4.1 国家战略需求分析

     当前，我国农业发展面临着“谁来种地、怎样种好地”的重大问题[17]，面临着质量效益不高、国际竞争力不强等多重挑战[18]。现代信息技术为我国农业现代化发展提供了前所未有的新动能，成为提高我国农业质量效益的新途径。我国农业在经历了人力和畜力为主的传统农业（农业1.0）、生物—化学农业（农业2.0）、机械化农业（农业3.0）之后[19]，必须进一步转变农业生产方式，将现代信息技术与农业深度融合，大力发展智慧农业（农业4.0）。

     党中央、国务院发布了系列政策文件支持智慧农业发展：《中华人民共和国国民经济和社会发展第十三个五年规划纲要》第二十章中指出，要“加强农业与信息技术融合，发展智慧农业冶”[20]；2016年8月，《“十三五”国家科技创新规划》提出了发展智慧农业的明确任务[21]；《全国农业现代化规划（2016-2020 年）》提出实施“智慧农业引领工程”[22]；2018年2月，《中共中央国务院关于实施乡村振兴战略的意见》中明确提出，“大力发展数字农业，实施智慧农业林业水利工程，推进物联网试验示范和遥感技术应用”[23]；2018年6月27日，李克强总理主持的国务院常务会议指出，“要加快现代信息技术在农业中广泛应用、实施‘互联网+’农产品出村工程并鼓励社会力量运用互联网发展各种亲农惠农新业态、新模式，满足‘三农’发展多样化需求”[24]；2018年12月12日，李克强总理主持召开的国务院常务会议再次指出，要“推进‘互联网+农机作业’，促进智慧农业发展”[25]。连续发布的多个政策表明，发展智慧农业已成为重要国家战略之一。

4.2 智慧农业战略目标

      综合智慧农业的技术特征及我国发展现代农业的战略需求，我国未来10年智慧农业发展的战略目标为：瞄准农业现代化与乡村振兴战略的重大需求，突破智慧农业核心技术、卡脖子技术与短板技术，实现农业“机器替代人力”、“电脑替代人脑”、“自主技术替代进口”的三大转变，提高农业生产智能化和经营网络化水平，加快信息化服务普及，降低应用成本，为农民提供用得上、用得起、用得好的个性化精准信息服务，大幅度提高农业生产效率、效能、效益，引领现代农业发展。

4.3 重点任务

      在战略目标的指导下，按照“抓重点、补短板、强弱项”思路，今后智慧农业的8项重点发展任务如下：

      （1）研发具有自主知识产权的农业传感器。传感器是智慧农业核心技术，高端传感器的核心部件（激光器、光栅等）制约了智慧农业发展。研发具有自主知识产权的土壤养分（氮素）传感器、土壤重金属传感器、农药残留传感器、作物养分与病害传感器、动物病毒传感器以及农产品品质传感器等。

      （2）发展大载荷农业无人机植保系统。研发载荷200 kg以上的高端无人机的导航和仿形飞控平台、作业装备，重点攻克田间环境感知和自主作业避障技术，发展大载荷自主控制农业植保无人机平台和精准施药技术装备等。

      （3）研制智能拖拉机。目前我国大马力高端智能拖拉机主要依靠进口。研制农机传感器高性能芯片，智能终端，基于国际标准的控制器局域网络（Controller Area Network，CAN）总线技术控制模块，攻克拖拉机自动驾驶技术，包括农机导航陀螺加速度传感器、全球导航卫星系统（Global Navigation Satellite System，GNSS）板卡、ARM（Advanced RISC Machines）芯片、角度传感器、电动方向盘电机和基增强技术等。

      （4）研发农业机器人。研发一批能承担高劳动强度、适应恶劣作业环境、完成高质量作业要求的农业作业机器人。如嫁接机器人、除草机器人、授粉机器人、打药机器人以及设施温室电动作业机器人等。

      （5）解决农业大数据源问题。信息最初1km是智慧农业发展的最大瓶颈。建立高效、低成本的天空地信息获取系统，积极发展农业专用卫星，协同用好高分系列卫星和国际其他卫星资源，解决农业大数据源问题。

      （6）发展农业人工智能。充分利用新一代人工智能发展的历史机遇，积极发展农业人工智能。重点开展农业大数据智能研究，通过深度学习建立农业知识图谱实现作物病虫害和动物个体智能识别与诊断，研究智能语音精准信息服务系统等。

      （7）开展集成应用示范。推进智慧农场（大田精准作业）、智能植物工厂、智慧牧场、智慧渔场、智慧果园、农业智能信息服务、典型农业机器人、农产品智能加工车间和智慧物流等的集成应用示范。

      （8）提升智慧农业产业。通过研发农业智能材料、农业传感器与仪器仪表、智能化农机装备、农业智能机器人、农业群体智能搜索引擎、农业智能语音服务机器人、农技推广智能化工具箱、农业软件智能重构工具产品，发展农业装备智能化生产线、农业商务智能、农业综合信息智能服务、农机智能调度与运维管理、农产品质量安全智能监管、农业资源智能监管、农情监测与智能会商、农产品监测预警系统平台等提升智慧农业产业。