智慧農業是在現有農業生產管理中，結合機械設備、輔具、感測元件，並結合資訊通訊技術 (ICT)、物聯網 （IoT）、人工智慧（AI）和遙測 (remote sensing) 等前瞻技術，使農業逐漸轉變為技術密集與知識密集的產業。智慧農業協助企業掌握即時生產資訊、改善決策制定、降低勞動力需求與提升資源投入精準度等，藉此提高企業獲利能力、永續能力、符合消費者需求並保護環境。
本文摘錄自MarketsandMarkets 於 2020年之市場趨勢預測報告，依農業形態分為五大項：精準農業、精準林業、牲畜監控、智慧溫室和精準水產等，介紹影響產業發展的驅動因素、當前市場主要趨勢與未來成長率。

一、市場成長的促成因素與當前挑戰
根據 MarketsandMarkets 統計，2019年智慧農業市場價值132億美元，預計到2025年將達到220億美元，從2020年到2025年，預計將以9.8％的年均複合增長率（Compound Average Growth Rate，CAGR）增長。
促進智慧農業市場成長的主要因素是人口的迅速增長，導致糧食供應的壓力漸增，加上消費端收入提高進而提高富含蛋白的水產需求。而在生產端，新興農業技術不斷推陳出新，藉由資訊系統統合與分析以降低管理成本提升使用誘因，加上使農民對牲畜監測和疾病檢測的關注增加，及全球政府廣泛鼓勵水產業引入物聯網和人工智慧等先進技術等因素，都是市場增長的助力。除了具備生產上的效益，對環境效益亦有重要影響，例如控制適量的資源投入有助於大幅度減少燃料和化學農藥的使用，進而減少二氧化碳排放量，並減少土壤和水資源汙染。因此，在永續農業發展的風潮下，智慧農業迅速引起全球生產者的關注。
目前智慧農業所面臨的挑戰是如何有效管理數據，以做出有關農業生產的決策，此外，由於部署現代化農業設備的前期成本高昂，以及整體農業生產者規模小且零散等因素，是當前限制智慧農業市場的主因。因此，因此當前主要市場買家為面積大於400公頃的大型農場 (約占總市值34%) 和面積介於200-400公頃的中型農場 (51%)。即使小於 40 公頃的小型農場因資本與無法規模化的限制，使其目前買方市場較小，但在政府宣導與促進產量的誘因下，估計會有亮眼的成長趨勢，預測其2020-2025年的CAGR可達10.2%。

二、市場組成與未來主要發展技術預估
在智慧農業市場中，發展最早的精準農業占有最大的市場；由於收入提高和對富含蛋白質食品的需求增加，預計在預測期內精準水產市場將以最高的年均複合增長率增長。以下將依農業形態分為五大項：精準農業、精準林業、牲畜監控、智慧溫室和精準水產，分別介紹其主要技術市場與發展地區。

(一) 精準農業 Precision Farming
精準農業在智慧農業中占最大的市場，主要原因是基於全球人口成長下農產品需求的提升，加上先進技術不斷導入，促使附加價值提高。其他因素包含農民更容易獲取教育與培訓、數據共享設施、財務資源取得容易、以及消費者對有機食品的需求增加等，都是推動市場增長的原因。
目前精準農業仍處於快速增長階段，發展較大的技術市場包含全球定位系統 (GPS)、導向技術 (guidance technology)、遙感技術、無人機和可變速率技術 (variable rate technology, VRT)。預計2020年後，導向技術將在精準農業市場中佔據最大比例，搭載GPS的自動導向設備使種植者能夠減少田間製圖中的重複設備與處理過程，大幅節省輸入成本。VRT市場預計從2020年到2025年以最高的年均複合增長率成長，該技術有助於適地適量的投入資源，以降低成本並減少對環境的影響。
在硬體方面的主要市場是自動化與控制系統，這是精準農業中最主要的操作設施，其中佔最大市場的是自動灌溉系統。此外，估計近期內無人機會有大幅的成長，因為農用無人機比監控用無人機便宜，且通常會搭配先進的感應與攝像能力，有助於生產者提升產量並減少損失。在應用端，農場產量監控系統 (on-farm yield monitoring) 占有最大的市場，預估在排水製圖 (drainage mapping) 與線上產量監控系統 (off-farm yield monitoring) 市場會有亮眼的成長。
目前美國占有最大市場，促成因素是為了降低人力成本、農業產業增長以及對高產的需求。而在估計亞太市場的成長率將位居榜首，因為澳洲、印度、中國、印尼和其他東南亞國家的農業機械化程度提高、快速的人口成長、容易取得的耕地以及政府的大力補助與支持有關。

(二) 精準林業Precision Forestry
精準林業是一種先進的林業管理科技，包含現代電子設備如感應器、3D攝影機、無人機和機器人等的應用，和新興技術如地理空間測定、短幹集材 (cut-to-length) 和火災探測等的投入，作為特定場域 (site-specific) 管理以減少人力成本，促進傳統林業活動更有效率且更經濟化。新興科技可達到即時資訊的蒐集，以利快速且精準的決策，確保當前目標和執行管理上相符。
在精準林業市場中有許多市場參與者，是高度分化且競爭的產業。然而，大公司正不斷藉由併購市場中的小型參與者與嘗試擴展其商品領域，以符合來自全球的顧客需求。
促進精準林業市場成長的主因是，亞太和非洲地區林業機械化增加、建設業的活躍、鋸木廠的木材需求增加、林業製圖成本降低的需求、禁止非法採伐和毀林等因素。外加上政府對森林管理數位化的支援增加，巴西、澳洲、挪威、芬蘭等都大力促成林業的科技投入，例如澳洲與巴西政府建立火災預防系統，在森林高風險地區安裝火災檢測硬件設備以進行數位化管理。此外，優質工業圓木的供應壓力日增，加上林業業務的挑戰和複雜性導致林業工人的可用率下降，勞動力成本增加以及氣候變化等因素，林業的自動化已成為趨勢。
大型森林的存在以及對工業圓木及其相關產品的需求不斷增加，是促使北美洲採用精密林業技術的主要因素，其中由於加拿大和美國林業機械化程度高，外加這兩國對較先進且複雜的短幹集材 (CTL) 收穫技術使用率越來越高，因而對林業技術需求提高，使得美洲在2019年全球精密林業市場所占比例最高，約40％。預計到2025年，因應巴西、中國、印尼和印度等地區的森林數位化的成長，亞太市場規模預計將達到13.47億美元，以最高年均複合增長率成長。

(三) 畜牧監控Livestock Monitoring
畜牧監控是使用尖端技術以提升酪農業的生產力和盈利能力，例如牛奶收穫、育種、飼養管理、熱應力(hot stress) 管理、動物舒適性管理以及行為監控等，都涉及各種硬件設備的使用，例如GPS、RFID標籤和讀取器、以及感應器。畜牧監測協助農民取得動物健康、餵養行為、衛生狀況和位置追蹤等即時訊息，以改善牲畜管理、提高生產率並提高生產質量。
全球乳製品的需求不斷上升，隨著酪農場數量增加，以及發展中國家酪農對牲畜監測技術的採用增加等因素，為畜牧監控市場提供極大的成長空間。此外，對環境影響與氣候變遷衝擊的關注增加，許多相關技術正著力於提高乳製品的產量並減少甲烷排放，預計在不久後的將來為畜牧監測提供更好的解決方案。外加上生產者對收益率和產量的關注提升，以及結合物聯網和人工智慧驅動的畜牧監測設備亦是加速此市場成長的主因之一。
目前，由於西歐畜牧業的廣泛自動化，歐洲占有市場最大比例 (約占總市值40.5%)。美洲為第二大市場，由於人工成本增加，且自動化牲畜管理技術的成熟化，如遠程監測、識別和追溯、和行為與物種監控等技術的投入增加，推動此市場的增長。預計亞太市場將以最高的年均複合增長率增長，估計為11.4%，由於先進的牲畜監控設備結合軟體和行動裝置，以更簡便的方式蒐集與分析數據的趨勢，推動亞太地區對牲畜監測設備的需求。

(四) 智慧溫室 Smart Greenhouse
智慧溫室利用控制系統來調節內部環境條件，如溫度、濕度、光強度、二氧化碳含量等參數，並以通信技術遠程監控參數，這類生產方式被稱為環境控制農業 (controlled environment agriculture，簡稱CEA)。為了創造理想的四季環境，一般會安裝空調系統 (heating, ventilation and air conditioning, HVAC) 以調節內部溫度、LED生長燈提供補充照明、以及灌溉系統定期給水等設備，並使用不同類型的材料處理設備 (material handling equipment) 運輸收成物。遠端通信部分，溫室種植者根據其複雜性和需要傳輸的數據量，將有線和無線技術結合在一起用於智慧溫室的耕作，例如使用智慧無線感應器網絡（intelligent wireless sensor networks, IWSN）等技術，以便收集各類訊息 (如天氣、溫室環境參數等)，在世界任何地方調整溫室的設置。
歐洲是主要消費國，由於農業部門的自動化和數位化增長，為智慧溫室市場創造新的商業模式。美洲將為智慧溫室市場提供大量機會，由於其持續的城市化和不斷增長的糧食需求，預測將以10.6％的最高年均複合增長率成長。

(五) 精準水產Precision Aquaculture
與水產相關的智慧農業涉及感應器、GPS設備和行動裝置的使用，實施智慧技術有助於監測投餌方式、預先監測魚類疾病、控制水質、與防止非法捕魚等。GPS技術用於捕魚船隊，有效觀測捕魚地點並跟踪魚類遷移等。感應器有助於監視和收集數據，包含含氧量、水質、潮流、溫度、魚類行為、餵養方式等。
精確水產養殖增長的主因是水產養殖場對物聯網、水下遙控載具 (remotely-operated vehicle, ROV) 和AI等先進技術的迅速採用，外加上水產養殖設備的研發投入，以及消費者收入提高帶動富含蛋白質的水產品需求提升，與全球政府的對水產基礎設施的鼓勵與支持。智慧飼餵系統佔有目前最大的市場規模，智慧餵飼系統有助於節省大量勞動時間，大幅降低飼餵和運營成本，若搭配水振動感應器和機器學習 (machine learning) 技術，可以檢測並確定魚類所需的食物量，以防止過度飼餵或飼餵不足，將低飼料浪費。
使用循環水產養殖系統（recirculation aquaculture system, RAS）取代傳統水產養殖，是推動美國、巴西和智利等美洲諸國精準水產市場增長的主要因素。而因中國、印尼和其他東南亞國家等廣泛且持續的自動化下，預計亞太市場將在2020年至2025年佔據最大的市場規模。