□郝江涛

（河南经贸职业学院 河南 郑州 450000）

推动农业、农村现代化是社会主义现代化建设的一项重大使命，也是全面促进农业、农村高质量发展的一项关键举措。中央农村工作会议上，习近平总书记明确提出，目前我国正处在第二个百年奋斗目标的重要关口，巩固并拓展脱贫攻坚成果，大力推动乡村振兴战略及智慧农业转型，让农业农村现代化建设高速运转，是关系到全局正常运转的重大问题，需引起全党高度重视。

1 智慧农业发展背景及基础构成

农业发展史包括4 个阶段。第1 个阶段为1.0 阶段，以体力及畜力为主；第2 个阶段为2.0 阶段，以农业制度改革及简易机械为主；第3 个阶段为3.0 阶段，以信息技术及生物技术为中心；第4 个阶段为4.0阶段，以人工智能及大数据为核心。

农业4.0 已成功实现了农业现代化转型，无人化及智能化普及度越来越高，应用了云数据、精准化等策略，因此农业4.0 被称为智慧农业。在从种子培育、收获、生产到销售的一整套产业链中，智慧农业用到了各种先进、核心及辅助技术，比如人工智能、虚拟现实、传感器、云数据、云计算以及物联网等。

作为一个非常复杂的系统，智慧农业将农业技术与农业系统高效对接[1]。以技术结构及功能进行划分，农业物联网系统主要包括感知层、应用层和传输层3 个不同的层面。

感知层主要采集关键信息，包括基础工具及数据获取手段，比如气象站、传感技术、遥感技术及自动识别技术等。其中，关键信息通常指农事操作数据以及家畜、农作物生长所需的各种环境数据。

传输层的作用是接入并传输信息，是系统核心通信枢纽。感知层得到信息后，利用无线或有线手段传输给应用层，应用层接收到信息后执行操作命令。

应用层包括智能控制、决策支持及云计算3 个系统，对得到的数据信息深入分析，结合实际情况创建模型并设计运作方案，有助于对农业系统展开精准科学控制并作出正确决策。

由此可以看出，智慧农业属于传统农业以及现代化科学技术的有效结合[2]，以获取有价值数据并充分利用为运作基础，通过融合实施主体、先进技术及云数据等创造价值，实现科学决策及精准、智能化操控，为农业健康、可持续发展奠定良好基础。

2 智慧农业转型面临的挑战

2.1 数据方面

2.1.1 获取农业生产数据成本偏高

对农业生产经营来说，智慧农业代替了传统感性及模糊的经验决策，使决策变得更加科学[3]。农事决策通常以地块作为基础单位。智慧农业技术使用的决策数据一般为农户层面及地块精准刻画，可以对不同地块精准决策。

一般来说，地块数据指的是农作物生长所需的一系列环境数据，比如肥力、湿度以及温度等；农户数据指的是与农事活动有关的一系列数据，比如农作物播种、日常管理及农作物收获等。目前我国农村地区以分散经营为主，整体运作规模偏小，细碎化较严重，因此获取以上数据时往往需要付出很高成本。

经营主体行为在获取数据时通常采用访谈法、问卷调查法，信息数据来自农户个人报告，因此调查需耗费较长周期。一般情况下仅调查1 次，且所得数据可靠性及客观性无法得到保障。

2.1.2 数据融合与挖掘在技术上遭遇难题

农业系统主要包括经济社会以及生态环境两个子系统。前者的运作基础是各种生产活动，后者的运作基础是农作物生长发育及物质正常能量循环。在农业智能化发展过程中，除对农业系统进行全方位刻画外，更要对多元化数据进行有效融合。农业系统数据跨度大，基础结构较复杂，信息来源广泛，给农业数据日常融合及融入智慧农业技术带来巨大挑战。

农业数据通常包含数量庞大的音视频及文本等重要数据。近几年，随着物联网技术不断发展，非结构数据信息量越来越大[4]。在整合农业数据时，联机分析的传统处理模式已不再适用，需要设计更先进的统计分析模型。这就要求引进更多与设计有关的高新人才，并定期进行专业技术培训，为智慧农业发展提供人才支撑。

2.2 技术方面

2.2.1 硬件及软件技术较为滞后

目前，国内农业传感器技术相对比较滞后，无法适应农业物联网庞大的现实需求。在农业物联网运作过程中，传感器相当于“神经末梢”，是获取数据最重要的手段之一。与西方发达国家相比，国内传感器技术起步较晚，底子相对薄弱。国内传感器没有很好的稳定性及精准度，超过1/2 的核心元件需要从西方国家进口，严重制约着农业传感器技术的快速发展。

2.2.2 智慧农业系统面临网络攻击风险

作为比较复杂的物联网系统，智慧农业面临着网络攻击的巨大风险。首先，面临数据信息攻击的风险，包括数据泄露、虚假数据植入及内部人员作假等。如果虚假植入土壤湿度信息，很可能导致灌溉量过大。其次，面临网络设备潜在攻击的风险，主要指阻塞干扰无线及有线通信设备频率。一旦在软件里面植入恶意非法程序，利用“僵尸”设备向系统发起攻击，互联网资源将被过度消耗。再次，面临设备侧信道信息泄露引发恶意攻击的风险。最后，面临供应链遭受攻击的风险。供应链包括农作物生产、加工、运输、销售等一系列环节，其中都要用到物联网技术。任何环节遭遇网络攻击，都有可能导致供应链中断，引发严重的连锁反应。

3 加快智慧农业转型的决策与建议

3.1 通过大数据立法，创建健全数据要素，不断完善有关制度体系

结合实际情况，创建农业生产经营利润分配机制，使农业参与主体更加积极主动，在此基础上获取精准数据。近几年，国家对大数据立法越来越重视，数据及个人信息安全方面越来越完善。值得一提的是，在制定法规体系时，要全面保护农户隐私数据，考虑农户非隐私数据的开放性，鼓励广大农户及企业将有关数据资源充分应用在农业技术研发上，不断完善相关制度体系，全面推动智慧农业顺利转型。

3.2 软硬件手段相结合，打破获取数据的技术瓶颈

农户以及地块有效数据采集主要依靠区块链及传感器等技术设备，因此在管理上需不断完善技术并加大应用力度。通过传感器对生态环境数据开展持续监测，对农户个人生产行为进行客观记录，获取化肥使用量、使用频率及使用时间等数据。在工艺研发方面，加大资金及物力投入力度，全面提升设备精准度，不断升级传感器技术，降低成本。

在农业生产核心数据库应用区块链技术，以账本式记录为主，包括与农业生产及多样化数据有关的各项信息。在运行过程中务必确保信息的安全性，正确引导农户参与并分享信息数据。

3.3 通过先进算法与技术代替人工操作，全面降低网络攻击风险

目前，区块链农产品面临潜在网络攻击。在具体操作过程中，可通过先进算法与技术代替人工操作，利用信息技术加快数据采集及整理速度并及时上传。可与智能合约有效融合，减少交易繁杂环节，有效避免人员操作失误导致的网络攻击。除此之外，还可以通过应用机器及人工设备，全面提升智慧农业技术操作网络安全性。具体来说，以计算机技术作为核心的计算方法，可对系统安全性运作指标进行不间断监控，一旦出现任何异常可以在第一时间作出回应，全面降低遭遇网络攻击的风险。

3.4 培养更多智慧农业科技人才，积极研发决策模型及软硬件设备

首先，在具体操作过程中，要提升经营主体网络认知水准，通过在线方式对农民进行智慧农业教育专业培训，全面提升农民应用智慧农业技术的综合能力。其次，制定一套完善的智慧农业科技人才培养体系，在行政、管理、技术等方面加大培养力度，吸引更多全能人才。再次，鼓励涉农高校积极开办云数据及农业专业课程，吸收人工智能、IT 技术等专业的核心人才。最后，加大与国内科研机构的合作力度，结合实际情况积极研发智慧农业决策模型及软硬件等先进设备。

4 结束语

随着信息时代到来，农业现代化迎来千载难逢的发展良机，同时面临着巨大挑战。智慧农业融合了实施主体、云数据及先进技术等要素，有助于高效、科学地作出农业决策。加快传统农业转型升级，普及智慧农业，成为农业产业化的关键。

在智慧农业转型过程中，需结合实际情况，解决各种潜在问题，创建一套行之有效的应对机制，加大软硬件基础的创建力度，培养并引进涉农高科技人才，全面降低网络运作过程中的各种安全风险，为智慧农业的长远发展打下坚实基础。