數(shù)字經(jīng)濟(jì)是經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展的新引擎，數(shù)字產(chǎn)業(yè)化、產(chǎn)業(yè)數(shù)字化為中國城鄉(xiāng)發(fā)展帶來新的機(jī)遇。在我國城鄉(xiāng)融合發(fā)展的迫切需求下，如何讓數(shù)字經(jīng)濟(jì)成為發(fā)展新動能和新的經(jīng)濟(jì)增長點(diǎn)，是新時代背景下的重要議題。探究數(shù)字經(jīng)濟(jì)促進(jìn)城鄉(xiāng)融合發(fā)展的機(jī)制、效應(yīng)與政策，將為助推城市轉(zhuǎn)型、鄉(xiāng)村振興和城鄉(xiāng)融合發(fā)展提供新路徑。

數(shù)字農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要發(fā)展方向之一，是通過高新技術(shù)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)要素、農(nóng)業(yè)過程和農(nóng)業(yè)管理的可視化表達(dá)、數(shù)字化設(shè)計(jì)和信息化管理。數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展基于以現(xiàn)代化信息技術(shù)為主要部分的關(guān)鍵技術(shù)在農(nóng)業(yè)全過程中的集成應(yīng)用。在眾多技術(shù)中，數(shù)字農(nóng)業(yè)以遙感系統(tǒng)(RS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)和全球定位系統(tǒng)(GPS)構(gòu)成的“3S”技術(shù)為基礎(chǔ)和核心，實(shí)現(xiàn)對農(nóng)業(yè)的數(shù)字化生產(chǎn)和智能化管理。隨著信息化進(jìn)程的加快，大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算和人工智能在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，包括元數(shù)據(jù)管理、虛擬現(xiàn)實(shí)、自動化和智能化、機(jī)器人等高新信息技術(shù)成為推動數(shù)字農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的重要關(guān)鍵技術(shù)。

我國數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展概況

我國數(shù)字農(nóng)業(yè)起步較晚，但近年來發(fā)展較快，并在關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與應(yīng)用上取得了一定成效。自1994年我國首次提出精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的研究應(yīng)用、1999年提出“數(shù)字地球”發(fā)展戰(zhàn)略后，數(shù)字農(nóng)業(yè)開始隨著國內(nèi)外數(shù)字研究的興起而逐步發(fā)展。隨著大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略地位的提高和應(yīng)用范圍擴(kuò)大，數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)入以農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)和農(nóng)業(yè)人工智能技術(shù)為核心的新發(fā)展階段。

國家科技部從2011年起設(shè)立“農(nóng)村與農(nóng)業(yè)信息化科技發(fā)展”重點(diǎn)專項(xiàng)，部署農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)、農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)作業(yè)技術(shù)等7項(xiàng)數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)相關(guān)的重點(diǎn)任務(wù)。2015年，農(nóng)業(yè)部公布《關(guān)于推進(jìn)農(nóng)業(yè)農(nóng)村大數(shù)據(jù)發(fā)展的實(shí)施意見》，從數(shù)據(jù)云平臺建立與共享等方面指出了農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)發(fā)展和應(yīng)用的基礎(chǔ)和重點(diǎn)領(lǐng)域。2017年，農(nóng)業(yè)部正式設(shè)立“數(shù)字農(nóng)業(yè)”專項(xiàng)，開展重大關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)，我國數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)在信息化建設(shè)、數(shù)據(jù)庫建設(shè)、裝備數(shù)字化和智能化建設(shè)、專家系統(tǒng)建設(shè)等方面取得了突破性進(jìn)展。2019年農(nóng)業(yè)農(nóng)村部在全國確立了6個全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)試點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目，應(yīng)用大數(shù)據(jù)和人工智能的關(guān)鍵技術(shù)推進(jìn)農(nóng)業(yè)數(shù)字化發(fā)展。

國外數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展與應(yīng)用

美國完善的農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)和數(shù)字技術(shù)體系促進(jìn)農(nóng)業(yè)發(fā)展。美國數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展建立在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度專業(yè)化、規(guī)模化、企業(yè)化的基礎(chǔ)上，已經(jīng)建成了完善的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)應(yīng)用與管理系統(tǒng)。自20世紀(jì)90年代起，美國已開始應(yīng)用數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)，包括應(yīng)用遙感技術(shù)對作物生長過程進(jìn)行檢測和預(yù)報(bào)、在大型農(nóng)機(jī)上安裝GPS設(shè)備、應(yīng)用GIS處理和分析農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)等，對大田作物進(jìn)行生產(chǎn)前、中、后期的全面監(jiān)測與管理。在21世紀(jì)初已經(jīng)實(shí)現(xiàn)“3S”技術(shù)、智能機(jī)械系統(tǒng)和計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)在大農(nóng)場中的綜合應(yīng)用，智能機(jī)械已經(jīng)進(jìn)入商品化階段。如John Deere公司的“綠色之星”精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與“3S”技術(shù)搭建的新型精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)管理系統(tǒng)，用以進(jìn)行精細(xì)農(nóng)作、農(nóng)機(jī)管理、農(nóng)藝管理和計(jì)劃管理，可繪制農(nóng)場產(chǎn)量的“數(shù)字地圖”，在機(jī)械化生產(chǎn)大農(nóng)場中的市場占有率達(dá)到了65%以上。在大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)等數(shù)字技術(shù)飛速發(fā)展的助推下，美國數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)已與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后形成緊密銜接，應(yīng)用范疇覆蓋從作物生長的微觀監(jiān)測到宏觀農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)分析。此外，美國也已形成完善的技術(shù)服務(wù)組織網(wǎng)絡(luò)，美國服務(wù)類企業(yè)與公益性服務(wù)機(jī)構(gòu)可為經(jīng)營主體提供較為完善的技術(shù)服務(wù)，例如美國農(nóng)業(yè)技術(shù)服務(wù)組織(FSA)為農(nóng)民提供豐富的信息。

英國信息化技術(shù)應(yīng)用助推精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)。信息化技術(shù)推動英國農(nóng)業(yè)向數(shù)字化、智能化、精準(zhǔn)化的方向發(fā)展。英國農(nóng)村地區(qū)信息化基礎(chǔ)設(shè)施完備，互聯(lián)網(wǎng)、3G信號已實(shí)現(xiàn)基本覆蓋。在此基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)的全方位應(yīng)用，如借助遙感技術(shù)進(jìn)行作物生產(chǎn)監(jiān)測與產(chǎn)量預(yù)報(bào)、農(nóng)業(yè)資源調(diào)查、農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境評價和災(zāi)害監(jiān)測等;英國Massey Ferguson公司研發(fā)的“農(nóng)田之星”信息管理系統(tǒng)，借助傳感識別技術(shù)和GPS技術(shù)能夠更為精準(zhǔn)地進(jìn)行種植和養(yǎng)殖作業(yè)、數(shù)據(jù)記錄分析和制定解決方案;智能機(jī)械已基本裝備衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電腦控制和軟件應(yīng)用系統(tǒng)，能夠根據(jù)不同位置、不同質(zhì)量的地塊情形實(shí)現(xiàn)自動化、精準(zhǔn)化、變量化作業(yè)，同時可以采集作物信息用以制作電子地圖和調(diào)整生產(chǎn)策略。2013年英國啟動《農(nóng)業(yè)技術(shù)戰(zhàn)略》，提出了應(yīng)用大數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和智能技術(shù)進(jìn)一步發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，從而提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，如借助GateKeeper專家系統(tǒng)提供輔助決策和農(nóng)場管理、LELY擠奶機(jī)器人等智能化設(shè)備在養(yǎng)殖場中的應(yīng)用、自動感知技術(shù)在施肥施藥機(jī)械上的應(yīng)用、二維碼技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)銷環(huán)節(jié)的廣泛應(yīng)用等。

德國關(guān)鍵技術(shù)與設(shè)備的積極研發(fā)與推廣。在歐盟農(nóng)業(yè)共同政策對數(shù)字農(nóng)業(yè)的支持下，德國積極發(fā)展高水平數(shù)字農(nóng)業(yè)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)高度機(jī)械化的基礎(chǔ)上，建立完善的計(jì)算機(jī)支持和輔助決策系統(tǒng)，提供數(shù)字農(nóng)業(yè)綜合解決方案。德國投入大量資金與人力支持?jǐn)?shù)字農(nóng)業(yè)核心技術(shù)與智能設(shè)備研發(fā)，并由大型企業(yè)牽頭，如德國拜耳公司投資2億歐元支持?jǐn)?shù)字農(nóng)業(yè)布局，已在60多個國家提供數(shù)字化解決方案，并發(fā)布旗下Xarvio品牌推廣數(shù)字農(nóng)業(yè)，通過Xarvio Scouring識別系統(tǒng)高效識別和分析作物生長和病蟲害信息，幫助農(nóng)民優(yōu)化田塊單獨(dú)管理和農(nóng)田統(tǒng)籌優(yōu)化。擁有百年歷史的德國農(nóng)業(yè)機(jī)械制造商CLAAS集團(tuán)結(jié)合第四代移動通信技術(shù)和傳感器技術(shù)，實(shí)現(xiàn)收割過程的全面自動化。

數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)創(chuàng)新的政策建議

一是加強(qiáng)農(nóng)業(yè)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)。目前，我國農(nóng)村大部分地區(qū)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)滯后，數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展缺乏基本條件，政府需進(jìn)一步加大數(shù)字農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)力度，為數(shù)字農(nóng)業(yè)打下硬件基礎(chǔ)。其一，改善農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施條件。加快農(nóng)村通信網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)和升級改造，加快寬帶通信網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)、數(shù)字電視網(wǎng)的普及，擴(kuò)大4G和5G網(wǎng)絡(luò)的覆蓋范圍，完善信息終端、技術(shù)產(chǎn)品和服務(wù)供給，鼓勵農(nóng)民使用手機(jī)、計(jì)算機(jī)等信息化終端。其二，推動農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施數(shù)字化轉(zhuǎn)型。加快推動農(nóng)村地區(qū)水利、公路、電力、冷鏈物流、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)加工等基礎(chǔ)設(shè)施的數(shù)字化、智能化轉(zhuǎn)型與建設(shè)，加大數(shù)字農(nóng)業(yè)所需的無線傳感器、無線基站和傳輸設(shè)備等投入，支持傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化方向進(jìn)行轉(zhuǎn)變。

二是促進(jìn)數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新和轉(zhuǎn)化。我國數(shù)字農(nóng)業(yè)核心關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)相對滯后，智能設(shè)備很大程度仍依賴國外引進(jìn)，國產(chǎn)設(shè)備在自主創(chuàng)新研發(fā)、系統(tǒng)集成應(yīng)用等方面還有一定差距，政府需加快數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的創(chuàng)新和轉(zhuǎn)化。其一，加快核心關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)。圍繞數(shù)據(jù)感知與獲取、數(shù)據(jù)處理與分析、輔助決策與管理服務(wù)等關(guān)鍵環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)突破，重點(diǎn)攻克“3S”技術(shù)、動植物生長模型模擬、智能感知與識別、智能決策與控制等數(shù)字農(nóng)業(yè)核心技術(shù)的融合集成應(yīng)用;并且加快推進(jìn)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)、高分辨率對地觀測系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用;重點(diǎn)支持智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)與裝備研發(fā)，開發(fā)智能化精準(zhǔn)作業(yè)、傳感器和智能終端、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理精準(zhǔn)控制等智能裝備。其二，完善農(nóng)業(yè)信息資源數(shù)據(jù)庫建設(shè)。基于GIS與GPS技術(shù)應(yīng)用，設(shè)計(jì)建立全國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合數(shù)據(jù)庫，納入田塊檔案、三維地形、衛(wèi)星影像、農(nóng)情監(jiān)測等不同尺度數(shù)據(jù)，建立相應(yīng)要素的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)，并開發(fā)數(shù)據(jù)共享管理平臺，推動農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)整合共享。其三，以新一代信息技術(shù)推動農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型。加快推廣大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、物聯(lián)網(wǎng)及人工智能等新一代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營管理中的運(yùn)用，發(fā)揮農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)的監(jiān)測預(yù)警作用和優(yōu)化要素投入結(jié)構(gòu)作用，加快農(nóng)業(yè)數(shù)字化轉(zhuǎn)型進(jìn)程。

三是推動數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)體系與農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈融合。數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)的應(yīng)用不僅限于大田作物生產(chǎn)環(huán)節(jié)，而應(yīng)該擴(kuò)展到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后的整個過程，覆蓋農(nóng)資供應(yīng)、農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)、加工、流通以及終端銷售的全產(chǎn)業(yè)鏈。政府應(yīng)加快實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)鍵環(huán)節(jié)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型，通過智能技術(shù)和裝備研發(fā)推進(jìn)生產(chǎn)經(jīng)營環(huán)節(jié)智能化，通過創(chuàng)新“互聯(lián)網(wǎng)+”農(nóng)產(chǎn)品流通服務(wù)體系實(shí)現(xiàn)流通環(huán)節(jié)網(wǎng)絡(luò)化，通過農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫的建立與重要農(nóng)產(chǎn)品全產(chǎn)業(yè)鏈大數(shù)據(jù)建設(shè)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)管理數(shù)字化，通過“產(chǎn)學(xué)研”結(jié)合優(yōu)化農(nóng)業(yè)科技信息服務(wù)實(shí)現(xiàn)服務(wù)精準(zhǔn)化，帶動農(nóng)業(yè)農(nóng)村整體數(shù)字化轉(zhuǎn)型。