大数据背景下人工智能在农业领域的应用研究

蒋舒芹 牛慧敏

摘 要：随着社会经济的快速发展，个性化、自动化、智能化技术已逐渐深入居民的生活方式和生产中。我国作为农业大国，农业的生产和发展占据我国经济的主要位置。随着我国农业经济的发展，人工智能在农业领域的应用也越来越广泛。以大数据为背景，研究了农业领域应用人工智能技术的现状及趋势，希望能为未来我国农业生产指引方向。

关键词：大数据;人工智能;农业领域

文章编号：1004-7026（2019）19-0077-02         中国图书分类号：TP18        文献标志码：A

随着互联网技术的不断成熟，互联网承载着的大量数据为每个用户所服务，然而怎样应用具有价值的数据信息，成为现阶段人们亟待解决的问题。大数据技术的意义不在于数据的信息量，而在于专业处理这些有意义的数据，让其价值发挥到最大。我国是一个农业大国，农作物的种类繁多，农作物从选种、培育、生长和销售等过程当中，拥有巨大的信息反馈。应用大数据技术在如此巨大的数据中筛选出有价值的数据，对其进行分析并实现数据实时共享，在我国农业生产中展现出相应的价值。通过精准分析大量数据，智能识别有价值的信息，现已成为我国智能机械的发展难点，同时也是大数据技术在现阶段需要解决的首要问题[1-3]。

1  人工智能在农业领域的应用意义

早在20世纪已有学者提出了农业领域应用智能技术的想法，在社会上引起了轰动，很多研究者认为这是不可实现的想法。人工智能主要是指在计算机技术的基础上实现智能化操作。随着智能技术的广泛应用，该项技术现已逐步走向成熟，让农业生产变得更加智能化，减少了人力和生产成本。现阶段人工智能基本上贯穿整个农业生产过程，帮助农业生产在各环节实现智能化和自动化管理。智能技术打破了传统农业的生产方式，一定程度上提高了生产效率。农业生产需要投入大量的劳动力，但随着社会经济的不断发展和人民可支配收入的提高，很多农村劳动力转移到城市。且由于计划生育的影响导致我国老龄化严重。这两方面原因使我国农业生产劳动力大量减少，对农业生产造成相当大的负面影响。智能技术的逐步成熟，让农作物的生长和牲畜喂养等生产环节可以依靠各种各样的智能机械。替代劳动力，降低了农业生产劳动力的作业强度和人力成本，进而提高了农业生产的经济效益。人工智能技术在产品加工和质量测评等环节中，也能提高效率与质量，为人们提供更为优质的农作物产品[4]。

2  人工智能在农业领域的应用现状

2.1  杂草控制

杂草会和农作物抢土壤营养，因此控制杂草是农田中很重要的事情。现阶段有部分企业通过机器人技术协助农民找到有效保护农作物的方式，避免其受到杂草侵害，例如Blue River Technology研发的针对杂草控制的机器人。据相关报道，该机器人主要是通过计算机视觉扫描检测农作物的植株，进而精准喷洒除草药剂。据介绍，这款机器人能降低80%的除草剂费用[5]。

2.2  病虫害识别

农作物在生长过程中会被病虫侵入，阻碍农作物的正常生长，情况严重时还可能导致农作物产量下降，使农业的经济效益萎缩，因此应研发智能化病虫识别技术。具体的操作方式是通过应用机械视觉技术和智能学习方法技术，精准分析农作物的病虫害状况，并且制定出科学合理的预防措施。为了能够精准识别农作物病虫害，需要拥有专业的病虫害特点数据库。要采集常见的病虫害图像，由专业工作人员利用技术进行专业化处理，识别出病斑区域，然后根据病虫害不同的参照数据对其进行系统性分类，创建出更加具体的分类信息数据库。只有这样才可以在现实操作中精准识别农作物的病虫害类别[6-7]。

该技术的识别过程主要是应用计算机视觉图像识别技术，实现对病虫害的识别操作，也可以对杂草等进行识别，实现去除杂草的技术。这种技术能缩减农场使用除草剂的次数，提高农作物的质量，减少农药的使用次数，帮助农民生产出绿色农产品。

2.3  农作物收割

预计2015—2025年，农业领域的劳动力有所減少，其数量减少5%以上。美国的Harvest CROO Robotics公司研发了一款可以协助农民采摘农作物的机器人。这款机器人可以实现对农作物的智能化采摘，降低了农民的劳动强度，同时也提高了采摘效率和工作质量。在采摘过程中，机器人通过视觉识别技能识别熟透了的农作物，在采摘过程中通过对农作物的成熟状况进行力度调整。虽然这款机器人的工作速度没有人工快，但该机器人可以不间断工作，因此在工作的总体速度上，机器人更胜一筹。采摘机器人比人工采摘的优势大，部分机器人在采摘农作物的过程中还能逐步增加熟练程度，进而提高整体的采摘速度。

3  人工智能在农业领域的发展趋势

农业是我国的基础产业，是国民经济的重要支柱。农业的发展状况会直接影响我国的经济发展情况，与人们的生活息息相关。在大数据背景下，农业的发展进程离不开应用人工智能技术。智能技术的不断发展和人工智能在农业领域的广泛应用，使我国的农业生产水平取得了质的飞跃。同时，随着互联网大数据处理技术的逐渐成熟，对遥感图像信息的处理也逐步成熟，提高了农作物分类以及各种灾害测评的准确性，推动了精准农业实施的脚步[8]。

现阶段，智能技术在农业领域的发展趋势可以体现在以下几个层面。①农业生产集约化程度不断增强。人工智能技术的应用很大程度上增强了农业生产的效率，传统的分散型农业生产结构与人工智能技术的应用不匹配。②人工智能技术逐渐地成熟并广泛应用在农业设施中，提高了农业生产效率和操作简便程度。设施农业的生产规模随之扩大，智能化程度更加完善。③人工智能的广泛应用让农作物浇灌和施肥等环节都能控制在最为适当的用量，很大程度上节约了水资源和肥料的用量，避免了资源浪费。人工智能化设施的应用，实现了利用最适量的资源成本让农作物增产、增量和增值的目标，推动了资源节约型农业的快速发展[9]。

4  结束语

在大数据时代背景下，各个行业都要在大数据开发基础上，发展人工智能技术。人们需要面对数据更加巨大、技术架构更复杂的问题，并且从中找到最为优化的解决方式。总结了大数据时代背景下农业领域应用的先进智能技术，阐述了智能技术应用在杂草控制、病虫害识别、农作物收割等方面的现状。目前，农业领域应用人工智能技术还是起步阶段，有很多问题需要研究学者去探索。应用智能技术，从大规模的农业数据中解密和筛选主要信息，找到数据背后的联系，破解农业生产发展规律，还需要深层次的探索。