近年来，北斗导航、5G等技术应用到农业生产、流通、服务等环节，在一些地方，农业不但改了模样，还变了内涵：物联网、大数据引领“无人化”农业正逐步替代看天浇水，靠经验施肥的传统耕作模式，数字农业将会是农业现代化的更高级阶段。
21世纪是生物的世纪，也是信息化水平突飞猛进，通过物联网照进现实的世纪。信息化与物联网技术对于我国农业发展来说，是一个千载难逢的机遇，在这个机遇当口，任何的迟疑、任何的懈怠、毫厘之间的失之交臂，都可能导致未来在农业产业升级乃至粮食安全博弈中付出代价。
从世界各国来看，各个大国都把信息化作为国家的重点和优先发展方向。我国提出要用信息化整体带动和提升新型工业化、城镇化和农业现代化。党的十九大报告提出，要建设网络强国、数字中国、智慧社会，党的十九届四中全会首次将数据纳入生产要素。
近几年党中央、国务院出台了一系列有关推进信息化的重大决策，包括《关于构建更加完善的要素市场化配置体制机制的意见》《促进大数据发展行动纲要》《「互联网+」行动计划》《数字乡村发展战略纲要》等重要文件。
农业农村部印发了《「十三五」全国农业农村信化发展规划》《关于推进农业农村大数据发展的实施意见》《「互联网+」现代农业三年行动实施方案》《推进农业电子商务发展行动计划》《数字农业农村发展规划（2019—2025年）》等多份文件文件。
根据国际数据公司（IDC）的测算，全球数据已经进入了爆炸增长的时期，预测至2025年全球的数据总量为175ZB。相较于2005年全球数据总量152EB，20年间增长逾千倍。其中我国已于2018年起成为数据总量最多的国家，且年均增速近30%。
未来，数字经济将逐步成为衡量国家经济实力的重要标志。
美国的数字经济规模占GDP比重超过60%，英、德、日等发达国家，数字经济规模占GDP比重几乎都超过了50%。而2018年我国数字经济规模31.3万亿元，居世界第二，但占GDP比重为34.8%，距离美国60%的占比相去甚远。
数字转型是信息化的最终目标，农业作为三大产业信息化数字化程度、GDP增值占比最低的一项，加快推进数字农业产业化发展已经是大势所趋。
而数字转型路径的规律都是有迹可循的，首先是信息的数字化，即如何把信息变成数据，然后是业务数字化，即如何通过物联网设备深度参与农业生产与服务环节中，最终是要实现农业整体的数字转型。
数字农业——1997年由美国科学院、工程院两院士正式提出。
数字农业是将信息作为农业生产要素，用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合，对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。
数字农业将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来，实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测，以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境进行定期信息获取，生成动态空间信息系统，对农业生产中的现象、过程进行模拟，以达到合理利用农业资源，降低生产成本，改善生态环境，提高农作物产品和质量的目的。
数字农业是一个集合概念，它主要包含以下4个主要部分：
农业物联网从本质上讲，是一套数控系统。在一个特定的封闭系统内，以探头、传感器、摄像头等设备为基础的物物相联。它根据已经确定的参数和模型，进行自动化调控和操作。
由于需要以硬件设备的投资和联网为基础，因此投资额较大，主要用于设施农业生产过程的管理和操作，也用于农产品的加工、仓储和物流管理。
农业大数据是与农业物联网相对应的概念，它是一个数据系统，在开放系统中收集、鉴别、标识数据，并建立数据库，通过参数、模型和算法来组合和优化多维和海量数据，为生产操作和经营决策提供依据，并实现部分自动化控制和操作。
因为它是在完全开放的系统中运作，因此主要用于大田农业的生产和农业全产业链的操作和经营。
精准农业是建立在农机硬件基础上的执行和操作系统。它主要是以农机的单机硬件为基础，配以探测设备和智能化的控制软件，以实现精准操作，变量控制（包括变量播种、变量施肥、变量喷药等），无人驾驶，以及最佳的工作环境和场景适配。
精准农业强调的是（单体）设备和设施操作的精准和智能化控制，是硬件+软件。
智慧农业是建立在经验模型基础之上的专家决策系统，其核心是软件系统。智慧农业强调的是智能化的决策系统，配之以多种多样的硬件设施和设备，是系统+硬件。智慧农业的决策模型和系统可以在农业物联网和农业大数据领域得到广泛应用。
2016年，谷歌旗下Deep Mind的Alpha Go横空出世，把人工智能为（AI）的决策水平提高到一个前所未有的高度，让人们认识到人空智能发展的提速和广阔的前景，也为数字农业的发展注入了强心针。
由于数字农业的发展还处于早期阶段，对于其核心的组成部分以及各个部分的理解还有不少歧义，因此，概念被用错和被混为一谈的事情经常发生。
数字农业未来的发展前景虽然非常富有吸引力，但是由于农业的生产涉及的品类和品种繁多，生产过程漫长和复杂，不可控因素多，变量多，因此数字农业从单点突破到全面进步和应用还需要假以时日。
农业生产的专业化是多层次的，这主要表现在地区专业化、农场专业化和生产工艺专业化。这样因地制宜、各有所专，达到了专业化与规模化的很好结合，形成了专业化生产、集约化经营、企业化管理现代产业模式。
形成发达的产前、产中、产后紧密衔接的农业生产体系，包括农业生产资料的生产和供应，以及农产品的收获后的储藏、运输、加工和销售等部门。分工明确，高效协作，在相关农业法律体系的维护下，农业生产有序而高效。
各级政府积极支持农业科学技术的发展，建立富有特色的“三位一体”的农业教育科研和推广体系，农学院同时承担农业教育、科研和推广三项职能，使教学科研和推广紧密地结合起来，为农业发展提供强大的技术推动力。
数字农业是建立在现代信息技术、网络技术等基础之上的现代化农业生产、经营、管理、服务等模式，它的基本特征之一是以物联网系统为载体。通过“互联网+农业”实现农业产业产量、质量及劳动效率的提高，如无人机在农业作业中的应用，区块链在农业管理中的应用，都体现了现代技术与农业生产有机结合。
数字农业的实现需要数字计算技术的大幅应用，不管是在农业生产中，还是在农业经营或管理中，数字计算技术都起到了重要的作用。
例如，可以通过无人机、定位系统、云计算技术及传感器等高科技技术实现农业要素的收集，还可将其转化为农业模型形成二进制数字便于计算机对其进行处理。
在整个农业生产过程中，主要包括环境要素、生物要素、技术要素及社会经济要素等。在数字农业中可以利用数字技术模拟农作物从播种到收获的全过程，并根据此过程精确计算出种子、农药、化肥等资源的投入产出比，实现效益最大化。
要实现农业要素的数据化，则需利用信息技术对其进行处理，数据的采集、传输、存储、计算与分配等过程中都需要数据驱动模型及算法技术的支持，如此才能有效制定出农业资源数据化方案。
此外，物联网农业系统的搭建离不开相关部门的决策支持，而这些决策应该是建立在准确的农业要素数据之上，所以数字农业汇总应以数据驱动模型及算法为核心。
数字化农业模式是一种新兴的农业模式，需要信息技术及计算技术的大力支持，在该模式中需要将农业要素转化为计算机能够处理的数据模式，因此对信息技术与数字技术较为依赖。
要想提升农业产业的效率，就要对农业生产、经营及管理的各个环节进行精准的管控，做好农业生产的量化管理，这些都需要依赖精密数字技术。
要想增加农业产业效益，光实现全产业链交易透明化是不够的，还需要优质优价的农产品市场机制作为依托，促使农场主动加入产业链条，降低流通环节成本，提高收益。
以“数字化”为特征的现代农业4.0是毋庸置疑的未来，数字农业将带来更高的产业效率，更公平的价值分配，更可持续的发展方式。我们认为中国数字农业的发展将呈现以下六大趋势：
