农业AI落地全景
乡村振兴的科技引擎，蓝海市场的新机遇
一、行业概览
1.1 农业AI特点
| 特点 | 说明 | AI机会 |
|---|---|---|
| 市场巨大 | 农业产值8万亿+ | 规模效应 |
| 数字化低 | 信息化程度不足30% | 增量空间大 |
| 季节性强 | 农时不等人 | 决策支持价值高 |
| 分散经营 | 小农户为主 | 需要普惠方案 |
| 政策支持 | 乡村振兴战略 | 政府买单机会 |
1.2 农业AI应用图谱
农业AI应用图谱
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种植环节 养殖环节 流通环节
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病虫害识别 精准农业 个体识别 健康监测 品质分级 溯源管理
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产量预测 智能灌溉 行为分析 环境控制 需求预测 物流优化
土壤分析 农机自动化 疫病预警 饲喂优化 价格预测 仓储管理
1.3 市场规模
农业科技市场：
- 2024年全球：约300亿美元
- 中国市场：约500亿元
- CAGR：15%+
细分市场：
- 精准农业：40%
- 智慧养殖：25%
- 农产品流通：20%
- 其他：15%
二、核心应用场景
2.1 病虫害识别
场景描述
用户：普通农户、农技人员、农资店主
场景：田间地头，发现作物异常
需求：快速识别病虫害类型，获取防治方案
形式：手机拍照 → AI识别 → 防治建议
技术方案
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│ 病虫害识别系统 │
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│ 用户端 │
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│ │ 手机APP │ │ 小程序 │ │ 公众号 │ │
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│ └─────────────┼─────────────┘ │
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│ AI识别层 ▼ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 图像预处理 → 作物识别 → 病虫害分类 → 严重度评估 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ 知识层 ▼ │
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ 病虫害库 │ │ 农药库 │ │ 防治方案 │ │
│ │ (1000+种) │ │ (对症推荐)│ │ (综合防治)│ │
│ └──────────┘ └──────────┘ └──────────┘ │
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│ 输出层 ▼ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 识别结果 + 防治方案 + 用药建议 + 注意事项 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
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模型训练要点
数据采集：
- 田间实拍为主，覆盖不同光照、角度
- 标注需要农业专家参与
- 注意病害发展阶段的样本
- 考虑地区差异
模型选择：
| 需求 | 推荐模型 | 说明 |
|---|---|---|
| 端侧推理 | MobileNet/EfficientNet | 轻量高效 |
| 高精度 | ResNet/ConvNeXt | 精度优先 |
| 多标签 | 多头分类 | 可能多病并发 |
Prompt模板（防治建议）
## 病虫害防治建议生成
### 识别结果
- 作物：{{crop}}
- 病虫害：{{disease}}
- 严重程度：{{severity}}
- 拍摄地区：{{region}}
- 当前季节：{{season}}
### 生成要求
请提供防治方案，包括：
1. **病虫害简介**
- 发病原因
- 危害症状
- 传播途径
2. **防治方案**
- 农业防治（非化学方法）
- 化学防治（用药建议）
- 生物防治（如适用）
3. **推荐用药**
| 药品名称 | 用量 | 使用方法 | 注意事项 |
|---------|-----|---------|---------|
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4. **预防措施**
- 如何避免再次发生
### 输出风格
- 语言通俗易懂，农民能看懂
- 重要提醒要突出
- 安全用药提示必须包含
2.2 精准农业
核心能力
| 能力 | 数据源 | AI应用 | 价值 |
|---|---|---|---|
| 精准施肥 | 土壤检测、卫星遥感 | 配方推荐 | 减少浪费30% |
| 精准灌溉 | 土壤湿度、气象数据 | 灌溉决策 | 节水40% |
| 产量预测 | 生长数据、历史产量 | 预测模型 | 指导销售 |
| 农事提醒 | 气象、作物模型 | 农时提醒 | 抓住农时 |
精准灌溉系统
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│ 精准灌溉决策系统 │
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│ 数据采集 │
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ 土壤传感器 │ │ 气象站 │ │ 遥感数据 │ │
│ │ (湿度、温度)│ │(降雨、蒸发)│ │ (NDVI) │ │
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│ │ │ │ │
│ └────────────┼────────────┘ │
│ │ │
│ 决策层 ▼ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 作物需水模型 + 土壤水分模型 + 气象预报 │ │
│ │ ↓ │ │
│ │ 灌溉决策模型 │ │
│ │ （何时灌、灌多少、灌多久） │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ 执行层 ▼ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 灌溉指令 → 阀门控制 → 执行反馈 → 效果评估 │ │
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2.3 智慧养殖
应用场景
| 养殖类型 | AI应用 | 价值 |
|---|---|---|
| 生猪 | 个体识别、体重估测、疫病预警 | 提高存活率5% |
| 奶牛 | 发情检测、产奶预测、健康监测 | 提高产奶量10% |
| 家禽 | 环境控制、死淘预警、称重 | 降低死亡率 |
| 水产 | 水质监测、投喂优化、病害预警 | 提高产量 |
生猪AI系统
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│ 智慧养猪系统 │
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│ 感知层 │
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ 摄像头 │ │ 传感器 │ │ 称重设备 │ │
│ │(猪脸识别) │ │(环境监测) │ │(体重估测) │ │
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│ 分析层 ▼ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 个体识别 │ 行为分析 │ 健康评估 │ 生长预测 │ │
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│ 应用层 ▼ │
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ 精准饲喂 │ │ 疫病预警 │ │ 出栏决策 │ │
│ │(按需投喂) │ │(早期发现) │ │(最佳时机) │ │
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2.4 农产品分级与溯源
品质分级
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│ 农产品分级系统 │
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│ 采集层 │
│ ┌──────────┐ ┌──────────┐ ┌──────────┐ │
│ │ 外观检测 │ │ 重量称量 │ │ 内部检测 │ │
│ │(相机+视觉)│ │(称重传感) │ │(光谱/X光) │ │
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│ │ │
│ 分析层 ▼ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 大小 + 颜色 + 形状 + 瑕疵 + 甜度 → 综合评级 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ 执行层 ▼ │
│ ┌─────────────────────────────────────────────────┐ │
│ │ 分级指令 → 分选执行 → 包装 → 贴标 │ │
│ └─────────────────────────────────────────────────┘ │
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│ 典型案例：水果分选 │
│ - 苹果：大小、颜色、糖度分级 │
│ - 柑橘：大小、瑕疵检测 │
│ - 草莓：成熟度、损伤检测 │
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三、技术方案
3.1 技术选型
| 场景 | 技术选择 | 说明 |
|---|---|---|
| 病虫害识别 | CNN分类 | MobileNet端侧 |
| 产量预测 | 时序模型 | LSTM/Transformer |
| 个体识别 | 目标检测 | YOLO系列 |
| 智能问答 | RAG+LLM | 农业知识库 |
| 遥感分析 | 语义分割 | U-Net |
3.2 部署考虑
网络条件：
- 农村网络不稳定
- 需要离线能力
- 端侧推理优先
硬件限制：
- 成本敏感
- 耐候性要求
- 供电问题
四、商业模式
4.1 模式选择
| 模式 | 目标客户 | 定价参考 | 特点 |
|---|---|---|---|
| To G | 政府农业部门 | 项目制100-1000万 | 预算稳定 |
| To B | 农业企业/合作社 | 5-50万/年 | 有购买力 |
| To C | 普通农户 | 免费+增值 | 规模化 |
| 农资渠道 | 经销商/农资店 | 分成模式 | 渠道下沉 |
4.2 典型商业模式
病虫害识别App：
- 基础识别：免费
- 专家咨询：付费
- 农药推荐：CPS分成
- 数据报告：订阅
智慧农场方案：
- 硬件销售：传感器、控制器
- 软件订阅：平台使用费
- 增值服务：农技指导、数据分析
五、落地路径
5.1 切入策略
推荐切入点：
- 病虫害识别：需求刚性、用户痛点明确
- 农产品分级：B端需求、ROI明确
- 智能问答：农技服务、政府需求
5.2 实施建议
阶段1：工具切入
├── 开发病虫害识别小程序
├── 积累用户和数据
├── 验证需求和模式
└── 建立农业专家网络
阶段2：场景深化
├── 拓展到精准农业
├── 对接农资销售
├── 建立区域示范点
└── 获取政府项目
阶段3：平台升级
├── 构建农业数据平台
├── 连接产业链上下游
├── 提供综合解决方案
└── 规模化复制
六、案例参考
| 公司 | 产品 | 模式 | 特点 |
|---|---|---|---|
| 极飞科技 | 农业无人机 | 硬件+服务 | 规模化服务 |
| 大气候 | 智慧农业 | To B/G | 解决方案 |
| 佳格天地 | 遥感+AI | To B/G | 数据服务 |
| 农田管家 | 农机服务 | 平台 | 共享经济 |
📖 延伸阅读：
- 02_病虫害识别系统实战.md
- 03_精准农业解决方案.md
- 04_智慧养殖系统设计.md