当前,全球进入信息化全面渗透、跨界融合、加速创新、引领发展的新阶段。大数据、物联网、云计算、人工智能、5G等新一代信息技术与社会经济领域的深度融合,成为全球新一轮科技革命和产业变革的核心。智慧农业是世界农业发展的重大趋势,一些世界大国纷纷出台了推进智慧农业发展的相关战略报告,以加强智慧农业技术的创新与研发。同时,随着全球气候变化,人类面临前所未有的挑战和压力,我国粮食安全也面临严峻考验,亟需智慧农业技术的强力支撑。针对快速发展的国际趋势和日益迫切的行业需求,我国近年来对智慧农业进行了系列化战略部署,推动着中国农业农村的现代化、数字化和智能化建设。智慧农业的核心是针对农业生产关键环节,进行智能化感知、数字化设计、精确化管理,从而持续提升农业生产能力和水平,带动形成智慧农业与现代农业产业体系。本报告聚焦智慧农业的关键核心技术作物生长监测技术,基于所在团队20多年来的研究进展,系统介绍了反射光谱、成像光谱、叶绿素荧光、激光雷达和热红外等作物生长监测方法原理及星-机-地立体化监测平台,然后以粮食作物生长参数监测为切入点,详细阐述了多种监测手段下作物生长参数监测过程中需要解决的关键科技问题,进一步阐明了作物生长监测技术在作物生产力估测预测、生长诊断调控、病害早期探测、遥感与模型耦合、作物表型监测等领域中的拓展应用,最后介绍了相关软硬件技术产品的自主创制研发及示范应用情况。所形成的技术成果通过在多个稻麦主产区的规模化示范应用,取得了显著的社会、经济和生态效益,同时促进了农学与遥感学、信息学、工程学等多学科的交叉融合,推动了我国智慧农业和现代农业的快速发展。