何阳：用大数据推动农业智慧化转型升级

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2021年底，我第一次与何阳深谈后，写下第一印象：“他是个信念很强的人。他的创业从一个很大的宏愿开始，推动中国农业智慧化转型升级，服务我国农村、农业和农民。”

在何阳的平铺直叙下，一幅现代化农业的创新图景正在徐徐铺展开来。

中国是古老的农业大国。农业作为第一产业，始终是国民经济不可动摇的基础。农业不仅为市场创造巨大需求和提供生产要素，而且为市场提供重要产品。但中国不是农业强国。一直以来，农民“靠天收”的局面没有得到改观。丰收了，或出现“谷贱伤农”;受灾了，或“颗粒无收”。

“因此，我有个梦想，希望用科技来改善农业，让農民抛弃面朝黄土背朝天的传统形象，让农业利用大数据工具，可以随时监测到土壤、天气、农作物等相关数据，让农业、农村和农民赋予土地更大效益的同时，也带来收入的增加。”何阳说。

2018年，何阳与两个要好的小伙伴成立了北京中农互联信息技术有限公司。一个做技术，一个做销售，何阳是公司创始人，负责公司整体业务。

“有人说，农业只适合有情怀的人去做，它的条件艰苦，需要用静心、耐心、匠心和良心呵护。而我们，对这行也抱有足够的热情与耐心。”

北京中农互联信息技术有限公司运营于4年前。自成立伊始，秉承“科技改变农业”的理念，专注于泛农业数据服务及高端解决方案建设。

如今，大数据正在驱动农业发展路径发生变化，以提高农业效率，保障食品安全，实现农产品优质优价，农业大数据蕴含着巨大的商业价值。以数字化、智能化为特征的新一轮工业革命蓬勃兴起，物联网、大数据、人工智能等新一代信息技术与农业农村加速渗透融合，推动我国农业迈向智慧农业时代。

让农业大数据“活”起来

“马化腾说，互联网的下半场是产业互联网，而农业是我国的第一产业，是国家政策大力扶持的领域，市场空间巨大。科技正在以大数据的形式向农业领域渗透，跨界整合成为农业生产方式变革的重要力量。”何阳笑着谈到。

2月的杭州，温暖宜人，风和日丽，一派明媚的南国冬日景象——与寒风肃杀的北方相比，仿佛是两个世界。“春生、夏长、秋收、冬藏”中的“春生”，开始了，意味着新的一个轮回已开启，一年的耕耘，也开始了！

此时此刻，农户买农资租农机处处要用钱，在蚂蚁金服“大山雀”计划下，借助卫星遥感技术，农户在手机上圈出耕地，就能预测产量，获得免息贷款。2020年9月起，这套内部代号为“大山雀”的卫星遥感技术农村金融风控系统向全国1/3的涉农县区率先推广，以无抵押的方式对农户进行信用贷款。

一天，蚂蚁金服找到何阳团队，请对方利用卫星数据对农田进行数据分析，从而提供高价值的风控基础数据。“以前由于缺少抵押物，农民没法申请信用贷款。如今进入大数据时代，数据本身作为一种价值资产，它可以预测农作物未来长势及收益做整体评估，以此为依据为农民放款。”何阳说，他们在山东一个县城以苹果种植为实验，利用卫星遥感数据去分析识别苹果的分布和面积，准确率达到了93%。

“我们利用遥感卫星客观分析出授信主体种的是什么，种了多大面积，长得怎么样，大概能有多少产量。这样就代替了原始的人工核查，解决了工作效率低下，且有些区域人员无法触达的问题。贷款发放后，通过气象卫星的数据，他们还可以有效提供灾害预警，让金融机构提前采取有效措施保证资金安全。同时大面积的数据分析也让用户可以挖掘和发现潜在的客户。”

中农互联和蚂蚁金服签署了为期一年的持续服务合同，为对方提供底层数据支持服务，内容涵盖了除粮食外的苹果、柑橘、茶叶、烤烟等高价值作物，每次服务面积约2000平方公里。

这一背后的技术支撑是耘瞳AIS系统。这一系统通过遥感卫星、气象卫星、无人机、物联网等手段获取多时相、多类型的农业数据，结合系统云平台中的模型与核心算法（模型与算法通过人工智能机器深度学习不断优化升级），为用户提供稳定、精准、高效的农业大数据服务。

“京东金融在2021年7月开始启动同样的业务，我们计划为对方提供大数据服务。在服务了蚂蚁金服和京东金融这类互联网金融机构后，我们把目标瞄准传统银行和担保公司。”

“十四五”时期是乘势而上开启全面建设社会主义现代化国家新征程、向第二个百年奋斗目标进军的第一个五年，也是全面推进乡村振兴、建设数字中国的发力期。银行有大量的助农贷款需要发放，中农互联与中国邮政储蓄银行、北京农业担保公司达成了一系列合作，并向全国范围内进行拓展。

在农业保险方面，中农互联利用现有的技术为保险公司进行精确承保和快速理赔提供数据服务。何阳说，“农业保险在中国属于强制险，承保农户2.7亿户，承保金额达2.17万亿。政策规定，受灾后七日内赔付到位，而农业理赔员的数量严重不足，目前平均1人负责1万户，在定损方面很难核查，很多保险公司在农业险方面都是亏损的。这也就给了我们卫星遥感技术施展的空间，目前我们已经和一家保险公司做了业务实验，预计今年有实际业务落地。”

除此之外，中农互联极为关注的农业金融领域还有农产品期货，利用卫星遥感影像的现实数据、气象数据、历史数据等多维度数据的结合，对农业期货品种进行产量预估。

为耕者谋利，为食者造福。何阳和他的创业伙伴希望用相对合理的价格，让每一个农户、种植企业用得起科技手段，帮农户提升产量，让他们看到真正的收益。以核心算法、模型算法和大数据结合，为农业做作物和环境监测，从而为客户提供高价值的决策数据。

驾驭可控环境农业的快车

创业几年来，虽然值得高兴的事儿不少，但何阳一直镇定自若。他所搭建的这艘智慧农业的快车正在极速前进，在可控环境农业领域更是一路狂飙。ED1BBBD6-1BCD-451C-95FD-F467A9EBD36B

可控环境农业（英译为Controlled Environment Agriculture）是近几年出现的热词，它是将设施农业与数字农业完美融合的产物，被称为全球农业产业发展的新模式，也是智慧农业的核心诉求。

如今，可控环境农业已成为中农互联飞速成长最有力的技术支撑。

“这一创新性应用可以系统地智能地调节种植环境，达到提高作物产量和品质，减少农药化肥和人工等生产资料的投入、提高效益的目的。同时，这一应用还能够减少对环境的污染，让整个种植过程标准化、精细化，也更高效、更智能、更绿色。”

在可控环境农业领域，中农互联处于全球领先水平。“我们较早地提出了仿真模拟和数字孪生技术在农业行业中的应用，同时结合卫星遥感和物联网技术，构建了完整的技术体系。”何阳说。

2020年，这一创新技术被应用于工业大麻的种植中，让古老的农业焕发出了智慧的光彩。

据记载，中国是世界范围内最早种植、利用大麻的国家，有关大麻种植历史最早可以追溯至先秦时期，在《诗经》《尔雅》《仪礼》等典籍里大麻被称为“苴”“枲”。大麻中的工业大麻又是什么呢？它是一种四氢大麻酚含量低于0.3%的大麻，提取物中含有大麻二酚（CBD）与四氢大麻酚（THC）。大麻二酚是一种治病的良药，因其重要和稀缺的属性，被农业种植商争相热捧。

近些年来，随着工业大麻的医疗价值逐渐地被发掘和认可，全球掀起了一股种植工业大麻的热潮。我国的黑龙江省于2017年获得工业大麻种植许可，并计划打造成为国内最大的工业大麻基地。

农业物联网平台

昶丰生物是一家拥有全牌照的集工业大麻种植、加工、销售的企业。这家企业在省内种植了近千亩工业大麻，并且对工业大麻的精细化种植极为关心。

这是一种高附加值经济作物，它的籽、花叶、皮、杆、根可用于纺织、食品、日化、医药等领域。在医药领域，它的提取物大麻二酚可以用于治疗失眠、痤疮、糖尿病和多样硬化症等疾病，甚至对艾滋病、癫痫、帕金森、脑部肿瘤等也有着较好的改善作用。在纺织领域，工业大麻纤维用于生产纺织品、护理用品、医疗器械等。在食品领域，大麻籽是理想的食物营养源，可用于制作饮料、食用油、食品添加剂等。

2020年，中农互联与昶丰生物合作，为客户搭建了工业大麻的最佳生长模型。这也是可控环境农业的一项具体应用。据何阳介绍，“这一生长模型是通过团队长时间的数据积累和机器学习而得到的农作物在什么温度、什么湿度、什么光照强度、什么土壤微量元素含量等这些参数下生长得最好，这也是我们非常重要的核心技术。”

在CEA（可控环境农业）系统中，物联网的先进技术和解决方案被应用到工业大麻的种植中。在种植现场，何阳团队部署了大量的物联网传感器，包括温湿度传感器、土壤墒情传感器、土壤EC值传感器来监测种植环境数据。如果环境数据偏离了最佳生长状态，CEA系统则会智慧化控制大棚的自动化设备。温度传感器检测到大棚内温度过高，系统就会自动打开通风设备进行降温。如果土壤墒情传感器检测到土壤湿度过低，系统则会自动打开灌溉设备进行浇水，当土壤湿度达到标准时，浇水自动停止。

“通过机器自主操作、系统智能决策，把累人的农活交给机器干，把操心的事情交给系统完成，实现农产品产量更高、成本更低、质量更好。通过使用这一系统和算法可以有效提高工业大麻15%的产量，节省约70%的用水量和40-50%的肥料及农药，人工成本减少了30%，整体效益提升了25%左右。”何阳强调。

在优化种植过程的基础上，何阳团队又创新性地提出了仿真模拟和数字孪生技术与农业相结合的应用，依托作物生长模型，在计算机上模拟出在不同环境参数下、不同状态下、不同投入品使用的情况下作物可能出现的生长情况，这大大降低了新作物种植方案和技术的门槛，也大大地缩短了农业种植研究的成本和时间。

数字孪生，被“拷贝”的世界

近些年来，数字孪生这一听起来极为科幻的名词被越来越多地提及。如果没有数字孪生对现实生产体系的准确的模型化描述，智能制造实际上很难实现。

如何将数字孪生与传统农业结合？考验的不仅是答题能力，更是定义能力，需要何阳团队的前瞻性眼光和系统性思考。“在室内农业技术非常发达的北美市场，作物的生长模型与仿真模拟数字孪生技术的结合依然是非常有前瞻性、竞争力和市场高度认可的技术。”

科学家给数字孪生所下的定义是——现实世界以及利用数字化技术营造的與现实世界对称的数字化镜像，以数字化方式拷贝一个物理对象，模拟对象在现实环境中的行为。

在数字孪生技术的驱动下，物理世界与数字世界实现了高度融合与共同成长，承载了人们对美好生活的憧憬与期待。

在真实的物理世界里，工业大麻的种子种下后，从出苗到纤维的成熟收割，整个生育期需要80-140天。在这个生长周期内，植物对土壤肥力的反应特别敏感，无论选用哪种土壤或前茬栽培大麻，都应重视土壤耕作措施和大量施用有机肥料，方能达到高产稳产效果。不仅如此，工业大麻还是喜光、短日照作物，晚熟品种更是对光照反应极为敏感。

为了提高这一作物的种植效率，何阳团队以仿真模拟及数字孪生技术为驱动，建立了正向反馈的生长培育监测系统和反向的工业大麻培育研究实验平台。

在这一被“拷贝”的数字世界里，作物需要的日照强度、气温、湿度、二氧化碳含量、土壤水分、氮磷钾要素等培育指标，被实时地记录下来。平台提供监测预警，实时了解培育环境、作物生长的全局的动态的信息。

虚实映射、实时同步、共生演进和闭环优化，数字孪生的技术特性在这一平台得以鲜明的显现。ED1BBBD6-1BCD-451C-95FD-F467A9EBD36B

首先，现实世界中的工业大麻和数字空间中的仿真模拟孪生体实现双向映射、数据连接和状态交互。其次，孪生体可全面、精准、动态反映物理对象的状态变化，包括外观、性能、位置、异常等。再次，孪生体随孪生对象生命周期进程而不断演进更新。最后，基于分析与仿真对物理世界形成优化指令或策略，实现对物理实体决策优化功能的闭环。

据何阳介绍，平台以大数据人工智能技术为驱动，结合作物生长机理，构建了在不同的物候期内的环境要素、作物生长状态、最终产量中关键指标间的动态关系，并以最新的实时观测数据来修正模型误差，逐步逼近作物的真实生长情况。不仅如此，作物孪生体在虚拟世界设定的环境中模拟生长，并即时地通过GIS与仿真模拟相结合的方式反馈模拟生长的结果，供研究人员现场分析结果、快速调整环境参量，为种植培育技术的研究提供了一种快捷高效的手段，不仅缩短了研究时间和成本，也降低了作物种植的入行门槛。

卫星影像处理

依据此平台，工业大麻收获后提纯的有效物CBD大麻二酚和THC四氢大麻酚分别提升了8%和12%。

如今的何阳在农业信息化领域浸淫多年，他还担任着全国工商联农业金融信息化专委会常务秘书长，农业部广播电视学校客座专家，上海凯盛集团、美国GLG集团农业信息化专家顾问。

未来的路还很遥远，中农互联基于市场的判断，又研发了两款针对CEA业务的农业芯片，并获得了国家一级知识产权。

“第一款是基于人工智能图像识别技术的农作物生长状态监测芯片，这款芯片是针对图片或视频图像数据处理的芯片，嵌入于摄像头或智能生产设备的信号枢纽中，可以通过AI技术分析处理图像中关于作物生长和状态的数据。第二款是基于作物生长模型的环境监测与自动化控制芯片，此芯片是安装在小型气象站、监测设备或园区智能生产设备的信号枢纽设备中，对环境監测终端获取的监测数据进行解析后，输出对作物生长最有利的判定结果并对设备进行智能化控制。”

何阳希望，这两款芯片的使用可以摆脱对软件的过度依赖，独立形成完整的边缘计算或端计算的体系，减少核心服务器算力的消耗，计算速度也会更快，同时芯片具有二次开发和优化的拓展性。

今天，何阳依旧坚持最初的战略定位，也呈现出创业以来最强信心的时刻。他希望所有农人都能通过数字化技术来提高农业生产效率，通过数据来重塑产业形态。ED1BBBD6-1BCD-451C-95FD-F467A9EBD36B