《数字农业农村发展规划(2019—2025年)》提出，加快推进农业农村生产经营精准化、管理服务智能化、乡村治理数字化，重点突破数字农业农村领域基础技术、通用技术，超前布局前沿技术、颠覆性技术。《浙江省智慧农业“百千”工程实施方案》计划至2027年基本建成浙江农业产业大脑，强调“数字化基地—数字农业工厂—未来农场”路径，逐步建立**“数字+设施”智慧农业发展体系**，为浙江农业农村现代化提供有力支持。
数字孪生技术目前也被重点应用于农业综合管理、种植区管理、农产品加工、农业服务等多个典型场景中，本文将围绕农业管理、农作物种植、农产品加工及农产品销售四大场景分享数字孪生智慧农业解决方案。
一、行业背景
农业作为我国的第一产业，目前产业信息化水平参差不齐，系统建设较为落后，而大量新型种植主体不断涌现，**对于科学化种植、规范化管理、标准化售卖的需求随之而来。**数字孪生智慧农业通过数字孪生技术，以实现更智能、高效、可持续的农业生产和管理。
以数字孪生等技术为载体，以数据为驱动、虚实融合的集农业种植、管理与控制为一体的数字孪生可视化平台，能够实现对感知、控制等设备远程实时操控和相关数据实时性、高可靠性采集与反馈，对于提升农业生产全过程的信息化管理具有重要意义。数字孪生智慧农业结合了传感器技术、大数据分析、人工智能等先进技术，通过创建数字孪生模型，实时反映农业生产系统的状态和变化，为政府部门以及农业产业从业者提供决策支持。
二、行业痛点
- 信息交流不畅：农业生产者与技术开发者、科研机构、市场等各方之间的信息传递存在障碍，导致技术应用与市场需求脱节，资源难以有效整合。
- 风险管控不足：智慧农业面临自然、市场和技术等多重风险，但目前缺乏完善的风险预警、评估和应对机制，难以有效抵御风险。
- 技术水平不平衡：不同地区、不同规模的农业主体在技术应用上存在差距，经济发达地区和大型企业技术先进，而欠发达地区和中小农业企业则相对落后，整体发展不协调。
- 数据变动大：农业生产数据受自然环境、季节等因素影响，变化频繁且难以精准预测。同时，数据量大、维度多，现有技术难以高效处理和分析，数据价值难以充分发挥。
三、智慧农业解决方案架构
基于数字孪生可视化平台和渲染引擎为核心，通过接入结合高清视频监控系统、精准农业传感网络系统、无线网络传输系统，实现数字监控全方位覆盖。依托数字孪生建模与场景渲染能力，以更直观、更透明的展示方式，打造B/S与C/S双模式驱动的数字孪生智慧农业应用，提高农作物生产质量和管理规范，为农业相关管理运营部门形成以数据驱动的展示方案，实现农业数据可视、可查、可管，打造智慧农业数字孪生平台。
（若无特别注明，所有图片均来自易知微）
1. 物联感知及控制体系构建
- 土壤、天气等环境监测告警：通过数字孪生可视化技术对土壤温度、湿度、PH值、墒情监测等传感器数据等进行可视化管理，并可对各农田不同区域的土壤的状态，趋势变化等信息进行监测。为优化土壤结构、监测优化效果提供决策依据，确保农田增产增收。同时气候变化显著影响农业生产，在系统内接入天气数据，设置气象灾害预警，积极采取对抗措施，保护农作物。
- 视频实时监控追踪：集成视频监控系统，在孪生场景中展示监控点位分布情况，对农业园区内的种植作物、物联设备、建筑设施、人员等要素进行实时监控，智能识别定位跟踪种植作物，及时发现异常情况。同时可通过平台进行远程视频实时查看、回放，清晰追踪农业园区内细节及设备运行情况，为种植安全生产创造条件，便于风险排查，问题落实。
2. 农业上下游数据管理
- **产业生产数据管理：**通过建立数字孪生驾驶舱，可视化展示区域产业动态，种植中心、加工中心分布位置及产业概况信息全展示，实时感知产业风险，辅助精准施策。孪生系统打通全域生产地块数据、卫星遥感等多方数据源，汇集数字农合联及其生产、供销、等方面关键指标，使得管理者能实时掌控全市土地撂荒、“非农化”、“非粮化”情况，监控各类业务流程。
- **销售数据追踪：**通过可视化图表反映全年农产品进出口详情、销量和产量排名、货品种类销量统计等各种信息，通过可视的方式以更直观理解的形式展现，便于销售管理人员的分析处理和存储，为农作物销售公司掌握实况、科学决策、工作调度提供直观依据。
3. 数字孪生农业运营
- 农机及生产设备管理：对各类设备、设施以及农作物种植进行三维建模，支持设备运行异常（故障、短路冲击、过载、过温等）实时告警，辅助管理者直观掌握设备运行状态，并自动传达给相关业务系统进行远程控制。针对农产品生产加工厂，通过集成数据采集系统，采用数字化和虚拟化的方式实时形象地展示车间AGV小车、设备、物流的运行状态及人员状态等信息，通过虚拟指令对车间设备进行远程控制或维修。
- **仓储物流追踪：**支持整合不同农作物库存系统数据，对仓库内不同作物库存量、上市时间、种植周期等关键指标进行展示。通过可视化分析图表，可对农作物入库出库等要素进行可视化呈现。支持对重点农作物的进行重点高亮显示，辅助管理者综合掌握产品库存情况。
四、应用场景
1. 智慧农业综合管理
建立动态感知和智能预警机制，利用数据管理和可视化展示技术建设数据驾驶舱，管理部门和农技服务人员可根据全市的地块信息实时掌握产业动态及风险，并跟踪相关部门的工作指标完成情况，为管理决策提供实时的决策依据，对种植户进行精准农事农技指导。
2. 农作物种植监测
通过大数据、人工智能等技术实现智能分析及精准施肥、智能灌溉，通过实地摄像获取作物实时生长数据。通过数字化工具整合涉农资源，通过历史灾害、品种特征、土壤信息等数据分析，标准化种植方案，让农业种植从过去 “看天吃饭”的经验种植模式，变成“知天而作”的智能现代化种植模式，提升种植质量，实现技术无忧。
3. 农产品加工生产
通过数字孪生技术针对农作物的加工过程进行可视化管理，还原加工中心工作场景，各设备可通过交互展示详情信息，实现远程监控。全方位还原厂区环境建筑，当季及历史生产、收售等数据一键可查，平台打通生产主体与部门机构、农服企业、种植专家之间的数据对接，实现了生产服务线上集成、协同供给。
4. 农产品销售调度
通过可视化管理进行销售调度追踪，可以保障农产品时效性和新鲜度，确保及时、高效地运抵买方市场。同时针对仓储库存进行管理控制，通过需求预测，避免了库存积压和短缺，提高了库存周转率，降低了运输成本。通过呈现多样性的销售渠道和优化的运输路线，销售调度提高了销售效益，使农产品更具市场竞争力。
未来展望
数字孪生可视化技术可以通过loT数据、三维模型底座、农业管理平台来形成多精度、全要素地形成孪生数据底座，再利用三维场景实时渲染和时空业务数据融合来实现多尺度、多场景的业务应用。迎向“三农”发展的风口，发挥新一代信息技术的引领与带动作用，以“数据驱动”、面向未来的新型农业组织、生产、流通、交易模式亟待建立，应充分发挥信息技术优势推进智慧农业快速发展，为乡村振兴注智赋能！
