智慧农业数字孪生如何打通农业生产的感知决策执行完整闭环？

发布时间:

2026-09-18

一、智慧农业数字孪生是什么，解决农业教学的什么难题

1. 从政策目标看技术需求

农业农村部印发的《全国智慧农业行动计划（2024—2028年）》（农市发〔2024〕4号）明确了分阶段目标：到 2026 年底农业生产信息化率达到 30% 以上，到 2028 年底达到 32% 以上，并提出培育一批智慧农（牧、渔）场、推动农业全产业链数字化改造。

目标落地需要大量既懂农学又懂数据的人才，而农业类专业长期面临实训场地季节性强、智能装备采购成本高、种养周期长等教学瓶颈。智慧农业数字孪生正是针对这一缺口的技术方案。

2. 软件定义：三层架构的完整形态

智慧农业数字孪生系统融合「物理场景 + 物联网控制 + 数字孪生监测管理」三大模块，构建「感知—决策—执行—优化」全链条智慧教学体系，使智

慧农业的核心逻辑从抽象理论转化为直观可感的动态实践。

中国农业大学李道亮教授曾指出，智慧农业通过大数据、云计算、人工智能等技术计算农业动植物的最优生长状态，实现对农业生产的精准控制。数字孪生正是把这一「精准控制」过程可视化的载体。

二、数字孪生茶园：从实体沙盘到虚拟映射

1. 数字沙盘：智慧农业的实体基底

数字孪生的第一步是建立可信的物理对应物。官网资料显示，北京欧倍尔的智慧农业数字沙盘遵循「比例还原、功能仿真」原则，划分出四个功能区：耕地种植区模拟平原与丘陵等不同地形；设施农业区用透明材质搭建微型温室大棚，内置可活动的通风口、遮阳帘与补光灯；水利系统区通过微型管道、水泵与蓄水池还原灌溉水流路径；农机调度区则呈现农机作业通道与调度逻辑。

沙盘集成微型传感器阵列，包括埋设于土壤中的湿度、pH 值与电导率传感器，以及安装在温室与露天区域的空气温湿度、光照强度传感器，数据经无线模块实时传输至云端平台或本地控制终端。

2. 数字孪生茶园与精准灌溉

官网以茶园数字孪生系统为例说明其运行方式：采用 1:1 高精度建模，还原茶园典型山场地形特征，集成监测实时数据，实现「物理茶园」与「虚拟茶园」的动态同步，让师生通过数字平台直观掌握茶园全貌。

数字孪生茶园的基础监测涵盖茶园信息、茶园监控、设备信息与生产信息，并提供系统情况分析、运行数据分析、实验数据统计与课程学习统计；实时监控覆盖土壤墒情、气象与病虫害等方面。在数字孪生茶园与精准灌溉的联动中，系统通过分析土壤湿度、植物需水量数据与天气预报自动生成动态灌溉计划，结合智能阀门控制实现精准灌溉，减少水资源浪费。