农业机械学报

作者：马若飞，杜岳峰，郭大方，王林泽，栗晓宇，武秀恒

单位：中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,中国农业大学,

关键词：数字孪生;农业装备;智慧农场;作物模型;动态建模;物联网

基金：国家自然科学基金项目(52175258)和中国农业大学学科交融拓新计划项目

数字孪生技术通过为物理实体或系统创建真实且同步的虚拟副本，实现对物理实体或系统的实时监控、精确模拟、预测决策。近年来，数字孪生技术凭借其优越的实时性和一致性，在提升农业生产效率、减少资源浪费、提高作物抗逆性以及应对气候变化等重大问题中展现出巨大潜力，有望为推动智慧农业发展提供核心技术支撑。本研究通过检索全球农业领域数字孪生相关文献，分析了数字孪生技术在构建“数字孪生农场”生产过程——农业装备、作物与环境中的研究现状，并提出了当前研究存在的问题与不足；进一步，提出了数据决策双驱动的5层数字孪生农场框架结构和构建流程，并探讨了在多源数据采集与处理、孪生模型构建与更新、预测与智慧决策以及展示与交互等方面涉及的关键核心技术；用2个典型的数字孪生农场应用实例，说明数据驱动的全生命周期数字孪生农场的价值和意义；对数字孪生农场未来发展重点及趋势进行了展望。指出数字孪生农场正逐步成为引领农业生产方式变革的核心力量，未来将从感知技术集成、人工智能嵌入与标准体系建设等方面持续演进，为推动农场管理向智能化、精准化迈进，也为农业可持续发展与粮食安全保障提供有力支撑。

来源：2025年第9期

《农业机械学报》期刊编辑部

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