肖德琴：农业人工智能研究探索与应用
以下文章来源于AI农业智汇 ，作者罗伯特小姐姐
分享农业人工智能相关政策动态、行业资讯、科研资源、政企项目。集聚全国高校、科研院所、新型研发机构、企业、行业管理部门等人工智能领域的专家资源，促进人工智能在农业领域的应用与产业化发展，搭建广东省农业行业的品牌交流平台。
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肖德琴教授“农业人工智能研究探索与应用”直播回放
中国是一个农业大国，但并不是一个农业强国。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，也是农业产业转型升级，增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，智慧农业正在改变现有的农业生产方式，驱动农业变革。
今天我们就来系统的了解一下农业人工智能的相关知识。本次是“AI•农业智汇云讲堂”的第十八期，主题是“农业人工智能研究探索与应用”。为此，本期我们请到了华南农业大学肖德琴教授为大家分享“农业人工智能研究探索与应用”。
行业背景
01
传统农业印象
对传统农业的印象是“面朝黄土，背朝天”，但随着物联网、大数据、人工智能等技术的快速发展，农业人工智能必将改变现有农业生产方式。
02
中国农业问题多
现阶段中国农业存在着如生产效率低、标准化程度低、数据零散和农业现代化落后等问题，迫切需要基于智能化手段的精细化管理。
03
资本逐步进入互联网巨头入局，将大大推进产业升级。
04
新一代技术与农业深度融合，促进农业产业技术快速饭，农业基础设施成本降低，农业产业迎来发展良机时机。
05
农业转型升级的需要
迫切需要以物联网、人工智能等为主的新技术助力中国农业发展。
06
政策：中央历年一号政策文件“智能农业概念”
07
政策：各级政策发布，推动农业与现代信息技术深度融合
充分利用大数据等技术手段，大力发展农业农村信息化，推动农业与现代信息技术深度融合，培育互联网农业，发展智慧农业，是引领和驱动乡村振兴的迫切需要。
农业AI概念内涵
01
农业AI的概念
农业Al指的是利用物联网、人工智能、大数据等新一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智慧化生产。
02
农业AI的应用架构
基于5个关键技术，构建9大核心的业务系统，并建立安全管理和标准规范体系,适用于各种动作物智慧生产，并可支撑溯源、ERP等扩展业务应用。
03
智能农业装备
04
农业AI系统
05
应用场景
农业AI关键技术
物联网(The Internet of things):通过射频识别(RFID)、红外感应器、无线传感器、全球定位系统、激光扫描器等信息传感设备，按约定的协议，把任何物品与互联网连接起来，进行信息交换和通讯，以实现智能化识别、定位、跟踪、监控和管理的一种网络。
物联网就是物物相连的互联网，是互联网的延伸和扩展网络，其用户端延伸和扩展到了任何物品与物品之间，进行信息交换和通信。
社会上真正把物联网和数据、生产结合起来的还不多，还有许多方面需要完善。
大数据(big data)，IT行业术语，是指无法在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合，是需要新处理模式才能具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力的海量、高增长率和多样化的信息资产。
大数据的5V特点:Volume(大量)、Velocity(高速)、Variety(多样)、Value(低价值密度)、Veracity(真实性)。
这就需要AI在大量数据中收集有用的数据。
云计算，通过网络“云”将巨大的数据计算处理程序分解成无数个小程序，通过多部服务器组成的系统进行处理和分析这些小程序得到结果并返回给用户。
以云计算商业模式应用与技术（虚拟化、分布式存储和计算）为支撑，统一描述、部署异构分散的大规模农业信息服务，能够满足千万级农业用户数以万计的并发请求，及大规模农业信息服务对计算、存储可靠性、扩展性要求。
移动互联网是指互联网的技术、平台、商业模式和应用与移动通信技术结合并实践的活动的总称。
随着智能手机的普及以及4G、5G网络的发展，我国农村信息化程度快速提高，并带动智慧农业产业快速发展。
空间信息技术又称“3S”技术，包括遥感(RS)、地理信息系统(GIS）和导航定位系统（GPS），同时结合计算机技术和通信技术。
空间信息技术具有强大的地表观测能力、空间数据管理能力和定位能力，与智慧农业具有天然的结合性。
通常人工智能是指通过普通计算机程序来呈现人类智能的技术。
人工智能技术可用于提升农业生产技术水平，实现智能化动态管理，实现以机器全部或部分代替人的劳动，实现智慧农业。
农业AI应用场景
5S+无人机技术
无人机对人力是一个重要的解放。之后农业上的人工会越来越缺乏，所以肯定会出现越来越多的无人装备。
植物工厂
工业化生产才能精准控制，让作物健康成长，但存在成本高，投入产出比低，如果解决这个问题，就能够在有限的土地下保障更多人的需要。
精准灌溉
在以色列、荷兰应用比较广泛。在我国应用的效果还不理想，，成本还是比较高，成功案例不多。对某一个作物的生长周期所需的水肥进行深入研究，才能保证智能灌溉。
智慧种植
做到植物工厂级别的可能比较难，但是做到“三防”——“防风、防雨、防虫”，这方面还是可行的，能够降低成本，提高作物产量。
智慧养殖
动物方面的工厂化养殖已经比较成熟。
农业AI应用案例
01
广东水稻田间长势监测系统
逻辑架构
硬件系统
软件系统
02
梅州顺丰智慧果蔬项目
示范基地
智慧果园示范
智慧大棚示范
03
华农大丝苗米产业园智能装备及系统
丝苗米8大平台首页
水稻智能种植示范
水稻智能农机、无人机
无人机遥感和变量施肥
品控溯源系统
大数据平台
智慧科技展厅
04
从化花卉信息港
物联网系统
实现种植环节重点品种（红掌、白掌、兰花等），重点环节（育苗，移栽等），重点区域（花卉交易中等重点企业）的监控，覆盖4-6个园区;
实现花卉交易中心关键场景、重要展位、重要品种的智能化监控;
实现九里花街重点文旅园区的人流统计监控覆盖。
基地种植管理系统+小程序
交易信息分析系统
展现从化花卉产业优势、实时交易数据以及物流配送信息，以实际市场交易反推三产融合发展。
花卉产业大数据平台
建立全链条数据采集和分析平台，从育苗、种植、物流、交易到文旅，采集各个环节的数据，并进行数据的分类、汇总和分析，以呈现从化花卉产业的现状和成果。
多媒体工程设计与布局
多媒体展厅
05
猪场健康巡检监测装备及系统
1、全自动无损采集猪只体温;
2、实时采集环境变化综合分析健康状态；
3、基于算法对猪只体温及体尺等生长监控进行监测预警。
06
智慧蜂箱
07
养殖场消毒设备控制预警系统
团队介绍
“广东省农业大数据工程技术研究中心”致力于利用云计算、物联网、大数据、人工智能等先进的信息化技术，为农村领域的政府和企业提供智慧农业解决方案，解决农业生产管理领域的痛点和问题，提高农业生产经营和管理效率，依托信息科技助力乡村振兴。
我们旨在将广东省农业大数据工程技术研究中心建设成为广东省高水平的农业信息化建设方案咨询规划、农业大数据标准、农业大数据建模分析、农业技术精准服务、产业大数据应用研究中心，为广东省现代农业快速发展提供可持续技术支撑、促进产业可持续发展和“互联网＋现代农业的建设。
团队梦想
2020.10.17
帮助农民种养出好农产品
让好产品卖出好价格
让青山绿水花常开
肖德琴教授“农业人工智能研究探索与应用”直播
——观众提问集中回答
智慧农业与AI农业概念感觉非常相似，如何区分呢？
AI农业更强调生产过程的控制，智慧农业更强调信息化技术与农业各个环节实施有效的融合，达到更好地利用人工资源降低生产成本，或者改善环境、提高产品质量、升级转变经营模式比如电商等从大范围来说都可以算智慧农业这个领域。
个人认为AI农业强调农业生产的智能化，与之前提到的精准农业更接近。而智慧农业更强调全产业链，是一种更泛的概念，除了生产之外，包括加工、物流、销售等。智慧农业是否是一个更高级的阶段？例如AI农业是农业3.0，而智慧农业是农业4.0。
通常情况下，好像都没有太大的区分，只是不同的领域喜好叫法不同，装备的专家就喜欢称之为农业人工智能，信息化的专家更喜欢称之为智慧农业，甚至数字农业。个人感觉也没有必要进行严格的区分。
AI农业是一个系统性工程，发展智慧农业需要进行一系列条件的支持，目前需要哪些呢？
首先是政策，虽然已经开始支持了，如果需要持续不断发展，就需要国家政策不断支持。
其次是资金，相对于工业，农业还是比较弱势的行业，需要更多资金的支持。
再次是人才，智慧农业可以说是信息技术和产业技术的混合，这一块人才还是比较欠缺的，特别是复合型人才。这一块能够领军的人物还不多，需要更多引导和培养。
最后是技术，在技术方面还需要提升，需要各行各业的人参与，因为还有很多技术不成熟、不完善。在技术上还有很大的空间继续往前，无论是装备还是物联网感知设备，农业机械化装备，甚至到人工智能算法分析模型应用到我们这个产业，特别和产业专家吻合度，这一块的技术有不善尽美的地方，有些技术在关联过程中还没有完全打通。
这一块还有较长的路要走，无论是政策、资金、人才和技术。
请问水稻株高是借助标尺测量的吗？
标尺只是最开始进行校正的方法。现阶段使用的方法是机器视觉采集的图片进行识别。标尺只是在最初试验验证阶段，当计算机使用视觉图像将二维、三维图像转换为具体高度的过程中，利用标尺进行校正。
请问肖教授，您在前面提到智慧农业所面临的挑战，那您可以给未来智慧农业与产业数字化发展提供一点宝贵的建议么？
这个范围比较大，就根据我比较熟悉的广东省内来简单提一下。农业确实面临很多挑战，为了走的更好，我觉得第一方面需要政策更多支持，对人、财、物更多激励政策，无论是对农事这块的人才、科研院所、企业更多的激励政策。
第二希望在人才方面，无论是教育厅、农业农村厅或者科技厅这一块，进行业务+人才协同培养。为了让广东农业在全国有更重要的影响，打造这一块的领军人才、农业复合型人才，高校也更多倡导专业化人才的培养。
第三方面，资金的缺乏依然蛮大的，需要更多投入。很多项目在智能化方面的投入还是不足，后期的运营和维护上投入的人力物力就太少了，导致智慧农业的运行不是那么好。
第四方面，给从业的企业、专家提供一点建议，在产业化过程中，还是要强调投入产出，强调绩效。对于重点项目希望做的更扎实一些，过滤掉一些形式的东西，真正能够在做产业化的时候考虑的出发点是能真正为农业增量、增质、增值提供支撑。
肖教授，您认为广东省数字农业目前处于哪个阶段呢？
我个人认为广东省数字农业目前处于蓬勃发展阶段。
第一，政府很重视。首先农业农村厅很重视，科技厅也很重视，这在全国都是前列的。科技厅在2018年开始精准农业、智慧农业这个专项，结果别的地方都没有，人家就很羡慕。当然财政厅也很重视，投入资金高。
第二，企业积极参与。我和联通、移动等大公司负责人聊起他们在别的省是否也在农业上搞这么多大动作，他们总说还是广东多。像腾讯等互联网公司都积极参与。
第三，行业用户的期待很高。如温氏等本来从事农业的企业也非常感兴趣，积极参与。还有很多果园，生产传统产业的如花卉、水稻等企业也很期待。
第四，科研院所在攻关这一块上还是很务实。如健坤、华南农业大学、农科院、仲恺等科研院所在技术攻关上也很积极。
以上四个方面促进了资金大量的投入，蓬勃发展，也有很多瓶颈需要突破，要走好最后一公里。希望更多朋友一起来促进行业的发展，促进技术的进步。
肖老师，几年前有发表过基于物联网的桔小实蝇监测及诱捕系统，不知现在2020年了，该系统还有维护吗？现在相比以前有什么改进的地方么？
关于桔小实蝇当时做柑桔监测，当时使用诱捕信息采集图片识别。在项目完成后，只有一些产业园的果园中有局部的应用。我这个团队确实做很多关于病虫害的监测，桔小实蝇是最开始进军的害虫，后面也发展到很多蔬菜害虫，重点观测所在地病虫害的状况。最近团队也在水稻的病虫害的分析以及准备进军茶叶的病虫害，也有一部分研究生探讨荔枝的病虫害监测。所以现在不再局限于桔小实蝇的监测，涉及的种类更多一些。
肖老师！请问在非农院校，也没有相关的团队，如何做农业工程特别是农业信息化方面的相关的科研工作，想问下肖老师政府方面有没有公共的资源可以利用?
我们学校有好多相关的团队，涉及的学院也有好多，像华南农业大学工程学院、信息学院、电子工程学院等都有不少的专家团队研究，如农情监测团队、农业大数据团队、农业物联网团队、农业装备、无人航空等团队，都有很好的团队一直在做。
这些团队都是开放共享的，包括我自己在大数据工程中心组建的农业综合大数据平台，对于外单位的研究生或者学者是可以共享公用的，大家共同探讨，促进技术的进步。
肖老师好，请问茶叶病虫害监测里，是用什么形式能获得实时的叶片图像?谢谢
可以使用高清摄像机获得实时的叶片图像。
如果有问题想继续与肖教授交流，欢迎在评论区下方留言或者发送邮件交流。
肖德琴教授邮箱：
xiaodeqin@hdzn.cn
END
好看的人才能点