2018智慧农业发展研究报告——新科技驱动农业变革

,2018 智 慧 农 业 发 展 研 究 报 告,新科技驱动农业变革,2,前言“面 朝黄土背朝 天 ”， 这是自古以 来人 们对农民的基本印象 。中国是一个 农业大国 ，也是一 个农业弱国 。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，智慧农业有望改变现有农业生产方式，驱动农业变革。亿欧 智库通过研 究行业 现状 ，着重 探讨 新技术如何驱动农业发展 、提高农 业生产效率 、提升 农产品质量 ，同时 探讨如何 解决水资源短缺、化肥农药使用过量以及农村劳动力不断减少等问题，改善农业“看天吃饭”的现状。智慧 农业涉及农 业的生 产 、流通和 销售 三个环节 。目前，智慧农业多应用 于生产环节 ，即利 用新技术实现农业 生产环节的精细化 、智能化和 现代化 发展 。亿欧 智库 从中国实际现状出发 ，详细列举说 明了智慧农业四大 典型应用 ，根据目 前行业内存在的问题，提出了几点关于智慧农业未来发展的建议。,目录CO N T E N T S,Part1. 智慧农业发展背景综述1.1 中国农业发展面临的问题.051.2 新技术助力中国农业发展.091.3 智慧农业概念的解读及应用.14Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.1 智慧农业四大应用场景.212.2 数据平台服务.252.3 无人机植保.322.4 农机自动驾驶.372.5 精细化养殖.41Part3. 智慧农业未来发展趋势与挑战3.1 智慧农业未来发展趋势.493.2 智慧农业面临的挑战.52,Par t1. 智 慧 农 业 发 展 背 景 综 述,4,EO Intelligence,1.1 中国农业发展面临的问题,5,Part1. 智慧农业发展背景综述,EO Intelligence,Part1. 智慧农业发展背景综述1.1 中国农业发展面临的问题,中国耕地面积不断减少，人均耕地面积远远小于世界平均水平，优等耕地质量占比较少,6, 根 据 世 界 银 行 以 及 国 家 统 计 局 统 计 的 数 据 ， 中 国 人 均 耕 地 面 积 （ 总 耕 地 面 积 / 总 人 口 ） 逐 年 减 少 ， 远 小 于 世 界 平 均 水 平 ， 同 时 由 于建设占用、自然灾害、生态退耕以及农业结构调整 等多种原因导致中国耕地面积不断减少。 2016 年，中国耕地面积 20.24 亿亩，占世界总耕地面积的 8% ；总人口为 13.8 亿，占世界总人口的 19% ； 中国需要用占世界 8% 的耕地面积养活占世界 19% 的人口。 不仅如此，根据国土资源局 2015 年统计，将耕地质量按照不同级别进行分类，其中优质土地面积只占总面积的 2.9% ，将近 53% 的土地质量属于中等级别。由于 随意使用化肥、农药以及大气污染、不科学轮作耕地等原因，耕地质量问题严重 ，影响粮食产量以及农产品质量。,20.29,20.27,20.27,20.26,20.25,20.24,1.506,1.497,1.490,1.482,1.473,1.463,2.985,2.970,2.940,2.925,2.910,2.900,20.220.120,20.3,20.4,20.5,20.6,2011,2012,2013,2014,2015,2016,中国现有耕地面积（亿亩）世界人均耕地面积 ( 亩 / 人 )来源：世界银行、中国统计局,中国人均耕地面积 ( 亩 / 人 )亿欧（ ）,亿欧智库：中国耕地面积及中国与世界人均耕地面积,中等地面积占比52.9%,高等地面积占比26.5%,低等地面积占比,17.7%,优等地面积占比2.9%,注：耕地质量共为 15 级， 1-4 级为优等地； 5-8 级为高等地； 9-12 级为中等地； 13-15 级为低等地来源：中国国土资源局 亿欧 （ ）,亿欧智库：截至 2015 年末，中国四个级别耕地质量占比,EO Intelligence,Part1. 智慧农业发展背景综述1.1 中国农业发展面临的问题,中国农业生产服务价格逐年增高，农业经营人员受教育程度较低,7, 农业生产服务价格指的是服务农业生产所花费的价格，可通过农业生产服务价格指数来体现，农业生产服务价格指数表示的是一定时期内农业生产服务价格变动的趋势。以 2007 年生产服务价格指数 =100 为基准，当超过 100 时，说明生产服务价格上涨；反之，则说明生产服务价格下跌。从图中可以看出， 中国农业生产服务价格逐年增高 。 根据 2017 年 12 月统计的全国农业普查数据，全国农业生产经营人员总共 31422 万人，且受教育程度在初中及以下占比为 91.8% ，远高于 76.1% ，即全国受初中及以下教育人数占比，可见 农业经营人员受教育程度偏低 。,145.6,180160,119.02009,124.12010,134.42011,2012,2013,140120110.3100.0100802007 2008来源：中国统计年鉴 2017,2014 2015 2016亿欧（ ）,亿欧智库：农业生产服务价格指数 ( 以 2007 年为基准 )167.3164.8161.3155.1,亿欧智库：全国农业经营人员与中国整体受教育程度在初中及以下对比受教育程度 占比中国农业经营人员 91.8%,中国整体,76.1%,口普查每十 万人中,受高中及以 上教育,亿欧智库：截至 2017 年，全国农业经注：中国整 体受教营人员受教育程度占比育程度在初 中及以受教育程度 占比下数据是根 据国家大专及以上 1.2%统 计 局 2010 年 人高中或中专 7.1%初中 48.4%小学 37.0%未上过学 6.4% 人 口 数 为 23962 人来源：国家统计局农业普查数据公报 亿欧（ ） 计算得出。,EO Intelligence,Part1. 智慧农业发展背景综述1.1 中国农业发展面临的问题,化肥、农药过度使用，粮食产量受天气影响严重,8, 2015 年，农业部出台政策到 2020 年化肥使用量零增长行动方案 和到 2020 年农药使用量零增长行动方案 ，方案中指出，2013 年，我国农作物化肥用量 21.9 公斤 / 亩，远高于世界平均水平 8 公斤 / 亩，化肥农药的过度使用严重影响了耕地的质量以及农产品的品质。根据国家统计局的数据， 农药和化肥的使用量几乎逐年增长 ，直到 2015 年农药的使用量才出现略微下跌趋势。 中国农作物自然灾害有四大类：水灾、旱灾、风雹和冰冻。其中， 水灾和旱灾最为严重， 每年作物受灾面积将近 2 万公顷，粮食减产总量在 300-400 亿公斤。从图中可以看出， 粮食产量与当年自然灾害受灾面积高度正相关。,162.35107.8,167.25239.1,170.95404.4,175.85561.6,178.75704.2,180.65838.8,180.2,180.7178.35911.8 5995.9 6022.6,2007,2008,2009,2010,2011,2012,2013,2014,2015,4600,71006600610056005100,农用化肥施用量（万吨）,农药使用量（万吨）,来源：国家统计局,亿欧 （ ）,亿欧智库： 2007-2015 年，化肥和农药使用量对比,1.3,232.11.6,116.10.9,206.3 ,144.41.0,190.61.0,0.0,3.02.52.01.51.00.5,2010,2011,2012,2013,2014,2015,2016,干旱作物受灾面积 ( 万公顷 ),干旱粮食减产 ( 亿公斤 ),1.8,113.30.7,240.51.1,282.11.2,82.10.6,125.00.6,247.90.9,0.0,3.02.52.01.51.00.5,2010,2011,2012,2013,2014,2015,2016,洪涝作物受灾面积 ( 万公顷 ),洪涝粮食减产 ( 亿公斤 ),来源：中国水利部,亿欧 （ ）,亿欧智库：洪涝和干旱受灾面积及粮食减产对比,EO Intelligence,1.2 新技术助力中国农业发展,9,Part1. 智慧农业发展背景综述,EO Intelligence,Part1. 智慧农业发展背景综述1.2 新技术助力中国农业发展,以物联网、人工智能等为主的新技术助力中国农业发展,10, 传统农业涉及到的新技术很多，如 3S 技术 （遥感技术 RS 、地理信息系统 GIS 、全球定位系统 GPS ）、 物联网技术 、 无线通信技术以 及 以 数 据分 析 和数 据 挖掘 为主 的 大数 据 技术 和以 机 器视 觉 和深 度学 习为主 的 人工 智能 技术 等 ， 通过 这些 新技术 与 传统 农业 的结合，助力农业快速发展。,人工智能以计算机视觉、图像识别以及深度学习等人工智能技术实现 作物产量预测、土地规划及病虫害防治 等。,物联网通过传感器、摄像头等监测设备，使用无线传感技术， 实现动植物的远程监控、管理 等。,大数据以 天气、土壤、农作物、病虫害 以及动物身体特征数据等作为 大数 据基 础 ，对动植物生长情况进行分 析、 预测 等。,3S 技术使用卫 星遥感 技术实现 作 物勘测 、生长情况 以及病 虫害预测、 预防 ， 运用GPS 进行精 准定 位 、跟踪等。,EO Intelligence,Part1. 智慧农业发展背景综述1.2 新技术助力中国农业发展,新技术着重体现在农业的生产环节中，当前主要应用于农业种植和畜牧养殖上,11, 广义的农业分为种植业、林业、畜牧业、渔业以及副业等五种产业形式；农业产业链包括生产环节和流通环节，以及与之搭配的物流系统和金融系统等四个部分。 目前，新技术主要体现在农业的生产环节中，应用在农业种植和畜牧养殖上，本报告将着重探讨农业生产环节的农业种植和畜禽养殖方向 。流通环节,物流系统,金融系统,电商微商,批发市场,餐饮零售,深加工,销售,加工,包装,冷藏,配送,EO Intelligence,Part1. 智慧农业发展背景综述1.2 新技术助力中国农业发展,当前，新技术主要应用于产中环节,12, 传统农业种植在产前环节主要需要作物种子、化肥、农药、农机、农具和温室大棚需要用的农膜； 在产中环节，需要对作物进行播种、施肥、除草、灌溉以及病虫害防治 等；在产后环节，需要对农产品进行采摘和分拣。 传统的畜牧养殖需要选址、建设养殖舍、选种以及准备饲料和兽药； 在产中环节，需要进行繁育、饲养以及疾病防疫和环境清理等管理 ；产后环节，需要对畜禽进行称重和屠宰。 目前，以物联网、人工智能为主的新技术，主要应用于农业和畜牧业的产中环节。,化肥农机农膜建造选种兽药,种子农药农具选址孵化饲料,农业种植畜牧养殖,采摘称重,分拣屠宰,产前环节,产中环节,产后环节,播种 施肥除草 灌溉病虫害防治繁育 饲养疾病防疫环境清理,EO Intelligence,Part1. 智慧农业发展背景综述1.2 新技术助力中国农业发展,新技术可应用在农业生产环节两种不同的种植模式中,13,农业种植生产环节,设施种植,大田种植, 农业生产环节种植方式 主要分为设施种植和大田种植。 大田种植主要以粮食作物为主，其中包括世界三大口粮：水稻、小麦和玉米；而设施种植由于成本的问题，主要以经济作物为主，包括蔬菜、水果、花卉等。 设施种植分为 温室大棚种植、集装箱种植 两种，目前多采用无土栽培技术，利用 LED 灯代替自然光，自动控制植物光合作用，增加植物营养；由于设施种植不受天气气候及病虫害等因素的影响，可以提高作物产量，增加效益。 目前，大田种植主要运用 3S 技术、人工智能技术监测室外的天气气候、病虫害以及农作物生长等数据；而设施种植主要通过物联网技术实施监测空气温湿度、二氧化碳浓度以及作物生长情况等。温室大棚,集装箱,粮食作物,蔬菜、水果、花卉等,水稻、小麦、玉米等,经济类作物,EO Intelligence,1.3 智慧农业概念的解读及应用,14,Part1. 智慧农业发展背景综述,EO Intelligence,Part1. 智慧农业发展背景综述1.3 智慧农业概念的解读及应用,中国历年一号政策文件大力支持农业发展，智慧农业相关概念多次被提出,15,2012“加快推动农业科技创新”突出农业 科技 创新重 点 ，加快推进前沿技 术研 究 ，在 信 息技术 、先进制造 技术 、 精准 农 业 技术等方面取得重大突破,2013“加快发展现代农业”确保国家粮食安全，加强科技创新，继续实施种业发展，以及 农机装备 、高效安全肥料农药兽药的研发,2014“全面深化农村改革”推 进 农业 科 技创 新 ，建 设 以 农业 物 联网 和 精准 装备 为 重 点 的农 业 全程 信 息化 和机械 化 技 术体系，组织重大农业科技攻关,2016“加快农业现代化、实现全面小康目标”大力推进“互联网+”现代农业，应用物联网、云计算、大数据、移动互联等现代信息技术。同时，大力发展 智慧气象 和农业遥感技术应用,2015“加大改革创新力度”加快农业 科技创 新 ，在 生物育种 、智能农 业 、 农机 装备 、 生态环保等领域取 得重大 突破 ， 支持农机 、农药、化肥等企业技术创新,加快科技研发，实施智慧农业工程，推进 农业物联网 试验示范和农业装备智能化 ，发展 智慧气象 ，提高气象灾害监测预报预警水平“深入推进农业供给侧结构性改革”2017,“实施乡村振兴战略”发展 高端农机装备 制造、大力发展 数字农业 ，实施 智慧农业林业水利工程，推进物联网实,验示范和遥感技术应用资料来源：新华社,EO Intelligence,Part1. 智慧农业发展背景综述1.3 智慧农业概念的解读及应用,智慧农业包括精准农业、农业物联网、数字农业等多个方面，发展的基础在于数字农业,16, 一 般 认为 ，智 慧 农业 指 的是 利用 物 联网 、 人工 智能 、 大数 据 等现 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功能。 另 外 ，智 慧农 业 是数 字 农业 、精 准 农业 、 农业 物联 网 、智 能 农业 等技 术的统 称 。 智 慧农 业发展 的 基础 在于 数字农 业 ，数 字农 业是实现农业物联网发展的前提。,智慧农业,农业物联网数字农业,精准农业又称精细农业、精确农业，关键在于定位、定量、定时，即精准灌溉、施肥和杀虫等。,精准农业数字农业指的是利用传感器、摄像头、智能穿戴设备等，将农业对象、环境以及全过程进行可视化表达、数字化展现和信息化管理的一种现代农业技术 。,智能农业多指的是农业 机械智能化 ，通过农机联 网以及智能机器人等实现 智能农业。,智能农业农业物联网指的是将各种设备收集到的数据，进行系统化集成管理，从而实现自动化、智能化和远程控制等。,Part1. 智慧农业发展背景综述1.3 智慧农业概念的解读及应用,智慧农业的发展经历三个阶段：从萌芽，到快速发展，再到规模应用,17,规模应用期 进入 21 世纪，农业劳动力不断向其他产业转移 ，结构性 短缺 和老 龄化 趋势已 成为 全球 问题 ， 精准农业、 新技 术的 快速 发展 为 农业 机器 人的 发展提供了新的动力和可能。 采摘机 器人 以及 利用 计算机 视觉 等技 术实 现水果的 自动 分拣 系统 得到 了广泛 应用 。同 时， 农业无人机植保 行业不断发展。 新 技 术 的 不 断 发 展 ， 加 速 了 智 慧 农 业 的 快 速 实 现，形成了现代农业发展的新业态。快速发展期 20 世 纪 90 年 代 ， 计 算 机 视 觉 技 术 在 农 业 中 取 得 了较大发展， 农 业机器人 成为农业发展 新方向 ， “中国 863 电脑农业 ”在世界信息首脑峰会上获得了峰会大奖， 标志 着我国利 用智能化农业 信息技术 改造传统农业做出的 巨大贡 献得到了世界范围内 的 认可 。资料来源：中国人工智能学会中国智能农业发展报告,萌芽期 20 世 纪 70 年 代 末 ， 美 国 为 代 表 的 欧 美 国 家 率 先 开始农业信息化的应用 研 究 ，以 农业专家系统 （ 运用新 技 术 ， 汇 集 农 业 知 识 和 专 家 经 验 等， 为 农 业 生 产经营者提供咨询服务 ） 为代表的应用 开始在农 业领域萌芽 。 20 世 纪 80 年 代 ， 我 国 开 始 研 制 农 业 专 家 系 统 ， 涉及作物栽培 、病虫害 防 治 、生产管理、节水灌 溉等多个方面。EO Intelligence,Part1. 智慧农业发展背景综述1.3 智慧农业概念的解读及应用,智慧农业能够解决的 6 大问题：以提高生产经营效率、降低生产成本为首,18,降低生产成本智 慧 农 业 实现 了 投 入少 、 产 量 高 的特 点 ， 通 过 农 业 生 产高 度 规 模 化 、集 约 化 、 工厂 化 特 点 ， 降 低 生 产 成本，提高市场竞争力。提升农产品质量安全利用新技术实现 “无人 化”精准控制，达到水、肥、光、 热的最佳利用， 不过度施肥、喷洒 农药，杜绝污染，确保农产品绝对安全。改变农业生产者、消费者观念改变了过去 生产者单 纯 依靠经验进行农业生产 经营的模 式 ， 转变了农业生产者、消费 者对传 统农业落后 、科技含量低的观念。,246,1提高农业生产经营效率智慧农 业通 过运 用物 联网 、 大数 据、人 工 智 能 等技 术 实 时采 集 、 分 析 数据， 为 农民 提供 生产 、管理 等方 案 ，提高农业生产经营效率。3解决农村劳动力日益短缺问题通过新技术可以利用一个人或者几个 人 实现农业耕种管收全过程操作 ，解决劳动力短缺问题。改善生态环境5通过 精准施肥、精准喷洒农药等操作， 改善传统农业生产中，过多的使用农药、化肥问题， 保护耕地结构，提升生态环境质量。EO Intelligence,EO Intelligence,Part1. 智慧农业发展背景综述1.3 智慧农业概念的解读及应用,根据当前农业应用方式以及类型的不同，将智慧农业分为四大典型应用场景,19, 农业种植分为设施种植（温室大棚）和大田种植，主要包括播种、施肥、灌溉、除草以及病虫害防治等五个部分，以传感器、摄像头和卫星等收集数据，实现 数字化和智能机械化发展 。当前，数字化的实现多以数据平台服务来呈现，而智能机械化主要分为两个部分：新型机械的研制创新无人机植保，以及传统农机的改良升级农机自动驾驶。 目前，农业养殖主要是将新技术、新理念应用在生产中，包括繁育、饲养以及疾病防疫等，并且应用类型较少，因此用“精细化养,农,数字化智能机械化,殖”定义整体农业养殖环节。设施种植业种植大田种植畜牧养植,播种 施肥灌溉 除草病虫害防治繁育疾病防疫,传感器摄像头卫星饲养环境清理,四大典型应用场景数据平台服务无人机植保农机自动驾驶精细化养殖,以软件为主要服务手段，多为了实现农业的精准管理可用于喷洒除草剂和农药，目前多以喷洒农药为主以卫星导航系统为根本，实时检测、控制播种距离等通过新技术、新理念提高养殖效率、改善农产品品质,Par t2. 中 国 智 慧 农 业 四 大 典 型应用场景,20,EO Intelligence,2.1 智慧农业四大应用场景,21,Part2. 智慧农业四大典型应用场景,EO Intelligence,22,40%,35%,10%,15%,视化管理服务等。,智慧农业生产环节四大应用数据平台服务以 卫星遥感技术、无 人机航拍以及传感器 等收集 气候气象 、农作物、土地土壤以及病虫害等数 据 ，建立数据服务平台，通过对 数据 进行分析 ，为农场、合作社以及大型 农业企业提供可,农机自动驾驶以计算 机和 传感 器技 术为基 础 ， 根据GPS 卫星定位系统和机器视觉技术实现农机 的精 准定 位 ， 通过智 能终 端实时监测 农机 信息 、作 业状态 及作 业速度等。,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.1 智慧农业四大应用场景无人机植保搭载 先进的传感器设备 ，根据地形、地貌搭配专用药剂对 农作物实施精准、高效的喷药作业 ，通过人机药三位一体达到节水节药的作用。,精细化养殖通过 耳标、摄像头 等 监控畜牧动物生长情况， 实时跟踪，且对收集到的图形等数据进行处理、分析，实现养殖的精细化管理。,* 注：图中数字由亿欧智库根据所搜集的企业数量以及企业应用类型估算,*,EO Intelligence,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.1 智慧农业四大应用场景,智慧农业生产环节四大应用：相关企业图谱（部分）,23,农机自动驾驶,精细化养殖,数据平台服务,无人机植保,EO Intelligence,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.1 智慧农业四大应用场景,智慧农业生产环节四大应用：无人机植保企业融资最多,24,企业简称大疆创新极飞科技科百科技零度智控奥科美网易味央高科新农珈和遥感常锋无人机,成立时间2006/112007/042008/122009/022009/102012/092012/102013/042014/01,所在城市深圳市广州市北京市北京市北京市杭州市深圳市武汉市深圳市,应用领域无人机植保无人机植保数据平台服务无人机植保数据平台服务精细化养殖无人机植保数据平台服务无人机植保,融资轮次股权转让A轮Pre-A轮C轮战略投资A轮战略投资A轮Pre-A轮,最新融资时间2015/052014/092017/102017/082017/112017/042017/122016/112017/04,融资金额3000万美元2000万美元未披露未披露未披露1.6亿人民币未披露数百万人民币1500万人民币,投资机构新天域资本成为资本、明泰资本星瀚资本、中路资本合源资本、千合资本红杉资本、高通美团、创新工场、京东等远致投资合力投资初创投资,博创联动佳格天地,2014/122015/07,北京市北京市,农机自动驾驶数据平台服务,B轮A轮,2016/102017/04,数千万人民币 雅瑞资本、金浦投资、汉能投资6000万人民币 DCM、经纬创投、磐谷资本等,蜂巢农科农博创新农田管家麦飞科技,2015/112015/112016/022016/12,北京市深圳市北京市北京市,无人机植保数据平台服务无人机植保无人机植保,A轮Pre-A轮Pre-B轮Pre-A轮,2017/102017/082018/012018/03,6200万人民币数百万人民币千万级美元未披露,戈壁创投 、东金融云天使基金顺为资本青桐资本, 表中列出了 Pre-A 轮及以上初创企业的成立时间、所在城市、应用领域、最新融资轮次及融资时间、金额等。从表中可以看出， 融资类型较多的企业多是应用在无人机植保领域，其次是农业数据平台服务领域 ，这两个领域也是农业新科技发展最快的方向。亿欧智库：智慧农业生产环节新技术初创企业（融资在Pre-A轮及以上的）,来源：根据公开资料查询整理,亿欧（）截止时间： 2018 年 4 月,EO Intelligence,2.2 数据平台服务,25,Part2. 智慧农业四大典型应用场景,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务,数据平台服务：以平台为基础，进行作物的精准管理,26,输入,天气气候数据通 过 卫 星 遥 感 技 术、 实施 监 测天 气 变 化 ，自 然 灾害 提前 预 测 。农作物生长数据通 过 卫 星 、 摄 像 头、 传感 器 实施 监 测 作 物 生 长 情况 ，根 据 历史数据进行产量预测等。,病虫害数据根 据 作 物 类型 收 集病 虫害 数 据 ，提前预防，精准喷洒农药等。EO Intelligence,作物产量预测依 据 天 气 、 作 物 生长 情况 以 及历史数据分析预测作物产量。作物长势监测、管理以 无 人 机 、传 感 器为 主要 方 式 ，实 时 监 测 作 物 长 势， 并进 行 灌溉、施肥建议。,病虫害防治根 据 病 虫 害 及 作 物类 型， 提 前预 防 ， 精 准 施 药 ，确 保作 物 少受损失。,输出,土地土壤数据通 过 传 感 器 收 集 土壤 温湿 度 、水分、 PH 值等。,种植适宜区规划根 据 卫 星 遥 感 影 像数 据 ， 分 析土 地 质 量 ， 进 行 适宜 作物 的 耕种指导。,数据平台服务系统, 数据平台服务指的是利用传感器、无线通信、大数据、云计算、物联网、人工智能等技术进行数据收集并分析，通过可视化展示，对农作物的生长情况进行实时跟踪、病虫害监测，对农作物的产量进行预测等。,EO Intelligence,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务,数据平台服务：主要通过“空天地”三种方式进行数据收集,27,无人机航拍无人机获取农业数据，主要分为两种方式 获 取 ： 一 种 为 利 用 无 人 机 搭 载 摄 像 头进行航拍获取数据，另一种为 利用无人机搭载遥感传感器 ，依据不同作物的光谱 特 性，识别作物生长情况。监测病虫害情况，更好的进行田间管理。,传感器采集传感器是农业 物联网的 基础 ， 利用传感器可以收集 空气 、土 壤温湿度 、二氧化碳浓度、 光照强度 、土壤水分、农作物生长情 况等数据 ， 多用于以温室大棚为代表 的设施农 业中 ， 提高作物产量与农产品品质。,卫星遥感技术利用卫星可以获取农作物数据、天气数据及病虫害数据。农作物数据是利用遥感技术， 根据不同作物呈现的不同颜色、纹理以及形状等遥感影像信息 ，划分农作物种植面积，监测农作物长势、估算农作物产量等；通过卫星获取天气数据，监测病虫害以及自然灾害等。, 农业数据收集 主要有卫星、无人机和传感器等“空天地”三种方式 ，通过卫星遥感技术收集土地、农作物以及天气气候等数据、无人机航拍实时监测农作物长势、病虫害等数据以及传感器采集空气、土壤的温湿度、土壤水分、光照强度和农作物生长数据等， 通过对收集到的数据进行分析、处理，并建立可视化模型，实现对作物的精准管理。,EO Intelligence,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务,数据平台服务：用无人机航拍收集数据的企业较少，根据实际应用情况，以是否使用卫星遥感技术来区分企业不同服务,28,使用卫星遥感技术通过卫星遥感获取气象 、病虫害、农作物生长等数据。由于 中国土地分散严重，小规模监测成本高 ，行 业内企业 多以规模 化 种 植 (200 亩 以 上 ) 企 业 、 合 作 社 等为首要服务对象。 目前 农业卫星遥感技术 最高精确度仅为几米 ，仍需要技术提高监测精确度。, 数据主要有三种收集方式，由于专注于用无人机航拍收集数据的企业较少，且使用航拍收集数据在各个企业中占比不高，因此以是,否使用卫星遥感技术来区分企业不同的服务。未使用卫星遥感技术多指的是利用传感器收集作物生长数据，病 虫 害 数 据 ， 空 气 数 据等 ， 通 过 实 时 分 析，可视化显示 ，达到实时监控功能， 多用于温室大棚或者集装箱等设施农业中。 而传感器损坏、 测量的数据不准、精度不够 仍是行业内存在的问题。,EO Intelligence,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务,使用卫星遥感企业：借助农业大数据解决“看天吃饭”问题,29, 我国应用在农业方面的 空间卫星主要有风云气象卫星、北斗卫星和高分卫星 ，三者搭配地面监测站使用，能够获取实时以及高分辨率的数据，利用深度学习等人工智能技术实现种植面积规划、确定地块位置、地块边界划分等，根据历史数据，包括历史地形、坡度、土壤综合情况以及气候等，预估农作物产量和估算生长周期等。目前， 多应用于大田种植 。,北斗卫星风云气象卫星,高分卫星,导航数据气象数据,光谱数据,作物长势监测,多源数据,深度学习,产量预估气候预测,资料来源：佳格天地,EO Intelligence,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务,未使用卫星遥感企业：传感器为主要数据收集方式,30, 通过传感器收集 土壤温湿度、空气温湿度、光照强度、以及降水量 等数据，通过小基站将数据集成，运用无线网络传输将集成后的数据传输到大基站中，后将数据存储到云上。通过对云上的数据进行分析以及模型构建等操作后，在终端实时显示，对作物生长进行精准管理。,光照度传感器,基站,云存储,控制终端,降雨量风速、风向传感器,气候预警病虫害监控,大基站：数据传输监测范围： 4500 亩,数据采集土壤温、湿度传感器空气温、湿度传感器,数据应用定量施肥精准灌溉,数据传输小基站：数据集成监测范围： 1-3km,资料来源：科百科技,EO Intelligence,数据平台服务：数据质量不高、收集周期长是当前行业内主要存在的问题,31,数据混杂、质量不高农 作 物产 量与 作 物生 长数 据 、气 象数 据 、土 壤数 据 以及 病虫 害 数据 关系 密 切， 获取 到 的数 据混 杂 ， 且 目前实时获取的数据质量不高。,环境不同，数据多样中 国 是一 个地 大物 博的 国家 ， 耕地面 积 众多 ，分 散严 重， 南北地 区温差 大 ，使 得作 物生 长种 类多样 ，作物数据多样。,数据获取难、收集周期长农业数 据收 集是 一个 长 周期过 程 ，不同作 物生 长周 期不 同 ， 一年 一季或者一 年多 季 ， 获取 农 业大数 据需要多年 的数 据收 集积 累 ， 短期 内获,得大量的数据较困难。,氮磷钾传感器缺失目前，已经能够收集到的有气候气象数据，土壤、空气温湿度、水分等数据，然而 土壤有机物含量、氮磷钾等营养成分难获取 ，相应传感器缺失，技术不成熟。,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.2 数据平台服务,1,2,3,4,EO Intelligence,2.3 无人机植保,32,Part2. 智慧农业四大典型应用场景,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.3 无人机植保,无人机植保产业链构成,33, 无 人 机 植 保能 够 解决 农 村 劳 动力 短 缺 、 劳 动 力 成本 高 、农 民 效 率 低 、 农 药使 用 严 重 等问 题 。无 人 机 植 保产 业 链包 括 三 个 部分 ： 原药 研 发 、 无人 植 保机 制 造 以 及飞 防 队进 行 植 保 服务 。 原药 分 为 固 态和 液 态两 种 药 剂 ，目 前 多以 液 态 药 剂为 主 ，植 保 无 人 机制 造 企业或者飞防组织根据实际情况进行原药加工以及兑水稀释后，对农作物进行植保作业。 植 保 平 台 将植 保 农户 和 植 保 飞防 队 连接 起 来 ， 农户 通 过平 台 下 单 ，平 台 为植 保 队 分 单后 ， 植保 队 为 农 户进 行 植保 作 业 ， 作业 完 成后农户通过平台对植保飞防队进行评价。,固态药剂,液态药剂,飞手培训,化学原料供应原药研发,植保无人机制造,硬件设计,农村合作社,植保飞防队,政府统防统治,植保农户植保平台,软件开发,无人机租赁EO Intelligence,无人机售卖,原药加工注：图中虚线表示不以该方式为主,EO Intelligence,无人机植保产业三个关键因素：农药、无人机、植保队,34,使用无人机专用药剂 ，一般为雾状 ，通过专用喷头将药液雾化成细小的颗粒状，由于存在飘逸现象 ， 可根据不同药液调节雾滴粒径来减少农药飘逸现象。,无人机,无 人 机分 为固 定 翼 、单 旋 翼和 多旋 翼 ， 目前以多 旋翼 为主 ， 飞 行系统 多为电 动系 统 ，续航 时 间大约 在 20min 左右 ，各家 无 人 机标准不一，操作没有规范性。,植保队 一般 由多 名飞 手联合 组成 ， 每年农 忙 仅 为 3-9 月 份 ， 需 全 国 性 流 动 ， 且需 携 带 多 块 电 池 。 一 分 钟 可 喷 洒 1-2 亩地，经验对飞防作业至关重要。,农药,植保队, 农药一般分为固态药剂和液态药剂，固态药剂由于颗粒大小不同，会出现堵塞喷头行为；而 液态药剂喷洒过程中使用雾状形式，会出现药液漂移问题， 需要研发设计 专用喷头。 目前无人机植保领域大多数公司运用自家的无人机进行植保作业，而 大部分的无人机植保公司没有太多的核心技术， 经过各个零件简单组装后，为农户进行植保作业，作业效果不尽理想。 植保队通常由多人组成（也可能是家庭式作业夫妻、兄弟），为当地农户进行植保作业，经验对于植保队员尤其重要。,图片来源：极飞科技,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.3 无人机植保,EO Intelligence,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.3 无人机植保,当前，无人机植保产业主要存在以大疆、极飞和农田管家为代表的三种不同的运营模式,35,研发 + 销售专注于植保无人机技术研发 ， 通过研发 + 销售的方式不断提高植 保队作业效率 ，主要以大疆创新为代表的企 业。无人机系统主要分为三个层次：最底层 是飞控系统、中间层是感知系统，最上层是 任务规划系统 ， 飞控系统是无人机研发企业最关键的技术。研发 + 销售 + 植保服务这 个 方 式 指 的 是 一 边 进 行 无 人 机 技 术 研 发，一 边 是 植保 服 务， 通过 无 人机 研 发 + 植 保 的方 式 贯 穿 农 业 植 保 核 心 产 业 链 ， 主 要 以 极 飞科技为代表的企业。第三方平台不专注于 无人机 技术研 发 ，而以植 保平台建设为主， 一边连 接飞手 ，一边连接 农户 ，为飞手提供飞防订 单 ， 解 决飞防队作业周期 短 、跨省作业 成本高 等问题 ，主要是以 农田管家为代表的企业。,无人机,EO Intelligence,Part2. 智慧农业四大典型应用场景2.3 无人机植保,无人机植保产业的发展需要进一步提升无人机和植保队的作业效率,36,无人机作业效率的提升无人机作业效率的提高关键在于各个无人机厂家及其上游设备供应商的研发创新，包括提高电池的续航时间、设计性能更加优越的飞控系统等。但行业混乱、亟须出台配套的国家标准和行业标准, 无人机植保行业存在很多的问题，通常航空喷洒的农药浓度比较高，需要兑水稀释，而农药中的溶剂密度小于水，当掺入水时， 比重小的药剂会发生漂移现象 ；同时，无人机续航时间在 20 分钟左右，一分钟作业 1-2 亩，作业面积将近 40 亩后，就要进行电池的更换， 续航时间短问题需要解决 ；另外，飞防植保队需要携带电池或者无人机零部件等设备进行全国各地作业， 作业距离远、时间长 ，这些问题都直接或者间接地影响了植保无人机行业的发展。 亿欧智库认为，植保无人机行业的发展需要提升两个方面的效率： 无人机作业效率和飞防植保队作业效率 。植保队作业一分钟大约可以喷洒 1-2 亩，,根据极飞的数据，经验丰富的植保队（ 10 名 队 员 、 20 架 飞机 ） 一 年 作 业 最多 面 积 为 21 万 亩 ， 以每 亩 10 元 计 算 ，一 台 无 人 机 大 约 收 入 为 11 万 元 ， 除 去无人机成本以及电池等零部件损耗，年 收 入 大 约 为 7-10 万 元 ， 而 经 验 差 的飞手可能会赚的更少或者不赚钱。飞防植保队作业效率的提升,内容参考：大疆创新、麦飞科技,EO Intelligence,2.4 农机自动驾驶,37,Part2. 智慧农业四大典型应用场景,EO Intelligence,Part2. 智慧农业