21世紀信息科學技術高速發展，數字基建全面發力，數字經濟全面佈局。伴隨網絡化、信息化和數字化在農業農村經濟社會發展中的應用，以及農民現代信息技能的提高，響應黨中央建設數字中國、數字鄉村的號召，數字農業已成為我國現代農業發展的必然選擇和創新動力，推動我國進入新一輪的農業科技革命。
1.數字農業起源、內涵及優勢
1.1數字農業起源
數字農業（Digital Agriculture）源於信息技術在農業生產和管理方面的應用。數字農業的概念最早由美國科學院、工程院兩院院士於1997年正式提出；美國副總統戈爾於1998 年提出“數字地球” 概念時，再次將“數字農業”定義為數字地球與智能農機技術相結合產生的農業生產和管理技術。
數字農業是一個集合概念，主要包括：
圖1 數字農業的四個方面
1.2數字農業內涵
數字農業有狹義和廣義之分。狹義的數字農業更加聚焦農業生產環節，將遙感、地理信息系統、全球定位系統、計算機技術、通訊和網絡技術、自動化技術等高新技術與地理學、農學、生態學、植物生理學、土壤學等基礎學科有機地結合起來，實現在農業生產過程中對農作物、土壤、水分、氣象等從宏觀到微觀的實時監測，以實現對農作物生長、發育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應的環境進行定期信息獲取，生成動態空間信息系統，對農業生產中的現象、過程進行模擬，達到合理利用農業資源，降低生產成本，改善生態環境，提高農作物產品和質量的目的。
廣義的數字農業指農業各類產業（包括種業、種植業、畜牧業、水產業、林業、加工業、休閒農業等）、各種過程（生物過程、環境過程、經濟過程等）全面實現數字化、信息化、智能化，並在農業的各個相關領域（生產、科研、教育、行政、存儲、流通、服務等）全面實現數字化與網絡化管理，廣義的數字農業能夠體現當前農業現代化全面建設的系統要求，涵蓋農業決策制定、種植養殖、市場銷售、社會化服務和綜合管理保障等多個環節。
1.3數字農業優勢
數字農業將農業生產過程中的關鍵決策因素由“人”轉變為“數據”，通過數字化設備，如土壤水分、肥力監控、環境監控、無人機等獲取大量實時數據，通過物聯網、大數據和人工智能助力傳統農業轉型升級，以“數據”為核心幫助生產者進行生產決策和生產實施，具有以下三大優勢：
①有利於因地制宜，合理化佈局、產業化經營、專業化生產。在區域層面上數據化分析各地的農業特色、生產基礎條件、戰略區位等，進行精確的區域農業發展功能佈局，突出地方特色。有利於依託龍頭企業發揮聯動帶動作用，進行統一標準化生產，形成規模化的現代農業產業模式，呈現從地區、農場到生產工藝的多層級專業化、精細化生產。②有利於完善現代化的農業生產經營體系。通過精準的農產品供銷市場分析，農業生產資料生產、儲備與供應分析，以及農產品收穫後的儲藏、運輸、加工、銷售等環節的明確分工和高效協作，大幅提升農業產業鏈運營效率，實現產前、產中、產後緊密銜接，降低信息不對稱與資源浪費等問題，增加農業經濟效益。③有利於不斷加強農業科技創新，建設數字鄉村。在黨中央、國務院大力推進數字中國建設，實施數字鄉村戰略的指引下，數字農業將推進農業科研院校和企業進行雙向對接，形成以政府為引導，以企業為主體，產學研用協同的創新機制，加快建立和完善一批數字農業相關的國家和行業標準，聯合攻關，不斷研發具有自主知識產權的技術設備並緊密結合推廣應用。同時，不斷加強農村數字化基礎設施建設，提升數字化農村公共服務，把握城鄉關係變化，拉近城鄉之間的距離，促進城鄉融合發展和鄉村振興。
2.數字農業實踐應用
2.1.數字農業決策指導
2.1.1 決策指導體系構建
通過雲計算、大數據、智能分析等技術，進行協同辦公，應用智能計算分析，從海量數據中歸納數字模型，將數據作為決策的基礎，根據相關專家對形勢的研判，對農業生產銷售進行實時有效的指導，幫助政府部門、涉農企業、新型經營主體及個體農戶做出正確的決策。
圖2 數字農業決策體系
2.1.2 決策指導體系相關平臺
三農輿情監測管理平臺；農業生產、經營、管理、服務大數據可視化發佈平臺；區域農業大數據指數發佈系統；農畜產品大數據監測預警平臺；農產品電子商務監測預警與競品分析平臺；跨區域農業大數據採集、共享系統；涉農網絡數據智能採集與研判系統；農業關鍵領域數據模型與分析挖掘系統；氣象、水利、自然災害等輿情監測預警平臺；農業重大疫情預警與應急防控平臺等。
2.2數字農業種養環節
2.2.1種養體系構建
通過物聯網、人工智能、網絡通訊、視頻傳輸等技術，將農業生產的基本要素與農作物栽培管理、畜禽飼養、施肥、植保、檢疫及農民教育培訓相結合，提升農業生產環節智能化程度，減少勞動力和生產投入（如農藥、化肥、飼料等），改善生態環境，高效利用各類農業資源，獲得良好經濟效益。
圖3 數字農業種養體系
2.2.2種養體系相關平臺
種植業方面：農作物遠程視頻診斷系統；經濟作物科技及生產檢測管理系統；農作物生產實用技術與操作規程管理系統；農業病蟲害智能診斷及預警系統；種糧大戶田間定點調查系統。養殖業方面：畜禽疫病智能診斷及預警系統；農牧企業生產資料管理系統；畜禽遠程診斷服務平臺及獸醫手機客戶端；奶牛、種羊、種豬、種牛等綜合管理平臺；畜禽養殖環境監測系統；動物防疫管理系統。此外還包括綜合性的農業園區農業生產管理系統等。
2.3數字農業市場銷售
2.3.1市場銷售體系構建
通過互聯網直播、移動互聯網遠程監控、VR實景體驗等，構建可視化、可追溯的農產品、畜產品等鄉村特色產品電商銷售體系，加大本地特色農產品宣傳力度，拓展銷售渠道，培養多元化客戶群體，為農產品進城和農資下鄉提供便捷服務，實現農產品的優質優價。
圖4 數字農業銷售體系
2.3.2市場銷售體系相關平臺
市場供求訊息與訂單農業電子商務平臺；農林牧漁電子商務與溯源綜合管理平臺；當地特色農產品、休閒農業等直播農業平臺；冷鏈物流全程監控平臺；土地眾籌管理平臺等。
2.4數字農業服務支撐
2.4.1服務支撐體系構建
以12316三農服務呼叫中心和農技信息服務中心為基礎，以鄉村益農信息社和創業者抱團發展的創客體系為紐帶，結合專家遠程診療、精準扶貧、統治統防等為農民提供全方面的服務，拓展休閒農業綜合服務平臺，在瞭解農民需求，保障農民利益的前提下，實現農業高質量提升、全產業鏈開發和可持續發展。
圖5 數字農業服務體系
2.4.2服務支撐體系相關平臺
12316農業綜合服務及農業新型經營主體公共服務系統；省市縣三級聯動系統；鄉鎮農機推廣綜合管理服務系統；三農資訊服務手機客戶端；農產品市場價格行情數據智能採集研判系統；農產品質量安全公共服務平臺；農業氣象綜合服務系統及氣象手機客戶端；精準扶貧綜合服務管理平臺；農業產業化龍頭企業服務管理系統；畜禽分佈定位及重大動物疫病防控調度指揮系統；草業、林業開發與生態建設專家系統；農業廢棄物無害化處理系統等。
2.5數字農業管理保障
2.5.1管理保障體系構建
通過大數據、智能分析、移動互聯、分析預警等技術手段，建設用地等級、種質資源、投入品監管、安全生產、質量安全追溯、農業執法等管理系統，實現政府部門對農業的及時有效監管，確保數字農業體系的安全高效運行，維護市場秩序，保證產品質量，保障農民長遠利益。
圖6 數字農業管理體系
2.5.2管理保障體系相關平臺
農用地分等定級管理系統；農作物、林木種質資源管理系統；農業新型經營主體生產檔案管理系統；農業投入品備案與經銷商監管系統；農藥質量安全追溯與服務監管系統；農業建設項目申報管理系統；綠色農業企業及農產品管理系統；農機綜合管理服務平臺；農業執法綜合管理系統及手機客戶端。
作者：高峰/中國農業大學農業規劃科學研究所
