王海光

(中國農(nóng)業(yè)大學(xué) 植物保護(hù)學(xué)院，北京 100193)

植物病蟲草鼠害(以下簡稱病蟲害)的發(fā)生嚴(yán)重影響糧食安全、生物安全和生態(tài)安全。人們在與病蟲害斗爭過程中，提出了有害生物綜合治理(integrated pest management)、可持續(xù)植保(sustainable plant protection)、有害生物生態(tài)治理(ecological pest management)等防治理念，通過植物檢疫、抗性品種利用、農(nóng)業(yè)防治、生物防治、物理防治、化學(xué)防治等措施的綜合應(yīng)用，促進(jìn)了病蟲害的安全、有效、綠色和可持續(xù)治理。新中國成立70多年來，我國建立了國家-省-市-縣四級植保體系，制定了《中華人民共和國進(jìn)出境動植物檢疫法》、《植物檢疫條例》、《農(nóng)藥管理?xiàng)l例》、《農(nóng)作物病蟲害防治條例》、《中華人民共和國生物安全法》等法律法規(guī)，發(fā)布了《一類農(nóng)作物病蟲害名錄》，提出了“預(yù)防為主，綜合防治”的植保工作方針以及“植物系統(tǒng)工程”、“公共植保、綠色植?！薄ⅰ翱茖W(xué)植保、公共植保、綠色植?！钡炔∠x害防治理念，在小麥條銹病(由Pucciniastriiformisf. sp.tritici引起)、稻瘟病(由Magnaportheoryzae引起)、蝗蟲、稻飛虱、草地螟(Loxostegesticticalis)、草地貪夜蛾(Spodopterafrugiperda)、蘋果蠹蛾(Cydiapomonella)、馬鈴薯甲蟲(Leptinotarsadecemlineata)、松材線蟲(Bursaphelenchusxylophilus)等多種重要病蟲害的防控方面取得了顯著成效。我國針對突發(fā)性、暴發(fā)性、災(zāi)害性病蟲害的防控能力顯著提升，例如，針對草地貪夜蛾的入侵，我國制定了應(yīng)急處置方案，建立了阻截防控體系，取得了草地貪夜蛾“阻擊戰(zhàn)”的階段性勝利[1-2]。

受全球氣候變化、耕作制度改變、經(jīng)濟(jì)貿(mào)易和旅游業(yè)發(fā)展、植物品種更換等影響，病蟲害發(fā)生規(guī)律呈現(xiàn)新變化，一些流行性、暴發(fā)性重大病蟲害危害性增強(qiáng)，一些局部地區(qū)發(fā)生或偶發(fā)性的病蟲害發(fā)生范圍逐漸擴(kuò)大、所造成的危害逐漸加重，人為傳播病蟲害或外來入侵有害生物的威脅愈發(fā)嚴(yán)重。并且，隨著人們生活水平的提高，農(nóng)產(chǎn)品農(nóng)藥殘留、食品安全、生態(tài)安全等日益受到關(guān)注和重視。尤其是近年來我國農(nóng)村勞動力流失嚴(yán)重，導(dǎo)致農(nóng)業(yè)勞動力結(jié)構(gòu)性變化，老年勞動力占比增多，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)面臨著“誰來種地，如何種好地”的問題[3-4]。因此，加強(qiáng)植物保護(hù)工作，做好植物病蟲害的安全、有效、綠色、可持續(xù)防控和治理，對保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)安全、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全、國家糧食安全、生物安全和生態(tài)安全具有重要意義。

計(jì)算機(jī)技術(shù)、傳感技術(shù)、通信技術(shù)、微電子技術(shù)、控制技術(shù)等信息技術(shù)推動和促進(jìn)了科學(xué)發(fā)展與技術(shù)進(jìn)步，改變了人類的生活和生產(chǎn)方式。物聯(lián)網(wǎng)(Internet of Things)、移動互聯(lián)、云計(jì)算(cloud computing)、大數(shù)據(jù)(big data)、人工智能(artificial intelligence，AI)等現(xiàn)代信息技術(shù)的迅速發(fā)展，影響著各個(gè)行業(yè)。現(xiàn)代信息技術(shù)推動和促進(jìn)了農(nóng)業(yè)信息化向智能化不斷發(fā)展，其與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工具的集成和融合使得農(nóng)業(yè)機(jī)械或裝備更加自動化、智能化，促進(jìn)農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)(smart agriculture)方向發(fā)展。我國“十三五”規(guī)劃(2016-2020年)(中華人民共和國國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十三個(gè)五年規(guī)劃綱要)將“智慧農(nóng)業(yè)”列為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化重大工程之一。2016-2022年每年中央一號文件均對加強(qiáng)關(guān)鍵信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用、推動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化發(fā)展提出要求。2016年7月中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)的《國家信息化發(fā)展戰(zhàn)略綱要》提出“沒有信息化就沒有現(xiàn)代化”、“把信息化作為農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的制高點(diǎn)”。2018年中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略規(guī)劃(2018-2022年)》提出“加強(qiáng)農(nóng)業(yè)信息化建設(shè)”、“大力發(fā)展數(shù)字農(nóng)業(yè)，實(shí)施智慧農(nóng)業(yè)工程和‘互聯(lián)網(wǎng)+’現(xiàn)代農(nóng)業(yè)行動，鼓勵(lì)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進(jìn)行數(shù)字化改造，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)遙感、物聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用，提高農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化水平”。2020年10月29日中國共產(chǎn)黨第十九屆中央委員會第五次全體會議通過的《中共中央關(guān)于制定國民經(jīng)濟(jì)和社會發(fā)展第十四個(gè)五年規(guī)劃和二O三五年遠(yuǎn)景目標(biāo)的建議》提出“深入實(shí)施藏糧于地、藏糧于技戰(zhàn)略”、“建設(shè)智慧農(nóng)業(yè)”。我國人口眾多，糧食安全是國家安全的重要基礎(chǔ)，一方面應(yīng)該堅(jiān)持最嚴(yán)格的耕地保護(hù)制度，嚴(yán)守耕地紅線；另一方面應(yīng)該加強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新、研發(fā)和攻關(guān)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣應(yīng)用。發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)對于保障我國糧食安全、全面實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略、加快農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化具有重要意義。

智慧農(nóng)業(yè)是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要建設(shè)方向，是建立在可持續(xù)發(fā)展基礎(chǔ)之上的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，是農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要體現(xiàn)，具體內(nèi)容包括信息智能感知、智能決策、智能控制等，涉及耕作、種植、管理、采收、流通等多個(gè)環(huán)節(jié)。智慧農(nóng)業(yè)受到國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。正如中國工程院院士汪懋華2019年在《智慧農(nóng)業(yè)(中英文)》創(chuàng)刊賀詞中所言“‘智慧農(nóng)業(yè)’絕不僅僅是科學(xué)的簡單應(yīng)用和堆砌，除了要懂得工程與農(nóng)業(yè)生物基礎(chǔ)科學(xué)的基本原理、理論和方法之外，還必須善于處理好科學(xué)要素、技術(shù)要素、經(jīng)濟(jì)要素、管理要素、社會要素、環(huán)境要素等多要素的集成、選擇和優(yōu)化?！腔坜r(nóng)業(yè)’是基于新一代ICT(筆者注：ICT全稱為information and communications technology，即信息與通信技術(shù))科技與農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化深度融合發(fā)展的集成體系?！?中國工程院院士趙春江[5]認(rèn)為“智慧農(nóng)業(yè)是以信息和知識為核心要素，通過將互聯(lián)網(wǎng)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計(jì)算、人工智能等現(xiàn)代信息技術(shù)與農(nóng)業(yè)深度融合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息感知、定量決策、智能控制、精準(zhǔn)投入、個(gè)性化服務(wù)的全新的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式，是農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展從數(shù)字化到網(wǎng)絡(luò)化再到智能化的高級階段。”智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展受到農(nóng)業(yè)信息化和機(jī)械化水平的限制。在智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，信息技術(shù)被用于農(nóng)業(yè)系統(tǒng)的各個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)獲取和共享、智慧決策、智慧管理、智慧服務(wù)等。在2020年12月18日中國工程院戰(zhàn)略咨詢中心、科睿唯安(Clarivate Analytics)、高等教育出版社聯(lián)合發(fā)布的《全球工程前沿2020》中，“農(nóng)業(yè)生物信息、環(huán)境信息的智能感知”、“農(nóng)業(yè)機(jī)械人作業(yè)對象識別與定位”被列為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的11項(xiàng)工程研究前沿中的2項(xiàng)，“無人農(nóng)場智能裝備”、“農(nóng)業(yè)先進(jìn)傳感機(jī)理與技術(shù)”、“植保無人飛機(jī)病蟲害智能識別與精準(zhǔn)對靶施藥”被列為農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的9項(xiàng)工程開發(fā)前沿中的3項(xiàng)。

2013年5月13日我國農(nóng)業(yè)部發(fā)布的《農(nóng)業(yè)部關(guān)于加快推進(jìn)現(xiàn)代植物保護(hù)體系建設(shè)的意見》(農(nóng)農(nóng)發(fā)〔2013〕5號)規(guī)定我國應(yīng)加快推進(jìn)現(xiàn)代植物保護(hù)體系建設(shè)，實(shí)現(xiàn)植保體系監(jiān)測預(yù)警信息化、物質(zhì)裝備現(xiàn)代化、應(yīng)用技術(shù)集成化、防控服務(wù)社會化、人才隊(duì)伍專業(yè)化、行業(yè)管理規(guī)范化。病蟲害智能化精準(zhǔn)識別與監(jiān)測預(yù)警、智能化精準(zhǔn)靶向施藥等智能化植保技術(shù)和智能化植保裝備已經(jīng)受到關(guān)注，被認(rèn)為是未來植保的重要發(fā)展方向和趨勢[6-7]。信息技術(shù)促進(jìn)植保信息化(plant protection informationization)向縱深發(fā)展，提高植保領(lǐng)域的自動化、數(shù)字化、智能化水平，推動著傳統(tǒng)植保向現(xiàn)代植保、智慧植保的變革。

沒有農(nóng)業(yè)信息化，就沒有農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化；沒有植保信息化，就沒有植?，F(xiàn)代化。隨著現(xiàn)代信息技術(shù)支撐的智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展，智慧植保作為其不可或缺的部分，同樣應(yīng)該從理論、技術(shù)、應(yīng)用多層面全面發(fā)展。AI等現(xiàn)代信息技術(shù)在植保領(lǐng)域的應(yīng)用將提升植保相關(guān)產(chǎn)業(yè)水平，智慧植保將為植保相關(guān)領(lǐng)域科研、生產(chǎn)和產(chǎn)業(yè)等帶來翻天覆地的變化，將會解決傳統(tǒng)植保中措施落后、效率低、人力和物力成本高、農(nóng)藥過度或不當(dāng)施用等問題。

目前，尚未見針對智慧植保的較系統(tǒng)和全面的報(bào)道。因此，本研究擬在農(nóng)業(yè)、科技和學(xué)科發(fā)展基礎(chǔ)上，從智慧植保的概念、理論框架、功能、關(guān)鍵技術(shù)、研究進(jìn)展等方面進(jìn)行闡述，并提出發(fā)展智慧植保的建議，拋磚引玉，旨在促進(jìn)對智慧植保的認(rèn)識和能夠?qū)χ腔壑脖５牧夹园l(fā)展提供一些參考。

1 智慧植保的概念

智慧植保是以傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、全球定位技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、AI技術(shù)等為基礎(chǔ)，以智能手機(jī)、計(jì)算機(jī)、機(jī)器人、無人機(jī)和各種農(nóng)業(yè)機(jī)械或裝備等為終端，用于病蟲害監(jiān)測、預(yù)測預(yù)警、防控和管理等的綜合技術(shù)體系，是植物保護(hù)與其他多個(gè)學(xué)科交叉的綜合科學(xué)。從更狹義的角度考慮，智慧植保是植物病蟲害防控植保工作的智慧化；從更宏觀的角度理解，智慧植保應(yīng)該包含在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、植保管理、植?？蒲?、植保服務(wù)等各個(gè)環(huán)節(jié)，可以是AI技術(shù)等現(xiàn)代信息技術(shù)滲透到各個(gè)環(huán)節(jié)的植保工作中，而使其機(jī)械化、精準(zhǔn)化、自動化、智能化、智慧化。

智慧農(nóng)業(yè)的英文為“smart agriculture”，亦有稱之為“intelligent agriculture”。參照智慧農(nóng)業(yè)的英文，智慧植保的英文可為“smart plant protection”，亦可為“intelligent plant protection”。為了避免將“smart plant protection”或“intelligent plant protection”理解為對“smart plant”或“intelligent plant”的“protection”，智慧植保的英文可為“smart phytoprotection”，亦可為“intelligent phytoprotection”。不過，“smart phytoprotection”應(yīng)該更合適一些，也更有靈性。

信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用促進(jìn)了農(nóng)業(yè)信息化，推動農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)、現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)方向發(fā)展。農(nóng)業(yè)信息化可以理解為“信息技術(shù)+農(nóng)業(yè)”，智慧農(nóng)業(yè)可以理解為“物聯(lián)網(wǎng)+AI+農(nóng)業(yè)”。信息技術(shù)在植保領(lǐng)域的應(yīng)用促進(jìn)了植保信息化，推動植保向現(xiàn)代植保、智慧植保方向發(fā)展，植保信息化可以理解為“信息技術(shù)+植?！?，智慧植保可以理解為“物聯(lián)網(wǎng)+AI+植?！?。智慧植保作為智慧農(nóng)業(yè)的組成部分，是以可持續(xù)植保和精準(zhǔn)植保為基礎(chǔ)的，是現(xiàn)代植保的重要發(fā)展方向和重要體現(xiàn)。

智慧植保的發(fā)展，將會提高獲取數(shù)據(jù)的精度、廣度(時(shí)間和空間)、準(zhǔn)確度、時(shí)效性，提高病蟲害預(yù)測預(yù)警的準(zhǔn)確性和時(shí)效性，將更容易實(shí)現(xiàn)病蟲害的早發(fā)現(xiàn)、早防治，并可做到病蟲害智能精準(zhǔn)定位與施藥防治，達(dá)到減藥增效目的，提高生產(chǎn)效率。智慧植保可為開展植保工作提供新型、便捷、高效的技術(shù)和方法，為研究病蟲害發(fā)生規(guī)律和防控措施提供支撐。智慧植保會提高工作效率，實(shí)現(xiàn)信息的快速、高效傳輸，有害生物的快速鑒定和診斷，精準(zhǔn)、高效的預(yù)測預(yù)警，自動化、智能化的有效防控。在智慧植保下，可從多層次、多時(shí)相等多個(gè)方面研究植保問題，為在更大時(shí)空范圍內(nèi)和更復(fù)雜系統(tǒng)層面研究問題和開展研究成果應(yīng)用提供可能和條件。

從智慧植保的概念來看，智慧植保具有智能化(intelligence)(自動化、自動學(xué)習(xí)、智能控制和管理等)、高精確性(high precision)(精準(zhǔn)植保，位置精準(zhǔn)、數(shù)據(jù)精確、操作精確等)、高效率(high efficiency)(便捷、高速、程序優(yōu)化、省力高效等)、可持續(xù)性(sustainability)(綠色、環(huán)境友好、減藥增效、生態(tài)可持續(xù)、生產(chǎn)可持續(xù)、技術(shù)可持續(xù)等)、高安全性(high safety)(生物安全、生產(chǎn)過程安全、產(chǎn)品安全等)的特點(diǎn)，可簡稱為IPESS。

2 智慧植保相關(guān)學(xué)科與理論框架

智慧植保是多學(xué)科交叉的新興學(xué)科或領(lǐng)域，是植物保護(hù)與AI等現(xiàn)代信息技術(shù)的最直接交叉和融合發(fā)展，其將圍繞整個(gè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品流通過程開展病蟲害系統(tǒng)的監(jiān)測、病蟲害預(yù)測預(yù)警、病蟲害管理和決策、植保生產(chǎn)服務(wù)等的理論、技術(shù)和方法、應(yīng)用研究，實(shí)現(xiàn)植保精準(zhǔn)化、自動化、智能化、智慧化，其理論框架如圖1所示。智慧植保涉及植物保護(hù)科學(xué)、信息科學(xué)、農(nóng)業(yè)工程等，其與植物保護(hù)、AI、農(nóng)業(yè)工程、數(shù)學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、計(jì)算機(jī)科學(xué)、通信科學(xué)、遙感科學(xué)、生態(tài)學(xué)、生物科學(xué)等多個(gè)學(xué)科密切相關(guān)。

圖1 智慧植保理論框架Fig.1 Theoretical framework of smart phytoprotection

發(fā)展和建設(shè)智慧植保是一個(gè)系統(tǒng)工程。智慧植保將為植保工作帶來革命性改變。得益于傳感器、網(wǎng)絡(luò)傳輸、機(jī)械、AI等技術(shù)的發(fā)展，智慧植?？墒剐畔@取更加即時(shí)化、精準(zhǔn)化、標(biāo)準(zhǔn)化等，預(yù)測預(yù)警和防控決策更加及時(shí)、自動化、精準(zhǔn)化、智能化等，防控措施實(shí)施更加機(jī)械化、精準(zhǔn)化、自動化、智能化等。

3 智慧植保產(chǎn)生的必然性和必要性

智慧植保的產(chǎn)生具有必然性。AI等現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)向各個(gè)領(lǐng)域延伸，可謂是無孔不入，相關(guān)信息技術(shù)逐步被應(yīng)用于植保領(lǐng)域的多個(gè)方面。智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展將極大地推進(jìn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，必然會影響植保領(lǐng)域的科研、農(nóng)業(yè)措施以及相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展，必然會引起、促進(jìn)和驅(qū)動智慧植保的發(fā)展。無人機(jī)噴藥在一些地方逐漸形成產(chǎn)業(yè)，物聯(lián)網(wǎng)逐漸被用于病蟲害監(jiān)測，機(jī)器人已被用于設(shè)施栽培和果園中的病蟲害監(jiān)測和防控，這些均可作為智慧植保的一部分。

智慧植保的產(chǎn)生具有必要性。實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，必須是實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈的現(xiàn)代化，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的植保工作也必須實(shí)現(xiàn)現(xiàn)代化，這就需要必須重視AI等信息技術(shù)在植保領(lǐng)域中的應(yīng)用，加強(qiáng)植保信息化建設(shè)，發(fā)展智慧植保。傳統(tǒng)的植保模式需要順應(yīng)科技、農(nóng)業(yè)、社會和時(shí)代發(fā)展得以提升，發(fā)展智慧植保是最便捷、最安全的方式。隨著科技的快速發(fā)展，植保領(lǐng)域的科研必須引入AI等信息技術(shù)，提高植物保護(hù)研究水平，促進(jìn)學(xué)科發(fā)展，提升植保服務(wù)能力和水平。智慧植保的發(fā)展應(yīng)該有一個(gè)過程，由人與AI混合集成(人機(jī)融合智能)逐步過度到AI全自動化、智能化作業(yè)，最終實(shí)現(xiàn)“人機(jī)分離”。越早重視和發(fā)展智慧植保，將越能盡早占領(lǐng)領(lǐng)域高地，越可能掌握基礎(chǔ)理論和核心技術(shù)，越可能享受智慧植保帶來的紅利。

4 智慧植保應(yīng)用場所

智慧植保應(yīng)用場所主要可分為農(nóng)用地、農(nóng)產(chǎn)品儲存和流通場所、實(shí)驗(yàn)室等。農(nóng)用地可分為露地栽培場所和設(shè)施栽培場所，相應(yīng)的智慧植保研究和實(shí)現(xiàn)植物監(jiān)測、病蟲害監(jiān)測、環(huán)境監(jiān)測、傳播介體監(jiān)測等，研究和實(shí)現(xiàn)信息傳輸(有線或無線網(wǎng)絡(luò)傳輸)、信息處理(環(huán)境因素異常判斷、植物生長異常判斷、有害生物的自動識別和危害程度自動評估、病蟲害預(yù)測預(yù)警、防治決策等)、病蟲害精準(zhǔn)防控等。農(nóng)產(chǎn)品儲存和流通場所是指農(nóng)產(chǎn)品分檢、儲存、運(yùn)輸、銷售等過程中所涉及的場所，這些場所的有害生物監(jiān)測和環(huán)境監(jiān)測對于保障農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量和安全、防止有害生物傳播非常重要。實(shí)驗(yàn)室應(yīng)用場所是指人工控制條件的實(shí)驗(yàn)室和智慧植保實(shí)驗(yàn)室，相應(yīng)的智慧植保主要是試驗(yàn)和研究過程的自動化、智能化、智慧化以及實(shí)驗(yàn)室環(huán)境條件的智能控制，主要包括機(jī)器人自動試驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)室智能管理、病蟲害發(fā)生和管理模擬、農(nóng)藥計(jì)算機(jī)智能設(shè)計(jì)和研制、植物抗性分子設(shè)計(jì)等。

5 智慧植保的功能

智慧植保的功能主要包括智能監(jiān)測、智能預(yù)測預(yù)警、智能決策、智能溯源、智能管理、智能服務(wù)等，可以進(jìn)行病蟲害系統(tǒng)的監(jiān)測(遠(yuǎn)程、自動化)、預(yù)測預(yù)警、精準(zhǔn)施藥和防控、有害生物溯源、病蟲害智慧化管理、植保咨詢和服務(wù)等。智慧植?？商岣邤?shù)據(jù)和信息的數(shù)字化、可視化表達(dá)能力，有利于信息及時(shí)、精準(zhǔn)傳輸，避免因?yàn)樾畔⒉粚ΨQ而產(chǎn)生防控措施滯后，可進(jìn)行病蟲害發(fā)生和管理模擬以及高效精準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)輔助農(nóng)藥設(shè)計(jì)、分子設(shè)計(jì)抗性育種等，可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)化、自動化、智能化管理。智慧植?？梢愿淖儌鹘y(tǒng)植保模式、釋放大量勞動力，可更高效地服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和用戶，為農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化和鄉(xiāng)村振興建設(shè)服務(wù)。

5.1 智能監(jiān)測

智慧植?？梢詫?shí)現(xiàn)病蟲害系統(tǒng)的智能監(jiān)測，可為病蟲害預(yù)測預(yù)警以及制定和實(shí)施相應(yīng)的管理策略和措施提供及時(shí)、準(zhǔn)確、規(guī)范的信息。病蟲害系統(tǒng)監(jiān)測包括植物監(jiān)測(種類、品種、生長狀態(tài)、生育期、抗性、產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)量等)、病蟲害監(jiān)測(種類診斷和識別、危害程度、群體數(shù)量、群體組成、傳播方式、傳播距離等)、環(huán)境監(jiān)測(空氣溫度、空氣相對濕度、風(fēng)向、風(fēng)速、降雨、二氧化碳、光照強(qiáng)度、光照時(shí)間、紫外線、土壤溫度、土壤濕度、土壤pH、土壤肥力或化學(xué)元素、根圍或葉圍微生物區(qū)系、其他植物或生物的活動等)等。病蟲害系統(tǒng)監(jiān)測可分為單株(單葉或單果等)、田塊、大范圍或區(qū)域等不同層次，為了獲得更加全面的信息，應(yīng)該加強(qiáng)多點(diǎn)監(jiān)測(多傳感器監(jiān)測)；可分為地面或近地、航空、航天等不同水平的監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)天空地一體化監(jiān)測；可利用置于田間的傳感器、手持式或農(nóng)業(yè)機(jī)械裝載傳感器以及無人機(jī)、飛機(jī)、衛(wèi)星等搭載的傳感器進(jìn)行監(jiān)測。智能監(jiān)測還包括對農(nóng)產(chǎn)品存儲和流通環(huán)節(jié)的病蟲害監(jiān)測。病蟲害系統(tǒng)的智能監(jiān)測主要涉及傳感器、物聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)、機(jī)器人、“3S”(即GNSS(global navigation satellite system，全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng))、RS(remote sensing，遙感)、GIS(geographic information system，地理信息系統(tǒng)))、計(jì)算機(jī)視覺和圖像處理、AI等信息技術(shù)以及生物技術(shù)。

智慧植?？梢詫?shí)現(xiàn)病蟲害的自動識別和評估，包括有害生物的自動識別、自動計(jì)數(shù)和危害嚴(yán)重程度的自動評估，有害生物和危害部位的自動定位，有害生物和危害嚴(yán)重程度的實(shí)時(shí)自動監(jiān)測等。智慧植保應(yīng)該進(jìn)行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程監(jiān)測，包括農(nóng)作物種苗質(zhì)量檢測、播種前農(nóng)田環(huán)境監(jiān)測、農(nóng)作物生長環(huán)境信息自動感知和獲取、農(nóng)作物整個(gè)生長過程監(jiān)測(病蟲害早期監(jiān)測、普遍率和嚴(yán)重程度監(jiān)測、病情動態(tài)監(jiān)測等)和管理過程監(jiān)測、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)測(病蟲害以及毒素、農(nóng)藥殘留、所含微生物種類和數(shù)量等)。借助移動終端或計(jì)算機(jī)平臺等，可以查看植物生長狀態(tài)、病蟲害發(fā)生情況、農(nóng)田管理情況。

監(jiān)測受到復(fù)雜環(huán)境條件、病蟲害種類、病蟲害復(fù)雜的危害癥狀、監(jiān)測所用軟硬件等多種因素影響。獲得高質(zhì)量的病蟲害系統(tǒng)監(jiān)測數(shù)據(jù)并進(jìn)行快速傳輸和處理是非常重要的，特別是智能識別技術(shù)與機(jī)械或裝備相結(jié)合，以便農(nóng)業(yè)機(jī)械或裝備在田間作業(yè)時(shí)即可完成監(jiān)測，為進(jìn)一步?jīng)Q策或工作安排做準(zhǔn)備。進(jìn)行病蟲害系統(tǒng)監(jiān)測時(shí)，應(yīng)保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的代表性、規(guī)范化和標(biāo)準(zhǔn)化。一方面應(yīng)該重視早期監(jiān)測技術(shù)的研發(fā)和實(shí)施，以實(shí)現(xiàn)早防治、早處理、早預(yù)警，“早期”可以理解為沒有顯示危害癥狀的時(shí)期、尚未達(dá)到防治指標(biāo)或經(jīng)濟(jì)受害允許水平的時(shí)期；另一方面，目前病原監(jiān)測主要是通過孢子捕捉器監(jiān)測氣傳病原菌物，應(yīng)該加強(qiáng)其他病原物的監(jiān)測手段研究，尤其是土壤或種苗攜帶病原物的監(jiān)測。不但要監(jiān)測病原物種類，還應(yīng)加強(qiáng)病原物群體組成的監(jiān)測。應(yīng)進(jìn)行微生物區(qū)系的監(jiān)測，尤其是葉圍或根圍的監(jiān)測。在利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)或圖像處理技術(shù)時(shí)，應(yīng)該注意視頻監(jiān)控中病蟲害的自動檢測和評估方法、基于深度學(xué)習(xí)算法實(shí)現(xiàn)圖像自動智能分割的方法等研究。

5.2 智能預(yù)測預(yù)警

智慧植?？梢詫?shí)現(xiàn)病蟲害的智能預(yù)測預(yù)警，包括早期預(yù)測預(yù)警以及發(fā)生部位、危害程度、損失程度、有害生物群體數(shù)量和組成等的預(yù)測預(yù)警。當(dāng)然，亦可進(jìn)行有害生物安全預(yù)測，即對不發(fā)生的預(yù)測，負(fù)預(yù)測。預(yù)測預(yù)警信息包括文字、圖形、圖文、視頻等多種形式。借助手機(jī)短信或信息推送、網(wǎng)頁、微博、應(yīng)用程序APP(application program)或公眾號等多種渠道，將預(yù)測預(yù)警信息及時(shí)精準(zhǔn)傳送給用戶和受眾，并且用戶和受眾可根據(jù)需要定制預(yù)測預(yù)警信息。

5.3 智能施藥

智能施藥是智慧植保的重要功能和研究內(nèi)容。無人機(jī)、機(jī)器人、自走式或車載式農(nóng)業(yè)機(jī)械或裝備等可根據(jù)裝載的傳感器獲得病蟲害發(fā)生信息或者獲得的操作指令，通過施藥管理系統(tǒng)進(jìn)行精準(zhǔn)變量施藥和施藥作業(yè)控制，實(shí)現(xiàn)病蟲害的精準(zhǔn)防治。智能精準(zhǔn)變量施藥主要是根據(jù)傳感器獲得的病蟲害種類、嚴(yán)重程度、危害部位等信息，自動制定藥劑處方，根據(jù)施藥機(jī)械攜帶的所需要的藥劑種類，自動配制藥劑，定制藥劑噴施的劑量、路線和地點(diǎn)，調(diào)動藥量控制系統(tǒng)，控制噴施量和施藥時(shí)間，進(jìn)行靶向施藥。田間作業(yè)時(shí)，可以邊監(jiān)測邊噴藥，亦可以先監(jiān)測制定生成變量施藥處方圖，然后根據(jù)處方圖進(jìn)行精準(zhǔn)變量噴施。

大面積使用統(tǒng)一噴藥防治方案，往往會造成農(nóng)藥和人力的浪費(fèi)，還會造成環(huán)境污染、藥害等問題。在智能植保下，應(yīng)該根據(jù)監(jiān)測信息，實(shí)施有分別地精準(zhǔn)、變量施藥。在實(shí)際生產(chǎn)中，植保無人機(jī)噴藥已得到較多應(yīng)用[4, 8-12]。植保無人機(jī)施藥應(yīng)該做到靶標(biāo)精準(zhǔn)、選藥精準(zhǔn)、藥量精準(zhǔn)，需要精準(zhǔn)定位(靶標(biāo)定位和導(dǎo)航)、精準(zhǔn)識別(確定病蟲害種類以便精準(zhǔn)選擇農(nóng)藥種類)、精準(zhǔn)定量。植保機(jī)器人、自走式農(nóng)業(yè)機(jī)械或裝備等在智能控制下，也可實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)變量施藥[4, 10-11]。

5.4 智能溯源

現(xiàn)在經(jīng)濟(jì)貿(mào)易發(fā)達(dá)，農(nóng)產(chǎn)品運(yùn)輸量大、范圍廣，在農(nóng)產(chǎn)品貿(mào)易和運(yùn)輸過程中，會造成有害生物傳播。為了及時(shí)了解有害生物來源，保障生物安全，對由農(nóng)產(chǎn)品傳播的有害生物的溯源工作非常重要。進(jìn)行有害生物溯源的技術(shù)主要有分子生物學(xué)技術(shù)、攜帶有害生物的農(nóng)產(chǎn)品溯源技術(shù)、氣流傳播軌跡分析溯源技術(shù)等。通過農(nóng)產(chǎn)品進(jìn)行有害生物溯源工作實(shí)際應(yīng)該做到農(nóng)作物種植過程、采收過程、加工過程、銷售過程等的智能化監(jiān)督管理，對從種植、生產(chǎn)管理、植物生長到農(nóng)產(chǎn)品收獲、運(yùn)輸、后期加工、銷售等全生產(chǎn)過程、全產(chǎn)業(yè)鏈進(jìn)行跟蹤和監(jiān)測。通過農(nóng)產(chǎn)品溯源，可以加強(qiáng)有害生物管理，可以追溯有害生物隨農(nóng)產(chǎn)品流通造成的傳播，掌握其傳播途徑，有利于病蟲害的宏觀治理，尤其是對于危險(xiǎn)性有害生物更能做到監(jiān)管、溯源，做到有效、及時(shí)防控。應(yīng)該加強(qiáng)溯源系統(tǒng)研發(fā)，保障農(nóng)產(chǎn)品、農(nóng)藥、有害生物的可追溯性，這對于了解有害生物傳播、保障農(nóng)產(chǎn)品安全以及危險(xiǎn)性有害生物的有效防控具有重要意義，可以有效跟蹤有害生物的蔓延，防止其發(fā)生地理范圍的擴(kuò)大，可降低人為因素在有害生物傳播中的作用，可為農(nóng)業(yè)安全、生物安全、生態(tài)安全提供保障和提供應(yīng)急處置依據(jù)。軌跡分析模式可用于氣傳有害生物的溯源分析和傳播軌跡預(yù)測[13-17]，為有害生物和病蟲害的宏觀管理提供依據(jù)，應(yīng)加強(qiáng)相關(guān)研究。

5.5 智能管理

智慧管理包括病蟲害的監(jiān)測、預(yù)測預(yù)警、防治決策、防治措施實(shí)施等的智能控制和管理，涉及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)全過程、全鏈條。為了推動智慧植保的發(fā)展和應(yīng)用實(shí)施，應(yīng)該加強(qiáng)智慧植保系統(tǒng)平臺的研發(fā)工作。該平臺應(yīng)該囊括智慧植保的框架系統(tǒng)，集成智慧植保的各個(gè)功能模塊，實(shí)現(xiàn)智慧植保的大部分功能，包括田間環(huán)境自動監(jiān)測系統(tǒng)、病蟲害識別和評估系統(tǒng)、有害生物溯源系統(tǒng)、病蟲害預(yù)測預(yù)警系統(tǒng)、病蟲害精準(zhǔn)防控系統(tǒng)、農(nóng)藥管理系統(tǒng)、智慧植保實(shí)驗(yàn)室管理系統(tǒng)等(圖2)，每個(gè)系統(tǒng)可以包含多個(gè)模塊。平臺可分為不同應(yīng)用層次，可以是全國性的，也可以是區(qū)域性的，亦可以是田塊水平的或小環(huán)境的。利用該平臺，在田間農(nóng)作物生長的全過程，進(jìn)行智能化、可視化實(shí)時(shí)監(jiān)測，進(jìn)行及時(shí)決策，及時(shí)采取措施，保障農(nóng)作物健康生長、農(nóng)業(yè)豐收；可以進(jìn)行防治方案的自動生成、精準(zhǔn)防控和靶向施藥，即根據(jù)識別的位置和種類，進(jìn)行自動施藥判斷、藥劑選擇、藥量控制等，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)變量施藥防治；在建立的智慧植保實(shí)驗(yàn)室中，實(shí)現(xiàn)機(jī)器人自動試驗(yàn)操作、實(shí)驗(yàn)室智能管理、病蟲害發(fā)生和管理模擬、農(nóng)藥計(jì)算機(jī)智能設(shè)計(jì)和研制、植物抗性分子設(shè)計(jì)等。用戶通過該平臺，可實(shí)時(shí)監(jiān)測植物生長和有害生物危害情況以及相關(guān)環(huán)境條件，并自動獲取相關(guān)管理建議，進(jìn)行智能管理。智慧植保系統(tǒng)平臺的研發(fā)，可以推動智慧植保相關(guān)技術(shù)的發(fā)展和現(xiàn)代植保的建設(shè)，有利于提高現(xiàn)代植保的精準(zhǔn)化、自動化、智能化管理水平，能夠更好服務(wù)于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展。智慧植保系統(tǒng)平臺還可以包括農(nóng)產(chǎn)品自動檢測和分級作業(yè)管理系統(tǒng)，或者可以單獨(dú)開發(fā)農(nóng)產(chǎn)品自動檢測和分級作業(yè)管理系統(tǒng)，可以在線進(jìn)行農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量檢測和根據(jù)需要進(jìn)行分檢作業(yè)，將含有有害生物或受到病蟲害為害的農(nóng)產(chǎn)品自動檢出。

圖2 智慧植保系統(tǒng)平臺基本構(gòu)成Fig.2 Basic structure of smart phytoprotection system platform

6 智慧植保關(guān)鍵技術(shù)

智慧植保涉及多種現(xiàn)代技術(shù)。智慧植保的主要技術(shù)體現(xiàn)在現(xiàn)代信息技術(shù)的利用(實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程智能監(jiān)測和控制)，新型植保機(jī)械或裝備的利用(植保無人機(jī)、植保機(jī)器人、裝載定位導(dǎo)航系統(tǒng)和自動控制系統(tǒng)的農(nóng)機(jī)等)，基于射頻識別(radio frequency identification，RFID)技術(shù)等農(nóng)產(chǎn)品智能溯源系統(tǒng)的利用(實(shí)現(xiàn)有害生物傳播路徑可追蹤、有害農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)藥可溯源)，以及智能植保綜合管理系統(tǒng)的利用等方面。主要涉及傳感器技術(shù)、計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)、“3S”技術(shù)、物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、植保機(jī)械相關(guān)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、AI技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、生物技術(shù)等。限于篇幅，這里不具體涉及生物技術(shù)。

6.1 傳感器技術(shù)

傳感器(transducer/sensor)是指能夠感受測量目標(biāo)并將相關(guān)信息轉(zhuǎn)換為一定信號的器件或裝置。傳感器類型多樣，可感知多種信息[18-19]，是目前多種智能系統(tǒng)獲取信息的基礎(chǔ)，其獲得的最終信息可以是圖像、視頻、數(shù)據(jù)等，涉及環(huán)境、農(nóng)作物、病蟲害、地理位置、農(nóng)事活動和機(jī)械作業(yè)等。傳感器作為各種信息獲取系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的末端器件或裝置，通過接口程序、有線/無線網(wǎng)絡(luò)，將獲取的信息傳輸給相關(guān)系統(tǒng)，供進(jìn)一步利用。傳感器技術(shù)與有線/無線網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)、大數(shù)據(jù)技術(shù)、云計(jì)算技術(shù)、智能控制技術(shù)等關(guān)系密切。利用傳感器技術(shù)，通過物聯(lián)網(wǎng)、無人機(jī)、機(jī)器人、智能植保機(jī)械或裝備等，可實(shí)時(shí)了解病蟲害發(fā)生情況、植物生長狀態(tài)、農(nóng)產(chǎn)品狀態(tài)、環(huán)境因素變化等，可實(shí)現(xiàn)智慧感知、信息傳輸以及智能預(yù)警、控制和管理。傳感器的精度、準(zhǔn)確性和敏感性以及環(huán)境因素、傳感器放置位置等因素會影響所獲得信息的質(zhì)量和效率。需要進(jìn)一步開展傳感器感知的基礎(chǔ)理論研究，研發(fā)價(jià)格低、穩(wěn)定性強(qiáng)、準(zhǔn)確性高、智能化的傳感器。

6.2 計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)

計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)是對獲取的圖像信息進(jìn)行處理和分析，以獲得目標(biāo)信息的技術(shù)，在智能手機(jī)、物聯(lián)網(wǎng)、遙感、無人機(jī)、機(jī)器人等方面應(yīng)用廣泛。常規(guī)圖像處理過程包括圖像預(yù)處理、圖像分割、圖像特征提取、特征選擇、識別模型構(gòu)建、圖像識別等。深度學(xué)習(xí)的發(fā)展，使得可將圖像直接或經(jīng)過一定處理后，利用深度學(xué)習(xí)模型自動進(jìn)行感興趣區(qū)域或目標(biāo)定位、檢測和識別等，在圖像自動識別方面表現(xiàn)出巨大優(yōu)勢。利用計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)，可以實(shí)現(xiàn)病蟲害自動監(jiān)測，實(shí)現(xiàn)有害生物的自動識別和計(jì)數(shù)、危害程度的診斷和評估、田間作物以及其他生物或物體的探測等，并且結(jié)合物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、遙感技術(shù)、移動終端等可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程監(jiān)測，這些方面的研究較多[20-33]，關(guān)鍵是如何將相關(guān)研究成果真正用于生產(chǎn)實(shí)際，以便實(shí)現(xiàn)病蟲害相關(guān)信息的自動獲取，尤其是為病原孢子和微小害蟲的自動識別和評估提供快速、方便、簡單的實(shí)用方法[24,32,34-36]。這些技術(shù)的應(yīng)用可提高無人值守作業(yè)能力，提高工作效率，并可與病蟲害的防治決策和精準(zhǔn)防治相結(jié)合，綜合提高病蟲害管理水平。計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)和圖像處理技術(shù)研究對象正由二維圖像為主向三維圖像為主發(fā)展，正由數(shù)字圖像識別向視頻目標(biāo)檢測發(fā)展，正由小視野圖像處理向區(qū)域范圍圖像處理發(fā)展，會促進(jìn)病蟲害信息獲取更加自動化、效率更高、地理范圍更廣，為病蟲害系統(tǒng)管理提供更強(qiáng)支撐。

6.3 “3S”技術(shù)

“3S”技術(shù)綜合了空間技術(shù)、傳感器技術(shù)、衛(wèi)星定位與導(dǎo)航技術(shù)、通訊技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)等，可用于空間和環(huán)境信息的采集、處理、分析和管理等[37-38]。目前，GNSS包括美國全球定位系統(tǒng)(global positioning system，GPS)、俄羅斯格洛納斯全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(globalnaya navigatsionnaya sputnikovaya sistema，GLONASS)、歐盟伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(Galileo satellite navigation system)和中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BeiDou navigation satellite system，BDS)。我國應(yīng)該建立以自行研制的BDS為基礎(chǔ)的智慧植保系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)病蟲害監(jiān)測和植保作業(yè)時(shí)的精準(zhǔn)定位和導(dǎo)航。將無人機(jī)、機(jī)器人、自走式農(nóng)業(yè)機(jī)械或裝備等搭載BDS，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位、自動精準(zhǔn)導(dǎo)航、自動避障等功能，以便實(shí)現(xiàn)自主進(jìn)行田間病蟲害監(jiān)測和植保作業(yè)。利用RS技術(shù)可對病蟲害等目標(biāo)進(jìn)行光譜數(shù)據(jù)和遙感圖像的高效獲取、處理、解譯，為病蟲害系統(tǒng)管理提供依據(jù)。應(yīng)該重視不同平臺RS技術(shù)的研發(fā)，尤其是衛(wèi)星遙感綜合技術(shù)的研發(fā)。應(yīng)重視提高WebGIS和移動GIS的數(shù)據(jù)分析處理能力。綜合利用GNSS的精準(zhǔn)定位和導(dǎo)航功能、RS的信息采集功能、GIS的數(shù)據(jù)分析和管理功能，集成和融合形成“3S”一體化技術(shù)，在病蟲害監(jiān)測、預(yù)測預(yù)警和管理等方面發(fā)揮更大功能，為智慧植保提供更強(qiáng)有力支撐。

6.4 物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)

物聯(lián)網(wǎng)是任何物與物之間在任何時(shí)間、任何地點(diǎn)相互連接形成的網(wǎng)絡(luò)[39]。物聯(lián)網(wǎng)一般具有感知層、傳輸層、處理層、應(yīng)用層4層網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，其具有全面感知、可靠傳輸、智能處理的特征[40]。物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)與多種信息技術(shù)有關(guān)，涉及傳感器技術(shù)、RFID技術(shù)、GPS技術(shù)、RS技術(shù)等感知技術(shù)，無線傳感器網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、移動通信技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等信息傳輸技術(shù)，以及各種信息處理、識別技術(shù)、智能控制技術(shù)等[40-41]。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是支撐智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展的主要技術(shù)[42]，基于物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動化、信息化、智能化、規(guī)范化、規(guī)?；⒓s化等。物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)可用于農(nóng)作物、病蟲害、環(huán)境的監(jiān)測以及農(nóng)作物生產(chǎn)管理和監(jiān)測等，以便實(shí)時(shí)了解農(nóng)作物生產(chǎn)環(huán)境和生長情況、病蟲害發(fā)生情況、農(nóng)產(chǎn)品儲藏環(huán)境中的各因素的狀態(tài)和變化，及時(shí)決策和采取相關(guān)措施?；谖锫?lián)網(wǎng)系統(tǒng)，利用定位導(dǎo)航技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對感知對象的精準(zhǔn)定位和跟蹤?；谖锫?lián)網(wǎng)技術(shù)，構(gòu)建農(nóng)田實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)(包括各種傳感器、有線/無線傳輸系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理中心/服務(wù)器端、用戶終端)，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全過程監(jiān)測和監(jiān)控，若與智能管理系統(tǒng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的科學(xué)化、精準(zhǔn)化、智能化管理。

可以開發(fā)基于二維碼技術(shù)或RFID技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品安全溯源管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)可與農(nóng)產(chǎn)品電子交易平臺或電子商務(wù)平臺進(jìn)行對接，同時(shí)，可與農(nóng)田植保管理系統(tǒng)進(jìn)行對接，使其覆蓋包括種苗來源、種植、生產(chǎn)管理、農(nóng)藥來源與施用以及農(nóng)產(chǎn)品的采摘和收獲、加工、存儲、運(yùn)輸、銷售等多個(gè)環(huán)節(jié)的農(nóng)業(yè)全產(chǎn)業(yè)鏈。一旦發(fā)現(xiàn)危險(xiǎn)性有害生物，可以利用這一農(nóng)產(chǎn)品安全溯源管理系統(tǒng)追溯其來源和流通途徑，便于及時(shí)采取治理措施。基于二維碼技術(shù)或RFID技術(shù)，亦便于農(nóng)產(chǎn)品和農(nóng)藥等農(nóng)用物資信息的快速獲取、存取和傳輸，便于目標(biāo)的及時(shí)檢測和分檢。

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展除了前面所述需要加強(qiáng)高性能傳感器研發(fā)外，還需要研發(fā)提高數(shù)據(jù)無線傳輸能力的技術(shù)以及大量數(shù)據(jù)高效存儲和處理的技術(shù)。

6.5 智能農(nóng)業(yè)機(jī)械和裝備技術(shù)

利用“AI+農(nóng)業(yè)機(jī)械”模式，農(nóng)業(yè)機(jī)械和智能軟件系統(tǒng)集成，發(fā)展智能農(nóng)業(yè)機(jī)械，可提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的自動化、智能化、智慧化水平，可以研發(fā)多功能一體化無人自動駕駛機(jī)械或裝備，實(shí)現(xiàn)無人自動智能作業(yè)。智能植保機(jī)械或裝備應(yīng)該包括智能植保無人機(jī)、智能植保機(jī)器人、車載式或自走式智能植保機(jī)械或裝備等。利用智能植保機(jī)械或裝備，依賴于導(dǎo)航系統(tǒng)和傳感器，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)感知、多信源的智能決策、智能作業(yè)，自動識別病蟲害、評估嚴(yán)重程度并進(jìn)行定位；自動選擇農(nóng)藥種類、用藥量；自動感知環(huán)境(障礙物、植物生長情況等)，用于自動導(dǎo)航、靶向變量施藥等，對相關(guān)作業(yè)參數(shù)進(jìn)行自動調(diào)整；亦可預(yù)先設(shè)定行走路線，在導(dǎo)航系統(tǒng)指引下，沿著預(yù)設(shè)路線行走，進(jìn)行農(nóng)事操作。智能植保機(jī)械或裝備可提高生產(chǎn)效率，解放勞動力，減少人力成本，改變過去植保作業(yè)過度依靠人力的情況。國內(nèi)外在利用植保機(jī)器人、植保無人機(jī)、自走式噴霧機(jī)械等植保機(jī)械和施藥技術(shù)方面開展了大量研究和應(yīng)用[4,10-11,43]，提高了植保作業(yè)的機(jī)械化、自動化、精準(zhǔn)化、智能化水平。應(yīng)該加強(qiáng)機(jī)械或裝備的病蟲害智能感知和施藥智能控制同機(jī)作業(yè)研究，使得感知到病蟲害并獲得施藥指令時(shí)可以即時(shí)進(jìn)行精準(zhǔn)變量噴藥作業(yè)。

6.5.1植保無人機(jī)

目前，無人機(jī)有油動力、電動力、混合動力等不同動力來源類型，多旋翼電動植保無人機(jī)應(yīng)用最為廣泛。無人機(jī)在植保方面主要有兩個(gè)方面的應(yīng)用，即病蟲害的巡航監(jiān)測和噴藥防治?；跓o人機(jī)平臺的病蟲害系統(tǒng)監(jiān)測報(bào)道較多[44-47]，為農(nóng)田和病蟲害信息獲取提供了便利。植保無人機(jī)施藥在生產(chǎn)中應(yīng)用日益增多[8-9,12]。植保無人機(jī)噴藥效率高，節(jié)水、節(jié)藥，可以克服傳統(tǒng)人工施藥中存在的勞動力需求多、勞動強(qiáng)度大、耗時(shí)、效率低、可能造成藥害和毒害等問題。植保飛防有利于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的機(jī)械化、自動化、規(guī)?；a(chǎn)業(yè)化。植保無人機(jī)已較多地被用于小麥、水稻、玉米等大田作物的病蟲害防治。植保無人機(jī)的飛行受到天氣、地理環(huán)境、續(xù)航時(shí)間等影響，其噴藥防效受到藥劑、助劑、施藥方式、施藥時(shí)間(或植物生育期)、天氣、地理環(huán)境等影響，尤其是風(fēng)，影響藥劑的附著，會造成藥劑漂移問題。植保無人機(jī)尚不能對田間多種有害生物進(jìn)行針對性施藥。需要開發(fā)自主飛行無人機(jī)，加強(qiáng)植保無人機(jī)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定，研發(fā)適于無人機(jī)噴施的農(nóng)藥，開發(fā)無人機(jī)自動巡航監(jiān)測和噴藥控制系統(tǒng)，提高無人機(jī)作業(yè)的精準(zhǔn)化、自動化、智能化水平，實(shí)現(xiàn)自動變量精準(zhǔn)噴霧等智能作業(yè)和智能管理。

6.5.2植保機(jī)器人

隨著科技的發(fā)展，多種植保機(jī)器人被研發(fā)出來并投入使用[48]。智能植保機(jī)器人具有傳感器、精準(zhǔn)導(dǎo)航系統(tǒng)、智能控制系統(tǒng)等，可以實(shí)現(xiàn)田間自動巡檢和監(jiān)測、信息高效傳輸?shù)接?jì)算機(jī)管理系統(tǒng)或平臺、植保措施的自主決策和實(shí)施、遠(yuǎn)程控制等。智能植保機(jī)器人通過傳感器或視覺系統(tǒng)獲取信息、通過自帶的信息處理系統(tǒng)對信息進(jìn)行處理、分析，進(jìn)行行動決策，或者將信息傳輸給遠(yuǎn)端的控制系統(tǒng)，由控制系統(tǒng)進(jìn)行決策或發(fā)布機(jī)器人行動指令。借助于植保機(jī)器人，可以提高生產(chǎn)效率、降低農(nóng)民的勞動強(qiáng)度、減少施藥等植保操作對農(nóng)民可能造成的傷害。植保機(jī)器人將向多傳感器融合、網(wǎng)絡(luò)化、自動化、智能化方向發(fā)展。

6.5.3車載式或自走式智能植保機(jī)械或裝備

植保機(jī)械或裝備發(fā)展迅速[4,10-11,43]。目前，植保機(jī)械或裝備借助于自動導(dǎo)航系統(tǒng)，預(yù)先設(shè)置作業(yè)參數(shù)、工作地塊的精細(xì)地圖等，或者依靠自動傳感監(jiān)測系統(tǒng)，已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)變量施藥。智能系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)機(jī)械的集成和融合需要進(jìn)一步加強(qiáng)，特別是高精度導(dǎo)航定位系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和決策系統(tǒng)需要提升功能。應(yīng)該加強(qiáng)自走式智能植保機(jī)械或裝備的研發(fā)。車載式或自走式智能植保機(jī)械或裝備在田間復(fù)雜動態(tài)環(huán)境條件下，應(yīng)具備高分辨率的視覺系統(tǒng)，準(zhǔn)確、高精度地獲取環(huán)境信息，并能智能處理和決策，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)定位和導(dǎo)航，實(shí)現(xiàn)運(yùn)動路徑自動規(guī)劃，實(shí)現(xiàn)有害生物和病蟲害識別以及精準(zhǔn)、靶向變量施藥；或者，依靠高速網(wǎng)絡(luò)傳輸，將信息傳輸?shù)椒?wù)器，經(jīng)信息處理和分析后返回指令給植保機(jī)械或裝備，進(jìn)行智能操作，實(shí)現(xiàn)無人作業(yè)。

6.6 網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)

網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)包括有線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)和無線網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)。遠(yuǎn)程監(jiān)控設(shè)備(各種傳感器)以及無人機(jī)、機(jī)器人、植保機(jī)械或裝備與網(wǎng)絡(luò)相連接，可實(shí)現(xiàn)信息有線/無線傳輸和遠(yuǎn)程控制，可提高信息傳輸效率和便捷性，通過標(biāo)準(zhǔn)的網(wǎng)絡(luò)接口和數(shù)據(jù)格式，可以方便、快捷、高效地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的共享和應(yīng)用。在智慧農(nóng)業(yè)中應(yīng)用較多的協(xié)議是互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第四版(Internet Protocol Version 4，IPv4)。IPv6(Internet Protocol Version 6)是由國際互聯(lián)網(wǎng)工程任務(wù)組(Internet Engineering Task Force)設(shè)計(jì)的用于替代IPv4的下一代互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議。2017年11月，中共中央辦公廳、國務(wù)院辦公廳印發(fā)《推進(jìn)互聯(lián)網(wǎng)協(xié)議第六版(IPv6)規(guī)模部署行動計(jì)劃》。IPv6的發(fā)展和推進(jìn)將大力推動物聯(lián)網(wǎng)、云計(jì)算、大數(shù)據(jù)、AI等技術(shù)的發(fā)展，亦會推動智慧植保的發(fā)展。隨著5G網(wǎng)絡(luò)發(fā)展，無線網(wǎng)絡(luò)傳輸速度得到很大提升，將為智慧植保發(fā)展提供強(qiáng)大動力，有利于解決信息傳輸中存在的“卡脖子”問題。

6.7 大數(shù)據(jù)技術(shù)

隨著信息感知和獲取水平的提高，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程、農(nóng)產(chǎn)品收獲、存儲、流通、管理等環(huán)節(jié)的植保相關(guān)數(shù)據(jù)信息獲取量激增，為智慧植保提供了基礎(chǔ)信息資源。大數(shù)據(jù)技術(shù)為存儲、傳輸、處理、分析和管理這些數(shù)據(jù)提供了支撐。大數(shù)據(jù)技術(shù)已在醫(yī)療、金融、商業(yè)、交通、教育、農(nóng)業(yè)等行業(yè)得到深入應(yīng)用，并且助推智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展[49-50]。大數(shù)據(jù)具有高容量(volume)、高速度(velocity)、多樣性(variety)、真實(shí)性(veracity)、低密度價(jià)值(value)等特征[49,51]。植保大數(shù)據(jù)主要包括有害生物數(shù)據(jù)、病蟲害發(fā)生和危害數(shù)據(jù)、農(nóng)田作物數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境數(shù)據(jù)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理數(shù)據(jù)、農(nóng)產(chǎn)品流通數(shù)據(jù)、植保農(nóng)資數(shù)據(jù)、植保機(jī)械或裝備數(shù)據(jù)等。

大數(shù)據(jù)技術(shù)與數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)、機(jī)器學(xué)習(xí)算法、云計(jì)算技術(shù)等緊密相關(guān)。分布式數(shù)據(jù)庫(distributed database)和非關(guān)系數(shù)據(jù)庫(NoSQL或No-SQL)應(yīng)用日益增多，為大數(shù)據(jù)的存儲、管理和利用提供了支撐。發(fā)展智慧植保，應(yīng)該重視數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和數(shù)據(jù)共享機(jī)制的建立，應(yīng)該加強(qiáng)數(shù)據(jù)庫建設(shè)，滿足產(chǎn)生的海量數(shù)據(jù)存儲?；诖髷?shù)據(jù)技術(shù)，可以構(gòu)建病蟲害系統(tǒng)綜合管理系統(tǒng)，以便更系統(tǒng)、科學(xué)地的進(jìn)行病蟲害監(jiān)測、預(yù)測、管理以及提供高效的植保服務(wù)。

我國已經(jīng)組建國家農(nóng)業(yè)科學(xué)數(shù)據(jù)中心(https:∥www.agridata.cn)，其中包括植物保護(hù)科學(xué)方面的大量數(shù)據(jù)(包含病蟲草鼠害調(diào)查和監(jiān)測數(shù)據(jù)、抗病性監(jiān)測數(shù)據(jù)、病蟲害圖像數(shù)據(jù)、病蟲害種類數(shù)據(jù)、農(nóng)藥試驗(yàn)數(shù)據(jù)、生防菌轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)等)。2021年11月19日，我國農(nóng)業(yè)農(nóng)村部大數(shù)據(jù)發(fā)展中心正式成立，旨在大數(shù)據(jù)賦能農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)和鄉(xiāng)村振興，將加快我國農(nóng)業(yè)向智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展。

6.8 AI技術(shù)

近些年，AI技術(shù)得到了迅猛發(fā)展，促進(jìn)了各個(gè)領(lǐng)域的智能化，其在植保領(lǐng)域應(yīng)用日益增多。智慧植保的發(fā)展離不開AI技術(shù)和各種建模技術(shù)。專家系統(tǒng)(expert system)是AI的一種重要分支和應(yīng)用領(lǐng)域，已經(jīng)報(bào)道多個(gè)植物病蟲害診斷、預(yù)測預(yù)報(bào)、綜合治理及植物檢疫、農(nóng)藥管理等方面的專家系統(tǒng)[52-55]。以深度學(xué)習(xí)(deep learning)為代表的機(jī)器學(xué)習(xí)(machine learning)發(fā)展迅速，已經(jīng)出現(xiàn)TensorFlow、Theano、Keras、Torch、Caffe、Deeplearning4j等多個(gè)深度學(xué)習(xí)框架和Alexnet、GoogLeNet、VGGNet、Faster R-CNN、ResNet、YOLOv4、YOLOv5等多個(gè)深度學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，為智慧植保發(fā)展提供了強(qiáng)力支撐。深度學(xué)習(xí)在基于圖像處理的植物病蟲害識別和評估研究和應(yīng)用方面的報(bào)道迅速增多[26-27,29,33,56-58]。隨著AI算法的進(jìn)一步發(fā)展，自動決策和控制不斷實(shí)現(xiàn)，將促進(jìn)智慧植保發(fā)展，可實(shí)現(xiàn)病蟲害信息的自動獲取，病蟲害的自動識別，病蟲害危害程度的自動評估、自動預(yù)測，病蟲害防控自動決策、措施自動實(shí)施等。

6.9 云計(jì)算技術(shù)

云計(jì)算是一種基于網(wǎng)絡(luò)、通過軟件實(shí)現(xiàn)自動化管理的計(jì)算和服務(wù)模式。云計(jì)算的服務(wù)類型主要有基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)(infrastructure as a service)、平臺即服務(wù)(platform as a service)、軟件即服務(wù)(software as a service)、數(shù)據(jù)即服務(wù)(data as a service)等。云計(jì)算利用虛擬化技術(shù)通過虛擬平臺為用戶提供服務(wù)。利用云計(jì)算技術(shù)可以便捷、高效地實(shí)現(xiàn)信息存儲資源和計(jì)算能力的分布式共享[59]。利用云計(jì)算技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)植保相關(guān)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)存儲和共享、遠(yuǎn)程分析處理以及病蟲害的預(yù)警發(fā)布和防治決策等。

7 智慧植保技術(shù)應(yīng)用進(jìn)展

智慧植保正處于發(fā)展階段，有些相關(guān)技術(shù)已在研究和生產(chǎn)中得到應(yīng)用，這里僅從病蟲害的監(jiān)測、預(yù)測預(yù)警、管理和防治決策以及植保機(jī)械或裝備防治作業(yè)控制等方面簡要介紹智慧植保技術(shù)的應(yīng)用進(jìn)展，以展示相關(guān)技術(shù)為植保工作帶來的改變和智慧植保具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?/p>

7.1 基于物聯(lián)網(wǎng)的病蟲害系統(tǒng)監(jiān)測和預(yù)測預(yù)警

物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)已用于病蟲害遠(yuǎn)程視頻診斷和監(jiān)測、環(huán)境自動監(jiān)測、植物或植物產(chǎn)品狀態(tài)自動監(jiān)測等以及病蟲害預(yù)測預(yù)警，相關(guān)研究和應(yīng)用較多。我國研發(fā)的中國馬鈴薯晚疫病實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)[60-61]、小麥赤霉病自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)[62-63]、害蟲性誘遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)[60,64]、農(nóng)林病蟲害自動測控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)[27,60]等病蟲害系統(tǒng)監(jiān)測系統(tǒng)，已經(jīng)在實(shí)際生產(chǎn)中得到應(yīng)用，提升了相關(guān)病蟲害的監(jiān)測、測報(bào)和管理水平。

我國基于B/S(browser/server，瀏覽器/服務(wù)器)架構(gòu)開發(fā)了中國馬鈴薯晚疫病實(shí)時(shí)監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了馬鈴薯晚疫病全國聯(lián)網(wǎng)監(jiān)測[61]。該系統(tǒng)總體架構(gòu)包括田間終端、傳輸層、數(shù)據(jù)層、應(yīng)用層、用戶層。該系統(tǒng)利用小氣候監(jiān)測儀自動采集田間氣象數(shù)據(jù)，并將所采集氣象數(shù)據(jù)自動無線傳輸至數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，基于比利時(shí)埃諾省農(nóng)業(yè)應(yīng)用研究中心(Centre for Applied Research in Agriculture-Hainaut，CARAH)建立的馬鈴薯晚疫病監(jiān)測預(yù)警CARAH模型進(jìn)行馬鈴薯晚疫病的侵染分析和預(yù)測，利用WebGIS功能將預(yù)測結(jié)果以地圖形式展示，并將針對監(jiān)測點(diǎn)的馬鈴薯晚疫病預(yù)警信息通過郵件和短信形式傳送給用戶。

西北農(nóng)林科技大學(xué)和陜西省植物保護(hù)工作總站聯(lián)合研制了小麥赤霉病自動監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要由小麥赤霉病預(yù)報(bào)器和預(yù)警軟件平臺系統(tǒng)組成[62]，利用該系統(tǒng)可實(shí)時(shí)獲取麥田環(huán)境因子數(shù)據(jù)，并結(jié)合初始菌源量自動預(yù)測赤霉病發(fā)生程度。該系統(tǒng)已在陜西、江蘇、河南、湖北、安徽等地進(jìn)行了應(yīng)用試驗(yàn)評估[65-67]。

多家公司研發(fā)了害蟲性誘遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)，利用置于誘捕器中的害蟲誘芯，結(jié)合害蟲自動計(jì)數(shù)系統(tǒng)(如通過電子紅外感應(yīng)系統(tǒng)計(jì)數(shù)誘捕的害蟲)，實(shí)現(xiàn)害蟲誘捕和自動計(jì)數(shù)，并可將相關(guān)數(shù)據(jù)通過網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)椒?wù)器數(shù)據(jù)庫或移動終端[60,64]。由于害蟲性誘具有專一性特點(diǎn)，利用害蟲性誘遠(yuǎn)程實(shí)時(shí)監(jiān)測系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)特定害蟲的精準(zhǔn)化、自動化監(jiān)測。

河南鶴壁佳多科工貿(mào)股份有限公司研發(fā)了佳多農(nóng)林病蟲害自動測控物聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)(佳多農(nóng)林ATCSP物聯(lián)網(wǎng))，該系統(tǒng)包括蟲情信息采集系統(tǒng)、孢子培養(yǎng)統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)、小氣候信息采集系統(tǒng)等，可用于農(nóng)田蟲情、病原孢子、小氣候等信息采集，并將所采集數(shù)據(jù)自動無線傳輸至數(shù)據(jù)中心。全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心自2013年開始依托該公司建立農(nóng)作物病蟲實(shí)時(shí)監(jiān)控物聯(lián)網(wǎng)，截止2018年底，已建成聯(lián)網(wǎng)站點(diǎn)165個(gè)，覆蓋河南、廣西、新疆等26省(自治區(qū)、直轄市)[27]。云計(jì)算技術(shù)與物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)相融合可為數(shù)據(jù)獲取、傳輸、處理和應(yīng)用提供更便利、高效的模式?！拔锫?lián)網(wǎng)+云計(jì)算”的病蟲害系統(tǒng)監(jiān)測方案已被多家公司采用。浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司研發(fā)了一套由遠(yuǎn)程拍照式蟲情測報(bào)燈、遠(yuǎn)程拍照式孢子捕捉儀、無線遠(yuǎn)程自動氣象站、遠(yuǎn)程視頻監(jiān)控系統(tǒng)等組成的病蟲害監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，可自動采集害蟲、病原孢子、氣象等信息，將所采集信息通過遠(yuǎn)程無線傳輸自動上傳至云服務(wù)器，在終端可以實(shí)時(shí)顯示監(jiān)測信息，并可進(jìn)行病蟲害發(fā)生動態(tài)分析和預(yù)測。

7.2 基于移動終端的病蟲害識別、評估和數(shù)據(jù)采集

移動終端在數(shù)據(jù)采集、存儲、傳輸、處理等方面應(yīng)用日益便捷、廣泛，可方便地實(shí)現(xiàn)植物病蟲害系統(tǒng)的多種信息獲取，可將所獲取信息直接存儲于移動終端，亦可通過網(wǎng)絡(luò)傳輸至服務(wù)器或數(shù)據(jù)處理中心，并可實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程管理和控制。中國科學(xué)院合肥智能機(jī)械研究所、安徽中科智能感知產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司和全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心等單位合作研發(fā)了一款農(nóng)作物病蟲害移動智能采集設(shè)備——智寶(ZPro)[68]，該設(shè)備將病蟲害田間發(fā)生數(shù)據(jù)的自動采集處理、分類識別、分析上報(bào)集于一體，可實(shí)現(xiàn)病蟲害的自動精準(zhǔn)識別、自動計(jì)數(shù)、病蟲害發(fā)生嚴(yán)重程度智能評估，實(shí)現(xiàn)田間病蟲害發(fā)生信息和微環(huán)境因子等數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)自動采集和上報(bào)。將移動終端和物聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合，可以實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)存在情況下的隨時(shí)植物病蟲害系統(tǒng)的監(jiān)測、管理等。目前，相關(guān)研究和應(yīng)用大多集中于病蟲害系統(tǒng)監(jiān)測方面，在管理方面的研究和應(yīng)用相對薄弱，尤其是我國自主研發(fā)的相關(guān)系統(tǒng)仍主要用于植物病蟲害系統(tǒng)的監(jiān)測。

智能手機(jī)日益普及，各種與植物病蟲害相關(guān)的APP被開發(fā)出來并得到實(shí)際應(yīng)用，其中多數(shù)是病蟲害識別、危害程度評估和數(shù)據(jù)采集應(yīng)用程序。趙慶展等[69]開發(fā)了可用于Android/iOS操作系統(tǒng)的基于移動GIS的棉田病蟲害信息采集系統(tǒng)，該系統(tǒng)運(yùn)用GPS定位技術(shù)，采用美國ESRI(Environmental Systems Research Institute)公司的ArcMap 10.1和ArcGIS Server 10.1進(jìn)行空間分析和服務(wù)發(fā)布，實(shí)現(xiàn)了棉田病蟲害信息的采集、發(fā)送、存儲、處理分析，并提供信息推送服務(wù)。葉海建等[70]開發(fā)了一個(gè)基于Android的黃瓜霜霉病定量診斷系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用圖像處理技術(shù)，根據(jù)自然背景條件下所拍攝黃瓜葉部霜霉病病害圖像中病斑區(qū)域占其所在葉片區(qū)域的百分比進(jìn)行病害等級劃分，實(shí)現(xiàn)黃瓜霜霉病危害程度的定量評估。曹旨昊等[36]開發(fā)了一個(gè)基于Android的粘蟲板害蟲自動計(jì)數(shù)系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可對在茶園中利用粘蟲板誘集的害蟲進(jìn)行拍照，實(shí)時(shí)進(jìn)行圖像處理，實(shí)現(xiàn)對誘集到的微小害蟲的自動計(jì)數(shù)和結(jié)果實(shí)時(shí)上傳至服務(wù)器。中國科學(xué)院合肥智能機(jī)械研究所、安徽中科智能感知產(chǎn)業(yè)技術(shù)研究院有限責(zé)任公司和全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心等單位基于圖像處理技術(shù)和深度學(xué)習(xí)方法合作開發(fā)了一款用于農(nóng)作物病蟲害智能識別的APP——隨識[30]，利用該APP，通過拍照或上傳圖像可實(shí)現(xiàn)農(nóng)作物主要病蟲害的識別，并可獲取相應(yīng)病蟲害的防治決策和服務(wù)信息。

7.3 基于RS技術(shù)的病蟲害識別、評估和數(shù)據(jù)采集

RS技術(shù)是一種非接觸探測目標(biāo)物的技術(shù)。基于RS技術(shù)可從多平臺(地面或近地、航空、航天)、多水平(單葉、冠層、田塊、區(qū)域)進(jìn)行病蟲害監(jiān)測，方便及時(shí)掌握病蟲害發(fā)生情況，以便進(jìn)行病蟲害預(yù)測預(yù)警和管理。需要加強(qiáng)遙感數(shù)據(jù)和圖像分析處理研究，以滿足精準(zhǔn)化、自動化、智能化提取信息和進(jìn)行目標(biāo)物識別、評估的需要。

基于單葉和近地或地面冠層的病蟲害遙感監(jiān)測研究較多[71-77]。航空遙感和航天遙感主要用于病害發(fā)生范圍和發(fā)生嚴(yán)重程度的監(jiān)測研究[78-82]，在蟲害方面，其主要用于害蟲危害程度和范圍監(jiān)測、害蟲生境監(jiān)測以及基于監(jiān)測的生境條件進(jìn)行害蟲發(fā)生預(yù)測研究[83-85]。航天遙感和航空遙感在林業(yè)病蟲害監(jiān)測方面應(yīng)用較多[78-79,85-87]，但是對于農(nóng)作物病蟲害，由于受到衛(wèi)星分辨率的限制，雖已開展了不少病蟲害衛(wèi)星遙感監(jiān)測研究，并取得一定進(jìn)展，大多相關(guān)研究仍處于探索階段。近年來，病蟲害的高光譜成像遙感監(jiān)測和基于無人機(jī)平臺的病蟲害遙感監(jiān)測研究激增，尤其是基于無人機(jī)的植物病蟲害遙感監(jiān)測發(fā)展迅速，為病蟲害信息獲取和精準(zhǔn)防控提供了支撐[44-45,88-89]。

雷達(dá)(radio detection and ranging，radar)亦是一種遙感，昆蟲雷達(dá)被專門用于研究和探測昆蟲在空中遷飛或擴(kuò)散行為，其主要通過電磁波接收系統(tǒng)接收被昆蟲反射回來的發(fā)射系統(tǒng)發(fā)射的電磁波而實(shí)現(xiàn)對昆蟲的監(jiān)測[90-91]，可用于監(jiān)測遷飛性害蟲的遷飛數(shù)量、遷飛活動、時(shí)空分布等。程登發(fā)等[92]研發(fā)了掃描昆蟲雷達(dá)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集分析系統(tǒng)、胡曉文等[93]研發(fā)了毫米波掃描昆蟲雷達(dá)數(shù)據(jù)處理分析系統(tǒng)，為雷達(dá)信號采集和分析提供了工具，為我國遷飛性害蟲的實(shí)時(shí)監(jiān)測和預(yù)警提供了支撐。昆蟲雷達(dá)已用于草地貪夜蛾、草地螟、粘蟲、棉鈴蟲(Helicoverpaarmigera)、稻飛虱、草地蝗、沙漠蝗(Schistocercagregaria)、馬尾松毛蟲(Dendrolimuspunctatus)、稻縱卷葉螟(Cnaphalocrocismedinalis)等多種遷飛性害蟲的監(jiān)測，促進(jìn)了這些害蟲的發(fā)生規(guī)律研究、預(yù)測預(yù)警和宏觀治理。

7.4 病蟲害管理和防治決策

病蟲害的智能管理和防治決策是智慧植保的重要部分，是實(shí)現(xiàn)病蟲害安全、有效、綠色和可持續(xù)治理的關(guān)鍵。病蟲害管理貫穿于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和農(nóng)產(chǎn)品流通的全過程，在對病蟲害系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)測基礎(chǔ)上，進(jìn)行病蟲害預(yù)測預(yù)警，制定病蟲害防治決策，實(shí)施病蟲害管理。開展病蟲害智能管理和防治決策，需要軟硬件協(xié)同工作，需要依靠于病蟲害智能管理系統(tǒng)、專家系統(tǒng)或決策支持系統(tǒng)(decision support system)等，基于獲得的病蟲害系統(tǒng)監(jiān)測信息，利用這些系統(tǒng)進(jìn)行智能處理和分析，形成管理和決策方案，決定進(jìn)一步行動。國內(nèi)外已有多個(gè)病蟲害管理和防治決策相關(guān)系統(tǒng)被開發(fā)出來，提高了病蟲害系統(tǒng)管理水平。為了充分利用已經(jīng)建立的病蟲害預(yù)測模型和實(shí)現(xiàn)方便根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行預(yù)測模型選擇，可以構(gòu)建病蟲害預(yù)測模型管理系統(tǒng)，或者構(gòu)建模型庫而作為病蟲害管理和防治決策系統(tǒng)的支撐。楊和平等[52]構(gòu)建了農(nóng)作物害蟲預(yù)測模型網(wǎng)絡(luò)共享平臺系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)可根據(jù)預(yù)測需要選擇預(yù)測模型進(jìn)行相關(guān)害蟲的預(yù)測?；赪ebGIS，美國開發(fā)了ipmPIPE(https:∥ipmpipe.org)，可以地圖的形式可視化顯示美國范圍內(nèi)大豆銹病(由Phakopsorapachyrhizi引起)等多種病害的發(fā)生情況和預(yù)測結(jié)果，并且開發(fā)了專用于小麥赤霉病(由Fusariumgraminearum引起)風(fēng)險(xiǎn)評估的Fusarium Head Blight Prediction Center(http:∥www.wheatscab.psu.edu)。全國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣服務(wù)中心開發(fā)了“農(nóng)作物重大病蟲害數(shù)字化監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)”，可對我國水稻、小麥、玉米、馬鈴薯、棉花、油菜等作物重大病蟲害進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警[94]。李鳳菊等[95]利用WebGIS技術(shù)和知識模型，開發(fā)了基于B/S架構(gòu)的小麥病蟲草害管理決策支持系統(tǒng)，該系統(tǒng)可用于小麥病蟲草害管理和預(yù)測，并根據(jù)預(yù)測結(jié)果生成防治措施。河北農(nóng)業(yè)大學(xué)開發(fā)了中國馬鈴薯晚疫病監(jiān)測預(yù)警系統(tǒng)(lateblight-China)(www.china-blight.net)[96-97]，利用該系統(tǒng)可對我國馬鈴薯晚疫病進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警，并可獲得基于預(yù)測結(jié)果的化學(xué)防治建議。

7.5 植保機(jī)械或裝備的田間病蟲害防治作業(yè)控制

在病蟲害監(jiān)測和預(yù)測基礎(chǔ)上，開展病蟲害的智能防治，需要對植保機(jī)械或裝備田間防治作業(yè)進(jìn)行智能控制。針對病蟲害田間防治作業(yè)的智能控制，國內(nèi)外科研人員從植保機(jī)械或裝備的田間自主路徑規(guī)劃和導(dǎo)航、靶標(biāo)精準(zhǔn)感知和定位、精準(zhǔn)變量施藥等方面開展了大量研究。植保機(jī)械或裝備可依靠作業(yè)處方圖、定位導(dǎo)航系統(tǒng)或感知系統(tǒng)(借助計(jì)算機(jī)視覺技術(shù)、傳感器技術(shù)、激光雷達(dá)技術(shù)、超聲波技術(shù)、紅外技術(shù)、光譜技術(shù)等)進(jìn)行田間位置變動或病蟲害防治作業(yè)。為了提高基于GPS的導(dǎo)航精度，在農(nóng)業(yè)機(jī)械或裝備導(dǎo)航中，差分全球定位系統(tǒng)(differential global positioning system，DGPS)和實(shí)時(shí)動態(tài)全球定位系統(tǒng)(real-time kinematic global positioning system，RTK-GPS)得到了較多應(yīng)用[98]。在對病蟲害精準(zhǔn)感知基礎(chǔ)上，精準(zhǔn)變量施藥的實(shí)現(xiàn)主要受到施藥控制系統(tǒng)(包括各種控制部件和控制算法)的影響[99-100]。

智慧植保的發(fā)展離不開植保機(jī)械或裝備與軟件系統(tǒng)的融合發(fā)展。在研發(fā)植保機(jī)械或裝備的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)軟件系統(tǒng)開發(fā)，提高對植保機(jī)械或裝備的控制能力以及植保機(jī)械或裝備的智能化水平和自主作業(yè)能力。決策支持系統(tǒng)或控制系統(tǒng)對于病蟲害管理決策和措施實(shí)施起到重要支撐作用。在各種數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)信息、算法的支撐下，決策支持系統(tǒng)或控制系統(tǒng)可為植保機(jī)械或裝備在不同條件下的作業(yè)實(shí)施提供幫助[43,101]。

目前，在設(shè)施栽培中，可以方便地遠(yuǎn)程實(shí)施設(shè)施環(huán)境的調(diào)控管理，并且已有多種施藥控制設(shè)備或系統(tǒng)。王志彬等[102]研發(fā)了一款用于設(shè)施蔬菜病蟲害綠色防控的多功能植保機(jī)，并開發(fā)了配套的信息管理系統(tǒng)，通過終端可進(jìn)行植保機(jī)的遠(yuǎn)程控制，該設(shè)備經(jīng)在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用，取得了較好的防控設(shè)施蔬菜病蟲害的效果。在大田施藥作業(yè)中，無人機(jī)、機(jī)器人、自走式或車載式植保機(jī)械或裝備應(yīng)用較多。Udompetaikul等[103]研發(fā)了一個(gè)基于GPS的拖拉機(jī)懸掛式熏蒸劑施用系統(tǒng)，用于治理李屬果樹再植病，應(yīng)用該熏蒸劑施用系統(tǒng)時(shí)，利用基于GPS的果園網(wǎng)格化軟件繪制作業(yè)處方圖，將作業(yè)處方圖傳輸?shù)骄珳?zhǔn)熏蒸劑控制器和設(shè)置好流量控制參數(shù)后，即可自動完成定點(diǎn)熏蒸處理。

8 智慧植保發(fā)展的建議

智慧植保作為一個(gè)新興的交叉學(xué)科或領(lǐng)域，其發(fā)展正處于關(guān)鍵時(shí)期。為了促進(jìn)智慧植?？焖倭夹园l(fā)展，使得智慧植保乘科技、社會、經(jīng)濟(jì)發(fā)展之勢，形成理論體系，服務(wù)農(nóng)業(yè)，對于智慧植保的發(fā)展提出如下建議。

8.1 應(yīng)該重視智慧植保的發(fā)展?jié)摿?/h3>

隨著智慧農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展和農(nóng)業(yè)農(nóng)村現(xiàn)代化建設(shè)的逐步推進(jìn)，國家有關(guān)部門、高等院校、科研院所等應(yīng)該重視AI等現(xiàn)代信息技術(shù)在植保領(lǐng)域的應(yīng)用和發(fā)展，應(yīng)該重視智慧植保的發(fā)展?jié)摿?。國家?yīng)該進(jìn)行整體規(guī)劃和布局，加大對相關(guān)研究的資助力度，設(shè)立智慧植保相關(guān)科研攻關(guān)項(xiàng)目，協(xié)調(diào)研究力量，開展基礎(chǔ)理論和技術(shù)研究，避免同質(zhì)化研究，突破“卡脖子”的技術(shù)難題，加強(qiáng)相關(guān)儀器、機(jī)械或裝備研發(fā)，建設(shè)一批有實(shí)力的實(shí)驗(yàn)室和研究團(tuán)隊(duì)，支持可利用和可產(chǎn)業(yè)化的技術(shù)落地生根，提升智慧植保方面的研發(fā)水平和服務(wù)生產(chǎn)水平。

8.2 應(yīng)該重視智慧植保體系建設(shè)

智慧植保體系建設(shè)事關(guān)智慧植保發(fā)展，事關(guān)植物保護(hù)新格局的建設(shè)，應(yīng)該加以重視。智慧植保體系應(yīng)該包括智慧植保管理體系、智慧植?？平腆w系、智慧植保物質(zhì)裝備生產(chǎn)體系、智慧植保技術(shù)推廣體系、智慧植保效益評價(jià)體系、智慧植保服務(wù)體系等。智慧植保管理體系涉及管理職能部門建設(shè)、公共管理平臺建設(shè)、執(zhí)法監(jiān)管、監(jiān)測預(yù)警、病蟲害防控等。智慧植?？平腆w系包括人才隊(duì)伍建設(shè)和管理、科研項(xiàng)目規(guī)劃、科研資源配置等。進(jìn)行智慧植保物質(zhì)裝備生產(chǎn)體系建設(shè)，加強(qiáng)物質(zhì)裝備的生產(chǎn)和供應(yīng)管理。加強(qiáng)智慧植保技術(shù)推廣體系建設(shè)，需要加強(qiáng)技術(shù)推廣人員管理，明確技術(shù)推廣應(yīng)用的可行性，做好示范性工作和人員培訓(xùn)工作，保證技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化應(yīng)用。建立智慧植保效益評價(jià)體系，對于智慧植保各種工作進(jìn)行效益評價(jià)，促進(jìn)智慧植保更快更好發(fā)展，獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益、社會效益和生態(tài)效益。應(yīng)做好智慧植保服務(wù)體系建設(shè)，加強(qiáng)公共服務(wù)隊(duì)伍建設(shè)，提供智能化的病蟲害診斷、監(jiān)測、發(fā)生和危害程度評估、預(yù)測預(yù)警、防治決策、咨詢、信息定制等服務(wù)。

8.3 應(yīng)該重視智慧植保學(xué)科建設(shè)和人才培養(yǎng)

“新農(nóng)科”建設(shè)需要多學(xué)科交叉發(fā)展，尤其是信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)科學(xué)領(lǐng)域中的深入融合、創(chuàng)新和應(yīng)用，將極大地促進(jìn)相關(guān)學(xué)科發(fā)展。AI等現(xiàn)代信息技術(shù)已經(jīng)影響了人類生產(chǎn)和生活的多個(gè)方面。我國非常重視AI等現(xiàn)代信息技術(shù)的發(fā)展和利用，亦非常重視AI等現(xiàn)代信息技術(shù)人才的培養(yǎng)，非常重視數(shù)字經(jīng)濟(jì)賦能國家高質(zhì)量發(fā)展。2019年，教育部批準(zhǔn)了華中農(nóng)業(yè)大學(xué)設(shè)置智慧農(nóng)業(yè)本科專業(yè)的申請，智慧農(nóng)業(yè)首次成為我國普通高等學(xué)校本科專業(yè)，目前，教育部已經(jīng)批準(zhǔn)我國多所高等院校開設(shè)智慧農(nóng)業(yè)本科專業(yè)，這非常符合我國“新農(nóng)科”建設(shè)的需要，反映了國家對于培養(yǎng)多學(xué)科交叉融合創(chuàng)新型和復(fù)合型農(nóng)業(yè)人才的重視和期望，并且已有多個(gè)單位建立了人工智能研究院或智能學(xué)院，為推進(jìn)智慧農(nóng)業(yè)專業(yè)人才培養(yǎng)創(chuàng)造了良好條件。

目前，大多智慧植?？蒲腥藛T面臨知識短缺問題，即信息技術(shù)專業(yè)的科研人員缺乏對植保相關(guān)知識的了解，植保專業(yè)的科研人員缺乏對信息技術(shù)的掌握。應(yīng)該重視既懂信息技術(shù)、又懂植保知識的交叉學(xué)科人員的培養(yǎng)和支持。加強(qiáng)新型植?？萍既瞬诺呐囵B(yǎng)，重視培養(yǎng)思維開闊、具備交叉學(xué)科技能的復(fù)合型人才，并重視現(xiàn)有科技人員的知識更新。吸引更多信息技術(shù)方面的人才到智慧植保領(lǐng)域，加強(qiáng)植保領(lǐng)域?qū)＜液托畔⒓夹g(shù)領(lǐng)域?qū)＜摇⑥r(nóng)業(yè)工程領(lǐng)域?qū)＜业慕涣骱秃献?。植物保護(hù)作為農(nóng)業(yè)的重要支撐和保障，應(yīng)該加強(qiáng)多學(xué)科交叉方向的發(fā)展，促進(jìn)智慧植保作為一個(gè)交叉學(xué)科或?qū)I(yè)方向不斷完善和發(fā)展。不但應(yīng)該重視技術(shù)的研發(fā)和利用，還應(yīng)該重視基礎(chǔ)理論的研究。國家有關(guān)部門和高等院校應(yīng)該加大智慧植保學(xué)科建設(shè)，在研發(fā)隊(duì)伍上，應(yīng)該大力支持具有植物保護(hù)和信息科學(xué)雙重背景的科研人員開展智慧植保研究，并吸納真正熱衷于智慧植保、具有良好數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和信息科學(xué)基礎(chǔ)的科研人員加入；在研究上，不但要重視技術(shù)的發(fā)展，更要重視相關(guān)理論體系的形成，將智慧植保作為一個(gè)學(xué)科方向建設(shè)，并在條件合適的情況下，盡快形成智慧植保專業(yè)方向，綜合信息技術(shù)、植物保護(hù)、農(nóng)業(yè)機(jī)械等多方面的師資力量，加強(qiáng)智慧植保本科生和研究生等各層次人才的培養(yǎng)。只有這樣，才能從根本上解決目前智慧植保相關(guān)研究中出現(xiàn)的研究人員知識架構(gòu)缺少植物保護(hù)基礎(chǔ)或信息科學(xué)基礎(chǔ)的情況。

8.4 應(yīng)該重視和加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研協(xié)同合作

智慧植保的最終落腳點(diǎn)是應(yīng)用。智慧植保的理論研究、技術(shù)研發(fā)、生產(chǎn)實(shí)際應(yīng)用應(yīng)該相互促進(jìn)，不脫節(jié)，才能更有效率地推動智慧植保的發(fā)展。應(yīng)該不斷加強(qiáng)農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新體制改革，既要重視農(nóng)業(yè)科研工作的基礎(chǔ)性，又要重視農(nóng)業(yè)科研工作的應(yīng)用性；既要發(fā)展基礎(chǔ)理論，又要注重技術(shù)研發(fā)，軟硬件都要注重發(fā)展。涉農(nóng)高等院校和科研院所應(yīng)該圍繞農(nóng)業(yè)發(fā)展方向和需求，開展科技創(chuàng)新，鼓勵(lì)科研人員沉下心，結(jié)合實(shí)際，瞄準(zhǔn)生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題進(jìn)行攻關(guān)，研發(fā)實(shí)用性強(qiáng)的技術(shù)、儀器、機(jī)械或裝備。充分發(fā)揮企業(yè)的創(chuàng)新主體優(yōu)勢，結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，加強(qiáng)科技創(chuàng)新，獲得具有知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)。應(yīng)該重視和加強(qiáng)產(chǎn)學(xué)研多部門的協(xié)同合作，可以建立科技創(chuàng)新聯(lián)盟，聯(lián)合攻關(guān)，相關(guān)企業(yè)應(yīng)該加大研發(fā)投入，與有關(guān)高等院校和科研院所建立良好合作關(guān)系，提高企業(yè)產(chǎn)品的科技含量和行業(yè)競爭力。國家有關(guān)部門可以為智慧植保相關(guān)企業(yè)提供更多優(yōu)惠政策，鼓勵(lì)社會資本進(jìn)入智慧植保領(lǐng)域，為智慧植保提供研發(fā)資金支持。加強(qiáng)知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)，讓企業(yè)樂于、敢于投資創(chuàng)新研發(fā)，并能夠從創(chuàng)新研發(fā)的產(chǎn)品中受益。應(yīng)該做好智慧植保發(fā)展的統(tǒng)籌謀劃，避免大規(guī)模的重復(fù)投資和研發(fā)，避免低水平投資和研發(fā)。

8.5 加強(qiáng)智慧植保關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)

智慧植保的發(fā)展不應(yīng)該停留在低層次、炒作概念的水平。不但要注重成形技術(shù)和產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，更應(yīng)該加強(qiáng)關(guān)鍵技術(shù)和核心技術(shù)研究和突破，研發(fā)實(shí)用、有競爭力的技術(shù)和產(chǎn)品，增加知識產(chǎn)權(quán)擁有量，真正提高植保工作的智能化水平。加強(qiáng)傳感器技術(shù)和產(chǎn)品的研發(fā)，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)、快捷、全面獲取農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有害生物、環(huán)境、植物表型等方面的大量數(shù)據(jù)，為智慧植保提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)研發(fā)，提高網(wǎng)絡(luò)傳輸和通訊能力。加強(qiáng)數(shù)據(jù)處理和決策控制系統(tǒng)的研發(fā)，形成高效的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，將獲取的大量數(shù)據(jù)及時(shí)、快速、準(zhǔn)確地處理和分析，并完成行動的決策部署，提高自動、智能決策水平，實(shí)現(xiàn)植保措施的智能實(shí)施和管理。加強(qiáng)“人機(jī)融合”以及農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)自動化、智能化，并研發(fā)農(nóng)業(yè)機(jī)械的遠(yuǎn)程控制平臺，實(shí)現(xiàn)“人機(jī)分離”。

8.6 加強(qiáng)智慧植保標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)

現(xiàn)代信息技術(shù)的高速發(fā)展對標(biāo)準(zhǔn)化和規(guī)范化要求更高。發(fā)展智慧植保，應(yīng)該加強(qiáng)獲取數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化、存儲格式的標(biāo)準(zhǔn)化、硬件接口的標(biāo)準(zhǔn)化等方面的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化(數(shù)據(jù)獲取方法和技術(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、數(shù)據(jù)存儲格式的標(biāo)準(zhǔn)化)程度亟待加強(qiáng)和提高，需要制定相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，提高數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性，以便進(jìn)行傳輸和共享。加強(qiáng)信息獲取、網(wǎng)絡(luò)傳輸、信息處理、管理決策等環(huán)節(jié)的標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化。

8.7 應(yīng)該重視和加強(qiáng)智慧植保方面的交流工作

智慧植保發(fā)展中肯定會遇到各種問題，應(yīng)該重視和加強(qiáng)智慧植保方面的交流工作，厘清智慧植保的發(fā)展方向，瞄準(zhǔn)智慧植保的關(guān)鍵問題。應(yīng)該成立專門的專業(yè)委員會、行業(yè)協(xié)會或行業(yè)聯(lián)盟，搭建良好平臺，加強(qiáng)日新月異的研究進(jìn)展交流，促進(jìn)多學(xué)科交叉和融合，并盡可能地針對關(guān)鍵問題和技術(shù)，在國家有關(guān)部門或有關(guān)組織的協(xié)調(diào)下進(jìn)行協(xié)同攻關(guān)，促進(jìn)智慧植保良性高速健康發(fā)展。

8.8 應(yīng)該重視和加強(qiáng)基層農(nóng)業(yè)從業(yè)人員的技能培訓(xùn)工作

農(nóng)村勞動力流失嚴(yán)重，農(nóng)業(yè)勞動力人口結(jié)構(gòu)發(fā)生了很大變化，勞動力文化水平相對較低、思想觀念相對保守，接受新技術(shù)的能力和意愿不強(qiáng)，對智慧農(nóng)業(yè)和智慧植保的發(fā)展造成一定影響。應(yīng)該重視和加強(qiáng)農(nóng)業(yè)從業(yè)人員(尤其是農(nóng)民)的培訓(xùn)和技能教育，培養(yǎng)有能力的農(nóng)民成為具有專業(yè)水平的帶頭人，起到良好的示范和推動作用，并應(yīng)該重視智慧植保相關(guān)產(chǎn)品或設(shè)備的后續(xù)服務(wù)工作。培養(yǎng)新型職業(yè)農(nóng)民，成立專業(yè)化智慧植保隊(duì)伍，改善植保生產(chǎn)、管理、服務(wù)模式。

8.9 應(yīng)該重視和加強(qiáng)農(nóng)村基礎(chǔ)設(shè)施和智慧植保示范園區(qū)建設(shè)

智慧植?；A(chǔ)設(shè)施和機(jī)械設(shè)備技術(shù)含量高、價(jià)格高，造成智慧植保投資成本高。應(yīng)打造合作社、專業(yè)化隊(duì)伍或公司，吸引社會資金投資智慧植保相關(guān)產(chǎn)業(yè)，同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)國家在智慧植保方面的投資力度。在進(jìn)行投資時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)前期論證，避免出現(xiàn)重復(fù)性建設(shè)或半拉子工程。引進(jìn)智慧植保所需要的機(jī)械或設(shè)備等。加強(qiáng)農(nóng)村網(wǎng)絡(luò)投資和建設(shè)，減少農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)使用費(fèi)用，促進(jìn)信息化建設(shè)和信息傳輸。國家和地方行政部門、企業(yè)應(yīng)該加強(qiáng)投資，建立智慧植保示范園區(qū)，發(fā)揮示范、引領(lǐng)、帶動作用。

智慧植保的發(fā)展會給植保研究和產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域帶來翻天覆地的變化，帶動一批產(chǎn)業(yè)發(fā)展，提高植保工作效率和安全性，徹底改變傳統(tǒng)的植保監(jiān)測、預(yù)測、防控的模式，而且能徹底解決基層植保從業(yè)人員短缺問題。智慧植保乃至智慧農(nóng)業(yè)的大發(fā)展，勢必在引起產(chǎn)業(yè)升級的同時(shí)，會帶來社會結(jié)構(gòu)性變化，產(chǎn)生一些新職業(yè)，導(dǎo)致另一些從業(yè)人員失業(yè)，引起系列的功能替代現(xiàn)象，從而由此產(chǎn)生的一系列社會問題同樣值得關(guān)注和研究。