无无人机和传人机和传

36、感感器等器等“空空天地天地”三三种方式种方式，通过卫星遥感技术收集土地、农作物以及天气气候等数据、无 人机航拍实时监测农作物长势、病虫害等数据以及传感器采集空气、土壤的温湿度、土壤水分、光照强度和农作物生长数据等，通通 过对收集到的数据进行过对收集到的数据进行分分析、析、处处理，理，并并建立建立可可视化视化模模型，型，实实现对现对作作物的物的精精准管准管理理。27Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务数据平台服务：用无人机航拍收集数据的企业较少，根据实际应用情况，以是否使用卫星遥感技术来区分企业不同服务未使用卫星遥感技术未使用卫星遥感技术多指的是利用传感器收集作物生长数据，

37、 病虫害数据，空气数据等，通过实时分通过实时分析析， 可视化显示可视化显示，达到实时监控功能，多用于多用于 温室大棚或者集装箱等设施农业温室大棚或者集装箱等设施农业中中。而传 感器损坏、测量的数据不测量的数据不准准、精度不够、精度不够仍 是行业内存在的问题。数据主要有三种收集方式，由于专注于用无人机航拍收集数据的企业较少，且使用航拍收集数据在各个企业中占比不高，因此以是 否使用卫星遥感技术来区分企业不同的服务。使用卫星遥感技术使用卫星遥感技术通过卫星遥感获取气象、病虫害、农作 物生长等数据。由于中国土地分散严重中国土地分散严重， 小规模监测成本高小规模监测成本高，行业内企业多以规多以规 模化种

38、植模化种植(200亩亩以上以上)企业、合作社等企业、合作社等 为首要服务对为首要服务对象象。目前农业卫星遥感技 术最高精确度仅为几最高精确度仅为几米米，仍需要技术提 高监测精确度。28Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务使用卫星遥感企业：借助农业大数据解决“看天吃饭”问题29我国应用在农业方面的空间卫星主空间卫星主要要有风云气象卫星有风云气象卫星、北斗卫星和高分卫星北斗卫星和高分卫星，三者搭配地面监测站使用，能够获取实时以及高分辨 率的数据，利用深度学习等人工智能技术实现种植面积规划、确定地块位置、地块边界划分等，根据历史数据，包括历史地形、坡 度、土壤综合情况以及气候等

39、，预估农作物产量和估算生长周期等。目前，多多应应用于用于大大田种田种植植。风云气象卫星北斗卫星高分卫星气象数据导航数据光谱数据作物长势监 测多源数据气候预测深度学习产量预估资料来源：佳格天地Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务未使用卫星遥感企业：传感器为主要数据收集方式30通过传感器收集土土壤温湿度、空气壤温湿度、空气温温湿度、光照强度湿度、光照强度、以及灌溉量以及灌溉量等数据，通过小基站将数据集成，运用无线网络传输将集成后的 数据传输到大基站中，后将数据存储到云上。通过对云上的数据进行分析以及模型构建等操作后，在终端实时显示，对作物生长进 行精准管理。基站云存储控制终端

40、土壤温、湿 度传感器空气温、湿 度传感器光照度传感 器灌溉量 风速、风向传感器定量施肥精准灌溉气候预警病虫害监控小基站：数据集成 监测范围：1-3km大基站：数据传输监测范围：4500亩数据采集数据传输数据应用资料来源：科百科技数据平台服务：数据质量不高、收集周期长是当前行业内主要存在的问题环境不同，数据多样环境不同，数据多样中国是一个地大物博的国家，耕地耕地面积面积众众多多，分散严分散严重重，南北地区温Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务数据混杂、质量不高数据混杂、质量不高农作物产量与作物生长数据、气象 数据、土壤数据以及病虫害数据关 1 系密切，获获取到取到的的数数据

41、据混混杂杂，且目前实时获取的数据质量不高。数据获取难、收集周期长数据获取难、收集周期长农业数据收集是一个长周期过程，不同不同作作物物生生长长周周期期不不同同，一年一季2 或者一年多季，获取农业大数据需 要多年的数据收集积累，短短期期内内获获 得大量的数据较困难。得大量的数据较困难。3 差大，使得作物生长种类多样，作 物数据多样。氮磷钾传感器缺失氮磷钾传感器缺失目前，已经能够收集到的有气候气象数据，土壤、空气温湿度、4 水分等数据，然而土土壤有机物壤有机物含含 量、氮磷量、氮磷钾钾等营养等营养成成分难获分难获取取， 相应传感器缺失，技术不成熟。312.3 无人机植保32Part2. 智慧农业四大

42、典型应用场景Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.3 无人机植保无人机植保产业链构成33无人机植保能够解决农村劳动力短缺、劳动力成本高、农民效率低、农药使用严重等问题。无人机植保产业链包括三个部分：原原 药研药研发发、无无人植人植保保机制造以机制造以及及飞防飞防队队进行植保进行植保服服务务。原药分为固态和液态两种药剂，目前多以液态药剂为主，植保无人机制造企 业或者飞防组织根据实际情况进行原药加工以及兑水稀释后，对农作物进行植保作业。植保平台将植保农户和植保飞防队连接起来，农农户通户通过过平台下平台下单单，平台平台为为植保队分植保队分单单后，后，植植保队为农保队为农户户进行进行植植保作保作业

43、业，作业完成 后农户通过平台对植保飞防队进行评价。固态药剂液态药 剂原药研发飞手培训植保无人机制造硬件设 计农村合作 社植保飞防 队植保平台政府统防 统治植保农户化学原料供应软件开 发无人机 租赁无人机 售卖原药加工注：图中虚线表示不以该方式为主无人机植保产业三个关键因素：农药、无人机、植保队34使用无人机专用药剂，一般为雾状，通 过专用喷头将药液雾化成细小的颗粒状， 由于存在飘逸现象，可根可根据据不同不同药药液液调调 节雾滴粒径来减少农药飘逸现象。节雾滴粒径来减少农药飘逸现象。无人机无人机无人机分为固定翼、单旋翼和多旋翼，目目 前以前以多多旋旋翼翼为为主主，飞行系统多为电动系统， 续航时间大

44、约在20min左右，各家无人机无人机 标准不一，操作没有规范性。标准不一，操作没有规范性。植保队一般由多名飞手联合组成，每年每年 农忙仅为农忙仅为3-9月份，月份，需需全国性流全国性流动动，且且 需携带多需携带多块块电电池池。一分钟可喷洒1-2亩 地，经验对飞防作业至关重要。农药农药植保队植保队农药一般分为固态药剂和液态药剂，固态药剂由于颗粒大小不同，会出现堵塞喷头行为；而液态药剂喷洒过液态药剂喷洒过程程中使用雾状形中使用雾状形式式，会，会 出现药液漂移问题，出现药液漂移问题，需要研发设计专专用用喷头。喷头。目前无人机植保领域大多数公司运用自家的无人机进行植保作业，而大大部部分的无人机植保分的

45、无人机植保公公司没有太多的核司没有太多的核心心技术，技术，经过各个零件简单组装后，为农户进行植保作业，作业效果不尽理想。植保队通常由多人组成（也可能是家庭式作业夫妻、兄弟），为当地农户进行植保作业，经验对于植保队员尤其重要。图片来源：极飞科技Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.3 无人机植保Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.3 无人机植保当前，无人机植保产业主要存在以大疆、极飞和农田管家为代表的三种不同的运营模式35研发研发+销售销售专注于植保无人机技术研发，通通过过研研发发+销销 售的方式不断提高售的方式不断提高植植保队作业效率保队作业效率，主要以 大疆创新为代表的企业。无人机

46、系统主要分 为三个层次：最底层是飞控系统、中间层是 感知系统，最上层是任务规划系统，飞控系飞控系 统是无人机研发企业最关键的技术。统是无人机研发企业最关键的技术。研发研发+销售销售+植保服务植保服务这个方式指的是一边进行无人机技术研发， 一边是植保服务，通过无无人人机研机研发发+植保的植保的 方式贯穿农业植保核心产业方式贯穿农业植保核心产业链链，主要以极飞 科技为代表的企业。第三方平台第三方平台不专注于无人机技术研发，而以植保平台建 设为主，一边连接飞手，一边连接农户，为 飞手提供飞防订单，解解决飞防队作业周决飞防队作业周期短期短、 跨省作跨省作业业成本成本高高等问等问题题，主要是以农田管家

47、为代表的企业。无人机无人机Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.3 无人机植保无人机植保产业的发展需要进一步提升无人机和植保队的作业效率无人机植保行业存在很多的问题，通常航空喷洒的农药浓度比较高，需要兑水稀释，而农药中的溶剂密度小于水，当掺入水时，比比 重小的药剂会发重小的药剂会发生生漂移现象漂移现象；同时，无人机续航时间在20分钟左右，一分钟作业1-2亩，作业面积将近40亩后，就要进行电池的更 换，续航时间短续航时间短问问题需要解决题需要解决；另外，飞防植保队需要携带电池或者无人机零部件等设备进行全国各地作业，作业距离远、时间长作业距离远、时间长， 这些问题都直接或者间接地影响了植保无人

48、机行业的发展。认为，植保无人机行业的发展需要提升两个方面的效率：无人无人机机作业作业效效率和率和飞飞防植防植保保队作队作业业效率效率。飞防植保队作业效率的飞防植保队作业效率的提提升升无人机作业效率的提升无人机作业效率的提升36无人机作业效率的提高关键在于各个 无人机厂家及其上游设备供应商的研 发创新，包括提高电池的续航时间、 设计性能更加优越的飞控系统等。但 行业混乱、亟须出台配套的国家标准 和行业标准植保队作业一分钟大约可以喷洒1-2亩， 根据极飞的数据，经验丰富的植保队（10名队员、20架飞机）一年作业最 多面积为21万亩，以每亩10元计算， 一台无人机大约收入为11万元，除去 无人机成本

49、以及电池等零部件损耗， 年收入大约为7-10万元，而经验差的 飞手可能会赚的更少或者不赚钱。内容参考：大疆创新、麦飞科技2.4 农机自动驾驶37Part2. 智慧农业四大典型应用场景Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.4 农机自动驾驶农机自动驾驶：通过卫星、传感器和摄像头等采集数据，实时控制，实现农机自动化沿直线作业摄像头角度传感器导航卫星车载计算机显示器自动驾驶控制器农机自动驾驶指的是利用导航卫星利用导航卫星实实现农机沿直线作现农机沿直线作业业功能，功能，主要利用角度传感器获取农机偏移数据、摄像头获取周围作物生长数 据以及导航卫星实时定位跟踪车辆信息数据，将三者获取的数据经过无线网络传

50、输到控制端，对数据进行分析后，利用车载计算机利用车载计算机 显示器实时显示作业情显示器实时显示作业情况况以及以及作作业进业进度度等等。实时监测作业路径 是否有偏移，快速 响应，控制农机转 向实时监测作业情况， 查看周围作业环境， 根据实际情况实时规划决策实时定位出农机的 位置以及显示其作 业状态，计算与规 划路径之间的偏差38Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.4 农机自动驾驶农机自动驾驶根本：农机车辆导航系统139234卫星定位卫星定位卫星定位是利用地理信息系统 与数字地图联合使用，来确定 机器自身位置和方向。目前， 应用应用最最广广的的两项两项定位定位导航技导航技术术 为为GPS和机