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数字化技术在农业生产中的精准管理分析1

数字化技术在农业生产中的精准管理分析

摘要

本报告系统分析了数字化技术在农业生产精准管理中的应用现状、理论基础、技术

路线及实施方案。通过对国内外农业数字化发展历程的梳理，结合我国农业现代化政策

导向，构建了基于物联网、大数据、人工智能等核心技术的精准农业管理体系。报告详

细阐述了传感器网络部署、数据采集传输、智能决策支持等关键技术环节，并提出了分

阶段实施路径。研究表明，数字化精准管理可使农业生产效率提升30%以上，资源利

用率提高25%，为我国农业转型升级提供重要技术支撑。本报告还针对实施过程中可能

面临的技术、经济、社会风险进行了全面评估，并提出了相应的保障措施，为农业数字

化实践提供系统性解决方案。

引言与背景

全球农业数字化发展趋势

近年来，全球农业数字化进程显著加速。根据联合国粮农组织(FAO)2022年报告

显示，发达国家农业数字化渗透率已达到65%，而发展中国家仅为25%。美国、荷兰、

以色列等国家在精准农业技术应用方面处于领先地位，其农业生产效率较传统方式提

高40%60%。这种差异主要源于技术创新能力、基础设施完善度及政策支持力度的不同。

全球农业数字化发展呈现三大趋势：一是从单一技术应用向系统集成转变；二是从生产

环节向全产业链延伸；三是从效率导向向质量与可持续发展并重转变。这些趋势为我国

农业数字化发展提供了重要参考。

我国农业现代化战略需求

我国正处于从传统农业向现代农业转型的关键时期。《“十四五”推进农业农村现代

化规划》明确提出，到2025年农业科技进步贡献率要达到64%，主要农作物耕种收综

合机械化率达到75%。然而，当前我国农业发展仍面临资源约束趋紧、生产效率不高、

国际竞争力不足等挑战。据农业农村部数据，我国农业用水效率仅为发达国家水平的

60%，化肥利用率不足40%，农药利用率仅为38.1%。数字化精准管理技术能够有效解

决这些问题，通过精准控制资源投入，提高产出效率，减少环境污染，是实现农业高质

量发展的重要途径。

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数字化农业的核心价值

数字化技术在农业生产中的核心价值体现在三个维度：生产效率、资源利用和可持

续发展。在生产效率方面，通过智能装备和精准作业，可使单位面积产量提高15%30%；

在资源利用方面，精准灌溉和施肥技术可节水30%50%，节肥20%30%；在可持续发展

方面，数字化监测与预警系统能够有效降低农业面源污染，保护生态环境。据中国农业

科学院测算，全面推广数字化精准管理技术，可使我国农业碳排放减少15%以上，为

实现”双碳”目标做出重要贡献。这些价值构成了数字化农业发展的根本动力。

研究概述

研究范围与边界

本研究聚焦于数字化技术在农业生产环节的精准管理应用，涵盖大田作物、设施农

业、畜牧业三大领域。研究内容主要包括：智能感知技术、数据传输网络、决策支持系

统、精准作业装备等核心环节。研究边界限定在农业生产环节，暂不涉及加工、流通等

下游环节。在时间维度上，年为研究周期，重点分析近期技术发展路径。在

空间维度上，以我国主要农业产区为研究对象，兼顾不同区域特点。这种界定既保证了

研究的针对性，又确保了成果的可操作性。

研究方法与工具

本研究采用多学科交叉的研究方法，综合运用文献分析、案例研究、模型构建、实

地调研等手段。具体包括：系统梳理国内外相关文献，构建理论框架；选取典型地区开

展实地调研，获取一手数据；利用GIS、遥感等技术手段进行空间分析；采用系统动力

学模型预测发展趋势；通过专家咨询法验证研究结论。研究工具包括：SPSS数据分析

软件、ArcGIS地理信息系统、MATLAB仿真平台等。这种多元化的研究方法确保了结

论的科学性和可靠性。

技术路线设计

本研究的技术路线遵循”理论构建技术分析系统设计实施验证”的逻辑链条。首先，

基于农业现代化理论和信息技术原理，构建数字化精准管理的理论框架；其次，分析物

联网、大数据、人工智能等关键技术的适用性；然后，设计包含感知层、传输层、平台

层、应用层的系统架构；最后，通过试点验证系统效能。技术路线强调理论与实践相结

合，注重技术的可行性和经济的合理性，确保研究成果能够