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【深度剖析】智慧农业的基本概念与核心逻辑

智慧农业是新一代信息技术与农业决策、生产、流通交易

等深度融合的新型农业生产模式与综合解决方案，通过对人、

机、物等的全面连接，一方面对农业生产进行全流程跟踪式监

测、管理，以数据驱动技术流、资金流、人才流、物资流，实

现更为高端化、智能化、绿色化的农业产品的种、管、采收、

储存、加工等。

智慧农业的基本概念

智慧农业是新一代信息技术与农业决策、生产、流通交易

等深度融合的新型农业生产模式与综合解决方案（详见图1），

通过对人、机、物等的全面连接，一方面对农业生产进行全流

程跟踪式监测、管理，以数据驱动技术流、资金流、人才流、

物资流，实现更为高端化、智能化、绿色化的农业产品的种、

管、采收、储存、加工等；另一方面打通供需连接渠道，打造

快速、高效、精准的农业产销生态系统，重塑农业与消费者之

间双向互动关系，构建起覆盖农业全产业链、全价值链的全新

生产和服务体系。

智慧农业不是新一代信息技术在农业的简单应用，而是具

有更为丰富的内涵和外延，它既是农业数字化、网络化、智能

化转型的具象化、系统化呈现，同时也是一种新业态、新产

业，将重塑生产形态、供应链和产业链，在推动农业提质、增

效、降本、绿色、安全发展等方面蕴含着巨大潜力。

核心逻辑：数字孪生与定制化生产

智慧农业是农业产业数字化的具体形态。数字化发展是以

新一代信息技术（NextGenerationICT）1的研发应用为基础支

撑，以实现产业全流程数字化、网络化、智能化为目的的技术

范式革新2。数字化发展需要具备一个由硬件与软件所共同构筑

的，集“感知、传输、计算、存储、应用”等为一体的“闭

环”。通过“闭环”的不断迭代与升级，产业发展逐步数字孪

生（DigitalTwin），以及定制化生产迈进。

（1）控制论、闭环、反馈与智慧农业

1948年诺伯特·维纳（NorbertWiener）的代表性著作

《控制论》出版，成为一个时代开启的标志。维纳将这本书的

副标题取为“关于在动物和机器中控制与通信的科学”，指出

无论是机器还是动物，一切能够适应周围环境变化，具备自主

决策能力的“智能”系统都包含有信息提取、信息传输、信息

处理、信息存储和信息利用等环节，而闭环和反馈在整个系统

中占据基础性地位（所谓的“智能”行为不过是这套机制运作

的外在表现）。控制论以高度抽象的方式揭示了包括生物、机

器、经济社会等在内的一切简单或复杂系统在面对不断变化的

周边环境与不确定性时自主运行的本质规律。

在新一代信息技术大范围普及的今天，信息的主要表现形

式与承载主体就是存储在各类电子计算机中的二进制数据。实

现有效控制的前提——对信息的有效组织，本质上就是对承载

信息的数据进行采集、传输、分析与利用。在数据大量增长、

数据来源和种类多样化、数据快速生成、数据质量有待提升、

数据价值密度不高的时代背景下，解决好“数据从物理世界中

来，到物理世界去”的问题是实现“智能”的关键。无论是一

台智能农机，还是一间智能大棚，或是一个智能农场，构建有

效的信息流，消除不确定性，快速做出最优决策的重点都是打

造一个完整的数据闭环。

完整、准确的数据采集是闭环的起点。对于一个系统而

言，其所处的外部环境复杂多变，自身运行状态也会时刻改

变，如果不能够及时、准确地掌握外部环境情况和内部运行状

态，就难以提取出有效信息，减小不确定性。目前能够采集温

度、湿度、气压等多物理量的传感器已开始广泛应用，让系统

获取的数据量更大、质更优。

网络为数据在闭环中流动提供管道。智能行为实现的前提

是构建闭环，实现反馈控制，需要系统中各个部分相互连接、

相互沟通、相互交流。与动物的神经系统相似，网络为数据采

集交互、分析处理和反馈执行联通可靠通道，是“大闭环”各

部分连接的纽带。5G等新一代网络技术是系统内各部分互联互

通和无缝集成的关键技术支撑。

科学、准确的数据分析是闭环核心。一个系统要实现基于

数据闭环和反馈控制的智能行为，除了充分感知周围环境和自

身状态以外，还需要对提取的信息进行分析和处理。对数据进

行加工、分析和处理，为智能行为的实现提供决策依据。人工

智能等技术的快速发展为实现更高层次的智能决策开辟了新路

径。

精准、高效的执行是闭环的终点。系统的