智慧農(nóng)業(yè)：農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展
19世紀，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域出現(xiàn)了以蒸汽機為代表的新型機械，農(nóng)業(yè)機械的廣泛使用和農(nóng)戶大量使用化學藥品標志著農(nóng)業(yè)2.0時代的開始。
20 世紀，隨著計算機和電子技術(shù)的快速發(fā)展，全新的智慧農(nóng)業(yè)時代到來。物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析、人工智能、云計算和遙感等新技術(shù)的應用，顯著改善了農(nóng)業(yè)活動，慧農(nóng)業(yè)中的大數(shù)據(jù)提供了實時農(nóng)業(yè)狀況的推斷性概覽，使農(nóng)民能夠做出有效的決策。
全球多個多邊組織和發(fā)展中國家已提出采用智能農(nóng)業(yè)技術(shù)來提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量，在優(yōu)化農(nóng)業(yè)勞動力需求和提高產(chǎn)品數(shù)量和質(zhì)量方面，傳感器可以持續(xù)更準確地監(jiān)測農(nóng)作物，在農(nóng)作物生命周期的早期階段檢測任何不良狀況。當前的農(nóng)業(yè)從農(nóng)作物播種到收獲、儲存和運輸都采用了智能工具。由于其精確的監(jiān)測能力，適當使用各種傳感器使整個操作更加高效和有利可圖。此外，快速收集數(shù)據(jù)的傳感器可直接在線獲取以供進一步評估，并為每個地點提供針對農(nóng)作物和場地的農(nóng)業(yè)。
智能農(nóng)業(yè)和監(jiān)測解決了與作物生產(chǎn)相關(guān)的許多問題，特別是有關(guān)土壤特性、氣候因素、土壤濕度等變化的問題，以改善空間管理實踐，從而提高作物產(chǎn)量并避免過量使用化肥和農(nóng)藥。
智能農(nóng)業(yè)使用的技術(shù)
1、全球定位系統(tǒng)（GPS）
GPS 可以精確記錄緯度、經(jīng)度和海拔信息。全球定位系統(tǒng)衛(wèi)星發(fā)射信號，使 GPS 接收器能夠?qū)崟r計算其位置，并在移動時提供連續(xù)的位置信息。精確的位置信息使農(nóng)民有機會發(fā)現(xiàn)田間數(shù)據(jù)的精確位置，例如害蟲發(fā)生情況、土壤類型、雜草和其他障礙物。該系統(tǒng)有助于識別各種田間位置，以便將必要的投入（種子、肥料、除草劑、殺蟲劑和水）應用于特定田間。
2、地理信息系統(tǒng)（GIS）
GIS 包括硬件和軟件，用于提供匯編、存儲、檢索、屬性分析和位置數(shù)據(jù)，以生成地圖并分析統(tǒng)計和空間方法的特征和地理。GIS 數(shù)據(jù)庫提供有關(guān)田間土壤類型、養(yǎng)分狀況、地形、灌溉、地表和地下排水、化學施用量和作物產(chǎn)量的信息，并建立影響特定農(nóng)田作物的因素之間的關(guān)系。除了數(shù)據(jù)存儲和顯示之外，GIS 還用于通過組合和改變數(shù)據(jù)層來評估當前和替代的管理，以供決策制定。
3、土壤和植物傳感器
土壤傳感器和植物可穿戴設(shè)備可實時監(jiān)測土壤中的物理和化學信號，如水分、pH 值、溫度和污染物，并提供信息以優(yōu)化作物生長條件，對抗生物和非生物脅迫，并提高作物產(chǎn)量。土壤有機質(zhì) (SOM)、氮 (N)、磷 (P) 和鉀 (K) 是作物生產(chǎn)最重要的營養(yǎng)成分?；诮t外反射的傳感器可以測量表面和地下土壤氮的空間變化 。通過評估紅外和可見光波長區(qū)域的土壤光譜反射率，基于最佳波長預測 SOM 。使用近紅外光譜光度法技術(shù)預測土壤氮和磷。土壤表觀電導率? 傳感器在田間表面持續(xù)收集信息，同時，使用光電、聲學、阻抗傳感器和納米結(jié)構(gòu)生物傳感器檢測土壤昆蟲/害蟲。
4、產(chǎn)量監(jiān)控
產(chǎn)量監(jiān)測器是傳感器和組件的組合，包括數(shù)據(jù)存儲設(shè)備、計算機和用戶界面，用于控制集成和交互組件。傳感器通過評估谷物流動的質(zhì)量或體積力來連續(xù)測量產(chǎn)量。質(zhì)量流量傳感器基于發(fā)射微波能量束并測量撞擊后反彈的能量的原理。在產(chǎn)量監(jiān)測器中，GPS 接收器根據(jù)位置產(chǎn)量數(shù)據(jù)創(chuàng)建產(chǎn)量圖。
產(chǎn)量監(jiān)測器安裝在收割機上，與移動應用程序相連，顯示實時收獲數(shù)據(jù)，并自動上傳到網(wǎng)絡(luò)平臺。該應用程序可以生成高質(zhì)量的產(chǎn)量圖并與農(nóng)學家分享，農(nóng)民可以導出其他農(nóng)場管理數(shù)據(jù)進行分析。在園藝作物中，為了準確確定農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，果實生長被認為是作物生長期內(nèi)最相關(guān)的參數(shù)之一。彩色圖像可用于追蹤果實狀況，以估計果實成熟度、做出收獲決策和瞄準合適的市場。衛(wèi)星圖像是實時監(jiān)測廣大區(qū)域作物產(chǎn)量的選擇之一；例如，Sentinel-1A 圖像用于繪制緬甸的水稻產(chǎn)量和作物強度。
作物產(chǎn)量估算系統(tǒng)由軟件和硬件組件組成。基于藍牙終端安卓應用程序和產(chǎn)量估算軟件程序，通過移動應用程序使用數(shù)學計算估算作物產(chǎn)量?；诠庾V特征的衛(wèi)星作物產(chǎn)量預測表明，估計產(chǎn)量與實際產(chǎn)量一樣可靠。使用機器學習和作物模型中的衛(wèi)星數(shù)據(jù)同化，在不同環(huán)境下成功進行了玉米產(chǎn)量預測。
