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汪懋华院士——创新驱动实施智慧农业发展

发布日期:2019-6-13 10:17:02 访问次数:303

汪懋华院士——创新驱动实施智慧农业发展

汪懋华

中国工程院院士、国际欧亚科学院院士、国际农业与生物系统工程协会会士,中国农业大学信息与电气工程学院教授,我国农业工程学科建设承上启下的学术带头人之一。2018126日在“中国农机工业协会和工信部装备司联合举办的中国农机工业发展表彰授奖大会上获“改革开放四十年中国农机工业功勋人物奖”,2019429日获“中国农业机械化发展60周年杰出人物奖“。从上世纪九十年代前期,即在我国率先跟踪国际“精细农业-PrecisionAgriculture”发展的早期研究与实践,至进入新世纪的第二个十年积极推进“智慧农业”发展理念、“智慧农业”国际研讨会发起人,近两年来即在国内外学术大会上作过十余场有关“智慧农业”发展研究方向的主题报告,在中国积极传播推进“智慧农业”产业体系、生产体系和经营体系的发展理念,介绍发达国家迅速发展中的相关工程科技与系统集成研究进展和推进示范应用的早期实践。


让我们跟随这位“智慧农业”研究的先驱,感受其发展的魅力。



发展的机遇与成长的经历


1951年秋,汪懋华在广州参加全国高考统一招生如愿考取原北京农业大学农业机械系。1952年秋,原北京农业大学农业机械系分离出来成立原北京农业机械化学院。19531-6月,按农业部指示,农业机械系二、三年级学生到华南农垦总局下属雷州半岛和海南岛参加天然橡胶基地建设拖拉机垦荒,在苏联专家指导下作为拖拉机手参加当代拖拉机和农业机械的使用实践。


1956年大学毕业后,汪懋华受学校选派,于195810月赴莫斯科农业机械化与电气化学院攻读农业电气化与自动化研究生学位。在前苏联著名电力拖动与自动化学者纳扎洛夫院士直接指导下,于19626月获前苏联技术科学副博士学位后回到母校农业电气化系任教。


20世纪70年代末,随着微电子技术和微型计算机的突破性发展,汪懋华敏感意识到信息技术带动新技术革命浪潮的到来。1978年,在北京农业机械化学院促进成立了自动化教研室,他为学校年轻教师和自动化专业学生开设了自控控制理论与电子信息应用技术课程,在多地企业开展了顺序控制技术培训和产业化应用推广。1980年代中期,他带领研究生在国内为相关企业率先研制成功微电脑禽业孵化机控制器,二级分布式孵化厅控制系统。该课题于1993年和1995年两次获北京科技进步三等奖。采用这项科研成果生产的新型孵化机,在1993年获国家星火科技进步奖,1995年获国家新产品奖。


1984年夏季起,汪懋华受命担任原北京农业机械化学院(1985改名为北京农业工程大学)副校长,主持学科建设、研究生教育和国际合作等。1991.1-1993.1,受原国家教育委员会选派到泰国曼谷亚洲理工学院(国际性研究生院)农业与食品工程系和能源工程系任客座教授。1985-2003,先后受命为国务院学位委员会“农经与农业机械化”学科评议组、“农业工程学科”学科评议组成员兼召集人。1987年起先后任“农业部高等院校教材与教学改革指导委员会委员、副主任委员”,1994年起曾任“国家教委面向21世纪高等院校教学内容和课程体系改革指导委员会”成员;1989年起,先后任“FAO农业工程专家组”中方代表、“意大利波罗尼亚国际农业机械化发展战略俱乐部”中方代表、联合国亚太经社理事会下属“亚太农业工程与机械中心”技术委员会、理事会中方代表等。


20世纪90年代中期,汪懋华根据国际农业信息化工程发展趋势,带领自己团队将学科发展方向定位在支持"精细农业"信息技术与系统集成研究新领域,积极参与了国际前沿合作伙伴的学术交流与创新实践。


“智慧农业”体系发展研究


进入新世纪的第二个十年,以物联网、移动通信、云计算、大数据等为特征的新一代信息与通信技与国民经济社会融合快速发展。汪院士从2010年起即负责主持了国家发改委委托中国工程院承担的“物联网发展战略规划研究”分项目-“精细农业领域应用发展战略研究”和中国工程院立项的重大战略咨询研究项目-“物联网在各重要领域研究”项目下设农业领域应用发展战略研究”分项目、中国工程科技发展战略研究重大咨询研究项目-农业工程科技中长期发展战略研究分项目等咨询项目。2010FAO提出“气候智慧农业 - Climate Smart Agriculture(CSA)”新理念. 20163月我国“两会”通过的国家“十三五规划纲要”第四篇中”,也明确提出“发展智慧农业,推进农业信息化建设”和把“智慧农业”作为“实施八项农业现代化重大工程”之一。国务院发布的《十三五国家科技创新规划》中提出:No.23《发展智慧农业技术》;同年10月国务院发布的《全国农业现代化规划(2016-2020年)》中提出要实施的五项现《创新强农重大工程》中的第4项是实施“智慧农业引领工程”。


2016727日国务院正式发布《国家信息化发展战略纲要》,《纲要》提出《没有信息化就没有现代化…,加快推进农业现代化,把信息化作为农业现代化制高点”。


2019419日,中国工程院“智慧农业发展战略研究”重大咨询研究项目启动会在中国工程院召开,项目设置8个专项,包括智慧农业发展战略综合研究,农业大数据智能与信息服务发展战略研究、智慧种植业发展战略研究、智慧养殖业发展战略研究、农产品智慧供应链发展战略研究、农业资源环境监测和信息服务体系发展战略研究以及智慧农业产业发展战略研究等。



信息技术和农业现代化融合发展的3个阶段


第一个阶段:自上世纪80年代初,微处理器、微型计算机的发展和卫星遥感、地理空间信息技术和专家系统的农业领域初始应用,导致农业科学家积极探索建立基于农业资源、环境和作物生长空间分布差异性信息的农业生产经营信息化管理体系。初期曾被简称为基于空间分布差异性的农田土壤精细化管理(Site Specific Soil Management-SSSM)和基于农田作物生长空间分布差异性的作物生产精细化管理(Site Specific Crop Management-SSCM)


第二个阶段:90年代初海湾战争结束后,美国宣布全球卫星定位系统(GPS)民用化,为规模农业实施以农田空间资源、环境与作物生长空间分布差异性信息为基础的精细农作奠定了信息科技支撑的良好基础。此后,“精细农作”的实践成为在发达国家规模化与集约化农业推动节本、增效,实现农业可持续发展的一个主流方向。1993年开始,在发达国家基于信息技术推进农业生产经营信息化与可持续发展方面,提出了“PrecisionAgriculture”新概念。汪懋华基于他在众多国际农业工程学术组织任职和广泛国际学术联系的机会,随即参与了欧、美、日等发达国家推动Precision Agriculture的早期实践与国际交流活动,定义PrecisionAgriculture 的中文译名为“精细农业”的科学判断。并于1998年和2001年先后在中国农业大学建立了“校级精细农业研究中心”和“教育部现代精细农业系统集成研究重点实验室”,积极参与了由原国家计划委员会立项的北京精准能也示范园区的建设规划和引进技术装备策划与应用技术消化吸收工作。


第三阶段:2008年世界金融危机后期,IBM公司向奥巴马提出了建设“智慧地球”的建议,随即被美国等发达国家列为国家战略。“智慧”一词已在推进传统产业转型创新、现代农业服务业经济发展与公共服务能力建设方面广泛使用和更好为人们理解。“智慧农业”不仅需要有更快捷、准确度高、成本更低廉和多元化信息共享服务机制的支持,还要综合不同地区农业与生物资源、环境、生态和社会经济条件进行分析,善于用生产管理者的智慧,利用现代信息经济与技术创新发展的新趋势、新动能,更有效地基于客观的数据信息,作出农业现代化系统的科学、节本、增效的管理决策。



创新驱动实施智慧农业发展


“智慧农业”可以定义为是信息经济时代把握新一代信息与通信技术发展新趋势与推动农业现代化深度融合发展的科学技术体系。建设智慧农业系统一一方面要努力学习研究集成运用物联网、移动互联、云计算与大数据服务平台等获取、汇聚、处理农业生产相关客观数据的技术发展新趋势,又要认真学习研究我国进入“十三五”以来和“十九大”党和国家对“实施乡村振兴战略,加快推进农业农村现代化”面对的“短腿”、“短板”和不平衡、不充分发展面临的问题,深入调查研究,坚持问题导向的创新驱动发展研究。


信息化的发展是从数字化开始,逐步向网络化、泛在化、智慧化、智能化发展的一个过程,具有明显的阶段性特征。宽带和移动宽带、传感网、物联网、云计算、大数据、智慧地球、泛在计算、智能物理系统等新概念、新思想、新技术层出不穷,充分反映了信息与通信技术及其应用,在经过了几十年的发展之后,正在向高端发展。


“智慧农业”的发展离不开学科的交叉融合创新研究,更需要学习研究在新时代背景下承载着历史赋予的多重使命。我们面对的是要建设现代农业产业体系、生产体系和经营体系的问题。工程绝不仅仅是科学的简单应用和堆砌,工程除了要懂得基础科学的基本原理、理论和方法之外,还必须善于处理好科学要素、技术要素、经济要素、管理要素、社会要素、环境要素等多要素的集成、选择和优化。“智慧农业”是基于新一代ICT科技与农业农村现代化深度融合发展的集成体系.人口增长、资源制约和环境恶化, 凡能有效提高农业土、水、肥、药、光、热资源利用率和绿色生态环境保护的技术,都将成为智慧农业发展研究的新热点。要基于信息和智慧管理好复杂的农业系统,促进农业农村信息化,推进数字化、网络化、智慧化、智能化,转变农业发展方式,提高土地产出率、资源利用率和劳动生产率。统筹城乡经济社会发展也对实施乡村振兴战略,面有向农业、农村发展的信息服务业创新提出了迫切需求。“智慧农业”的发展,需要促进不同学科间的交叉融合,创新研究发展方式,跨入数字经济时代发展的前沿。目前,国际上仍然有类似的学术活动采用“精细农业(Precision Agriculture)”名称,我个人同意可以注明为“精细农业 2.0Precision Agriculture 2.0” 为妥。

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