產業實例

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淺談智慧農業與大數據

資料來源:智慧農業專案推動小組/葉有順

什麼是智慧農業?就字面上的來拆解,為「智慧」加上「農業」,是誰的智慧?亦或是讓農業有智慧,是讓從事的人有智慧,使用的工具有智慧,或是做的事情有智慧?為了解決這個問題,首先參考其他各國的定義。日本農林水產省將智慧農業定義為應用自動裝置技術與ICT 等先端技術,實現超省力化與高品質生產之新型農業;參考中國智慧農業行業概覽的定義,智慧農業是指利用物聯網、人工智能、大數據等現代信息技術與農業進行深度融合,實現農業生產全過程的信息感知、精準管理和智能控制的一種全新農業生產方式,可實現農業可視化診斷、遠程控制以及災害預警等功能;美國智慧農業的定義,源自於精準農業,參考美國農業部的定義主要為藉由在特定地點所獲取的數據來源,如土壤、作物、營養、害蟲、水分或產量等之資訊及技術的管理系統,以獲得最佳盈利,並達成生產可持績性及環境保護。綜觀上述智慧農業定義,主要為工具、達成目標或效益的描述,意即運用智慧科技(如物聯網、資訊及通訊科技、感測、自動裝置),實現省力、精準管理與最佳獲利。

圖1. 農業生產管理 即時監控資訊系統 及其運作架構圖1. 農業生產管理 即時監控資訊系統 及其運作架構

但在智慧農業的定義上,往往只提到工具與目標,卻容易忽略了怎麼達成與如何達成,那就不得不提到了「大數據」。大數據又稱巨量資料,就其字面意思為很巨大數量的數據,除其資料量之外,其定義尚有資料多樣性、資料即時性、資料真實性等特性,簡要說明其特性,大數據包含文字、影像、圖片等多種數據形式,因為網際網路與資訊設備發展普及,數據產生已更即時,且速度也更快。另外,資料真實性也是大數據重要特性,唯有數據真實,分析出來的結果才能達到準確預期之目的。而智慧農業也有另一個名稱叫數字農業,畢竟要實現省力、精準管理與最佳獲利,除要將相關資訊數位化、數字化外,也需要針對收集數據來進行比較、分析與修正,形成一定的運作模式。而有關農業大數據的收集與運用,因為農業特性、作物間差異大,影響生產的因素多且複雜,絕非三言兩語可以道盡,目前主要是針對農業生產環境與管理進行資料收集與分析,特別是以設施農業這種較可控的環境,以期從農業大數據這個深似海的寶庫中,挖掘到珍貴的訊息。舉一個實際運用智慧科技與農業數據的例子,桃園區農業改良場透過行政院農業委員會智慧農業綱要計畫的參與,運用物聯網及人工智慧開發設施作物智慧栽培管理模式-農業生產管理即時監控資訊系統,開發各種無線傳輸環境感測器及控制器模組,發展設施環控技術,為溫室農機具管理設備提供較佳管理方式與精準管理條件,讓作物在穩定良好栽培環境中生長。農業生產管理即時監控資訊系統主要用於溫室設施之生產,運用程式積木可依作物種類的需求來設定最適值,藉由傳感器分別對光線、環境溫度、土壤和環境濕度、風速,將感測數據回傳至雲端進行統計分析,再比對所設定的數值,進而控制設施設備進行調整作業,如遮陰網、人工燈照、風扇、水霧器、灌溉及風速計等設備。藉由使用此系統,農民可依作物種類、生育條件、栽培環境、設備需求等,自行設定田區、監控裝置及管理條件,啟動智慧管理,如規劃所需感測器監測環境資訊、依試驗數據分析或經驗設定管理條件、自行編輯管理程式、透過程式自動化執行監測及管理田間設備運作等。本系統讓農民可依照作物需求調整管理條件,並透過智慧型手機或電腦,遠端監測、控制作物生長環境。目前鼎泰豐指定葉菜供應商的桃城蒔菜農業生產合作社,已運用此系統進行溫室葉菜量產,應用數據智慧化管理,除節省人力外,也因為管理上更精準,大幅節省用水,並產出更高品質的農產品。臺灣農業在耕地面積狹小的不利條件下,加上農業人口老化、缺工、全球化競爭與氣候變遷等問題,以小農為主體的臺灣農業面臨永續發展的挑戰。為因應此內外部環境問題,行政院農業委員會於一○六年度開始執行「智慧農業」綱要計畫,迄今已帶動產官學研對智慧農業議題的重視與發展,終極願景為創造優質的從農環境,吸引年輕人投入,而從農者可用一份人力、做兩份工作、賺三份薪水。除實際的經濟效益外,智慧農業更隱含著,農務經驗與專業傳承的社會效益,能夠透過科技化、數字化的管理,讓農業傳承、創新與永續。

↑圖2. 智慧農業計畫於桃城蒔菜辦理成果觀摩活動↑圖2. 智慧農業計畫於桃城蒔菜辦理成果觀摩活動

(本文摘自「農業世界雜誌」第449期,版權所有,本刊圖文非經同意不得轉載或公開傳播。)

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