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农业是人类社会生产和生活的基础。农业现代化、农业信息化、数字农业、精准农业、智能农业、智慧农业....,随着科学技术的发展,各项技术不断应用到农业中,为农业发展提供了具有时代特征的原动力,农业模式也随着各项技术的应用而不断迭代,形成鲜明的时代的特色。目前,“智慧农业”以智能感知、物联网、大数据和机器学习为依托,逐渐成为现代农业建设的主方向。
智慧农业是是集最新的传感器技术、物联网、云计算和机器学习(深度学习)为一体,实现农业生产环境的智能感知、智能预报、智能决策、智能分析、专家在线指导,为农业生产提供精准化种植指导、可视化管理模式和智能预测与决策方案。智慧农业是农业生态链升级创新的必要保证(国家),是科技发展的必然产物(科研),是目前高品质农产品生产的必然需求(生产),是新农科和新工科教育的重要方向(教学)。
智慧农业目前的热度持续增强,国内高校和企业布局紧锣密鼓,不断抢占科研制高点。《智慧农业》创刊、智慧农业产业联盟创建、阿里、京东、华为、百果园等高调涉足农业等都预示了智慧农业的强大产业动力和社会需求。
智慧农业涵盖畜牧、水产、种植、林果、农业生态、农机装备和产品溯源等各个方面。在不同领域中,农田及温室为代表的的种植业是农业的主体,是各个国家的国计民生和战略资源。在农田和温室领域中,智慧灌溉是智慧农业的主要内容。智慧灌溉主要通过智能感知、物联网和大数据分析(机器学习),实现作物的精准灌溉和生态灌溉。传统节水灌溉技术主要以节水灌溉为目的,通过特定实验数据和理论来实现灌溉技术的推理、总结、回归和模拟。而智慧灌溉则通过先进智能感知技术实现“数据密集型科学新发现”,数据分析将从“随机采样”、“精确求解”和“强调因果”的传统模式演变为大数据时代的“全体数据”、“近似求解”和“只看关联不问因果”的新模式,从而引发科研和应用领域的新方向。传统节水灌溉以理论发现为主,其科研理论与产业结合有时存在很大差距,而智慧灌溉依靠云计算和物联网等计算机物理系统,其研究成果能快速转化,形成科研、生产和效益的完全闭环,为节水农业、生态农业服务。
智慧灌溉是电气与自动化、农业水土、信息计算机和网络通讯领域的交叉学科,其特征符合国家对新工科的定义和要求:“新工科专业,主要指针对新兴产业的专业,以互联网和工业智能为核心,包括大数据、云计算、人工智能、区块链、虚拟现实、智能科学与技术等相关工科专业。新工科专业是以智能制造、云计算、人工智能、机器人等用于传统工科专业的升级改造,相对于传统的工科人才,未来新兴产业和新经济需要的是实践能力强、创新能力强、具备国际竞争力的高素质复合型新工科人才。”开展以智慧灌溉为目标的教学和研究,不仅可以加强相关专业的教学实践能力,还可以培育和发展新的人才培养模式和专业建设需求。
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