数字农业（共10篇）
数字农业 篇1
数字农业的提出, 明确了中国农业发展的阶段目标, 为我们展现了美好的前景, 它将极大地解放农业生产力, 改变农业作业方式, 实现农业生产质的飞跃。本文论述数字农业的概念及其技术体系, 以供参考。
一、数字农业的概念
由于数字农业概念出现的时间很短, 目前还没有一个公认的定义。20世纪末, 国际上形成了数字农业概念, 认为它是“信息高速公路”、“数字地球”、“知识经济”等全新概念在农业上的引申;其本质是通过利用计算机等信息技术手段对农业的结构要素、过程与部门进行二进制及模型化表达, 以获得对农业更为精确与深刻的动态信息, 从而进行科学决策与调控, 达到预期目的[1]。
国内有些学者认为, 数字农业从理论定义上讲, 是指把遥感信息、地理信息、全球定位系统以及电脑、通讯网络和自动化设备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。对农作物的生长发育, 病虫害发生, 水肥状况变化以及相应的环境因素进行实时监测, 定期获取信息, 建立动态空间多维系统, 模拟农业生产过程中的种种现象, 达到科学合理地利用农业资源、降低生产成本、改善生态环境, 提高作物产量和质量的目的[2]。
缪小燕等认为, 数字农业是指运用数字地球技术, 包括多种分辨率的遥感技术、遥测技术、全球定位系统技术、计算机网络技术、地理信息系统技术等信息技术和土壤快速分析、自动滴灌与喷灌技术及其自动耕作与收获技术等相结合的, 定位到中、小尺度的农田, 在微观尺度上直接与农业生产活动与生产管理相结合的高新技术系统[3]。
数字农业是农业信息化的核心和具体表现形式, 主要包括农业要素 (生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素) 的数字信息化、农业过程的数字信息化 (数字化实施、数字化设计) 、农业管理的数字信息化。目前, 其应涵盖“信息农业”、“精确农业”、“虚拟农业”等概念的所有内容, 可以理解为以计算机技术、地学空间技术、网络通讯技术、电子工程技术等一批信息高技术为支撑, 实现农业数据信息获取的实时性和标准化, 农业设计与决策管理的智能化, 信息传播的网络化, 实施过程的自动化, 最终实现农业信息化的宏伟科学工程[4]。
二、数字农业的技术体系
数字农业可以说是一个从基础理论、到应用理论、到支撑技术、再到工程的完整的学科体系, 其关键技术可以分为软硬两方面。“硬技术”主要有:高分辨率对地观测技术、海量数据存储和互操作、宽带网络、虚拟现实等;“软技术”主要有数据挖掘与知识发现、地理信息系统、决策支持系统、人工智能以及系统集成等等[5], 从20世纪70年代中期开始, 经过各相关技术领域近二十年的研究开发与技术积累, 具备了数字农业技术体系所需要的基本技术与装备, 这一体系的主要技术包括遥感技术 (RS) 、地理信息系统 (GIS) 、全球定位系统 (GPS) 和虚拟现实 (VR) 技术。
1. 遥感技术 (RS) 在数字农业中的应用
遥感作为一种空间探测技术, 至今已经历了地面遥感、航空遥感和航天遥感三个阶段。遥感技术结合地理信息系统、全球定位系统等其他高新技术, 能够快速准确地收集和分析信息, 实现定时、定量、定位, 客观性强, 不受人为干扰, 方便决策。按照遥感的应用领域可分为陆地水资源调查、土地资源调查、植被资源调查、地质调查、城市遥感调查、海洋资源调查、测绘、考古调查、环境监测和规划管理等[7]。农业是遥感应用中最重要和最广泛的领域之一, 美国专家列出了遥感技术在农业上分两大类五个领域:第一类是一般性应用, 有土壤调查、水资源调查、土地利用制图等;第二类是特殊性应用, 有农作物鉴定、农作物估产、森林火灾预警和侦察、病虫害侵袭调查等等。当前应用较多的五个领域是:农作物估产、土壤调查、土地利用、植被调查与识别、农业生态环境监测。如遥感技术在农业生态环境监测方面的应用, 可对土地盐渍化、沙化、侵蚀、作物病虫害、资源 (水资源、植被资源、野生动物资源等) 、环境污染等进行动态监测。日本利用卫星多光谱资料, 对国土进行了十年变化监测, 清楚地识别了东京湾沿岸的侵蚀情况。德国、日本、印度等国应用卫星成像系统, 早期辨别农作物病虫害, 及时采取对策, 有效地减少了病虫害的危害程度, 提高了经济效益。中国的农业遥感起步于20世纪80年代初, 在短短的十几年里取得了大量赶超世界先进水平的理论研究与应用成果, 如由中国科学院资源环境局主持的“黄土高原遥感专题研究”在林草资源遥感调查、土壤侵蚀定量遥感调查、土地类型遥感综合研究、草场生物量的遥感估算、农业地物光谱特征及其应用基础研究等许多方面取得了大量成果, 为黄土高原的综合治理提供了全方位的技术支持。
目前, 中国遥感技术在农业上的研究与应用, 大致可概括为三个方面:一是农业资源调查、评价、规划和管理, 包括资源调查与数量统计, 资源质量评价与利用规划, 资源变更监测与科学管理等;二是在减轻自然灾害中的应用, 如各种农业灾害的预报、灾期动态监测和灾后灾情评估等;三是农作物动态监测与估产[8]。
2. 地理信息系统 (GIS) 在数字农业中的应用
1960年美国科学家诺基尔·汤姆林逊 (R.F.Tomlinson) 博士首先提出了要把地图变成数字形式的地图, 以便利用计算机处理和分析, 这个新颖的思想导致了地理信息系统的诞生。
地理信息系统是一个空间型的信息系统, 具有采集、管理、分析和输出多种地理空间信息的能力, 具有区域空间分析和动态预测的功能。计算机支持是地理信息系统的重要特征, 使地理信息系统能够快速、精确、综合地进行地理定位及其过程的动态分析, 综合地图、表格、图形、图像、文字、声音和符号于一体, 能够对空间信息数据进行图形化输出。由于其形象、直观、全面、便于决策应用, 在农业领域中的作用也不断增大。从技术角度看, 地理信息系统在农业上的应用主要分四个层次, 即作为农业资源调查的工具、农业资源分析的工具、农业生产管理的工具、农业管理的辅助决策工具。如在农业管理的辅助决策方面, 主要利用地理信息系统的模型功能和空间动态分析以及预测能力, 并与专家系统、决策支持系统及其他的现代技术 (如RS和GPS) 有机结合, 用于农业生产的管理和辅助决策[9]。
3. 全球定位系统 (GPS) 技术在数字农业中的应用
GPS全球定位系统是一个具有全天候、实时、连续有效的导航定位系统, 而且抗干扰能力强, 时间授时可达到纳秒量级, 能及时为用户提供高精度的三维坐标和时间信息。GPS全球定位系统除用于导航外, 可广泛应用于国防军事、国民经济建设、科学研究以及我们的日常生活等广大领域。它应用于农业, 可实时地对土壤水分、肥力、作物苗情、病虫草害和产量等进行描述和跟踪, 并可研制、开发出全自动拖拉机、播种机、农药喷洒机、收割机等农用机械, 使得农业生产逐步进入自动化阶段。
4. 虚拟现实 (VR) 技术在数字农业中的应用
虚拟现实是诞生于20世纪90年代初的一项新技术, 近年来, 在技术研究领域十分活跃, 它汇集了计算机图形学、多媒体技术、人工智能、人机接口技术、传感器技术、高度并行的实时计算技术和人的行为学研究等多项关键技术, 它是以计算机技术为核心, 综合使用了各种最新技术, 融视、听、触觉为一体的模仿现实的三维空间再现技术[10]。它在农业科研、教学、生产、管理、规划、农业资源配置、商品流通等农业各个领域上的应用, 前景广阔。如虚拟植物, 就是利用虚拟现实技术模拟植物在三维空间中的生长发育过程, 能够精确地反映现实植物的形态结构, 极具真实感。利用虚拟植物技术, 可以在电脑屏幕上设计农作物, 然后再进行实际培育, 一个著名的例子是新西兰Hort研究所利用虚拟作物技术对猕猴桃品种进行改良[11]。
三、结语
1997年, 经美国科学院、工程院两院院士讨论, 正式提出了数字农业的概念[3], 1998年, 美国副总统在提出“数字地球”概念时, 再次对数字农业进行了定义, 数字农业很快成为世界各国21世纪的农业发展战略。1999年11月, 在北京召开的“数字地球”国际学术会议上, 作为“数字地球”的主要应用领域之一的数字农业, 成为大会讨论的主要内容之一。2002年11月至2003年3月, 中国召开了两次有关数字农业发展的学术研讨会, 与会专家认为, 数字农业是利用信息技术全面促进农业、农村可持续发展, 建设现代化农业重要的科学支撑技术。数字农业概念的提出, 也明确了中国农业发展的阶段目标, 使得有关部门可以在数字农业的总体框架下, 合理安排中国的农业发展规划, 加速促进农业现代化, 实现农业生产质的飞跃。
参考文献
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数字农业 篇2
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。本文总结了国外“数字农业”关键技术发展与应用,结合我国发展数字农业的紧迫性与当前数字农业的发展趋势,对我国“数字农业”的发展提出了几条实践策略。
关键词：数字农业；
农业信息化；
发展策略
浅析“数字农业”发展趋势与策略
1“数字农业”的内涵
“数字农业”是农业数字经济的重要实践。当前，学术界和工业界尚未能够对数字农业形成统一的定义。通用名称包括信息农业，精确农业，“internet+农业”等等。本文中提到的数字农业基于农业信息化，在农业链的所有环节中都强调了下一代信息技术的重要作用，代表了农业产业的新视野。现代农业与信息化的紧密结合使可以充分利用数字技术。数字技术在促进农业发展方面发挥着重要作用，并且不断的提高现代农业产业的数字化水平，支持农村战略的实施。
2国外“数字农业”关键技术发展与应用
2.1美国
美国完善的农业产业基础和数字技术体系促进农业发展。美国数字农业发展建立在农业生产高度专业化、规模化、企业化的基础上，已经建成了完善的现代农业技术应用与管理系统。自20世纪90年代起，美国已开始应用数字农业技术，包括应用遥感技术对作物生长过程进行检测和预报、在大型农机上安装gps设备、应用gis处理和分析农业数据等，对大田作物进行生产前、中、后期的全面监测与管理。在21世纪初已经实现“3s”技术、智能机械系统和计算机网络系统在大农场中的综合应用，智能机械已经进入商品化阶段。如johndeere公司的“绿色之星”精准农业系统，基于物联网技术与“3s”技术搭建的新型精准农业管理系统，用以进行精细农作、农机管理、农艺管理和计划管理，可绘制农场产量的“数字地图”，在机械化生产大农场中的市场占有率达到了65％以上。在大数据、物联网等数字技术飞速发展的助推下，美国数字农业技术已与农业生产的产前、产中、产后形成紧密衔接，应用范畴覆盖从作物生长的微观监测到宏观农业经济分析。此外，美国也已形成完善的技术服务组织网络，美国服务类企业与公益性服务机构可为经营主体提供较为完善的技术服务，例如美国农业技术服务组织（fsa）为农民提供丰富的信息。
2.2英国
英国信息化技术应用助推精准农业。信息化技术推动英国农业向数字化、智能化、精准化的方向发展。英国农村地区信息化基础设施完备，互联网、4g信号已实现基本覆盖。在此基础上，精准农业技术得以实现在农业的全方位应用，如借助遥感技术进行作物生产监测与产量预报、农业资源调查、农业生态环境评价和灾害监测等；
英国masseyferguson公司研发的“农田之星”信息管理系统，借助传感识别技术和gps技术能够更为精准地进行种植和养殖作业、数据记录分析和制定解决方案；
智能机械已基本装备卫星定位系统、电脑控制和软件应用系统，能够根据不同位置、不同质量的地块情形实现自动化、精准化、变量化作业，同时可以采集作物信息用以制作电子地图和调整生产策略。2013年英国启动《农业技术战略》，提出了应用大数据、物联网技术和智能技术进一步发展精准农业，从而提升农业生产效率，如借助gatekeeper专家系统提供辅助决策和农场管理、lely挤奶机器人等智能化设备在养殖场中的应用、自动感知技术在施肥施药机械上的应用、二维码技术在农产品产销环节的广泛应用等。
2.3德国
德国关键技术与设备的积极研发与推广。在欧盟农业共同政策对数字农业的支持下，德国积极发展高水平数字农业，在农业生产高度机械化的基础上，建立完善的计算机支持和辅助决策系统，提供数字农业综合解决方案。德国投入大量资金与人力支持数字农业核心技术与智能设备研发，并由大型企业牵头，如德国拜耳公司投资2亿欧元支持数字农业布局，已在60多个国家提供数字化解决方案，并发布旗下xarvio品牌推广数字农业，通过xarvioscouring识别系统高效识别和分析作物生长和病虫害信息，帮助农民优化田块单独管理和农田统筹优化。拥有百年历史的德国农业机械制造商claas集团结合第四代移动通信技术和传感器技术，实现收割过程的全面自动化。
3我国发展“数字农业”的紧迫性
今年虽然受到疫情影响，但我国大部分农产品仍然是一个“大年”，怎样解决需求下降、部分市场关闭、物流受阻等难题，把农货顺利卖出去，让农民实现丰产又丰收？加速数字农业发展是不二法门。
农业长期保持着传统形态，技术进步一直较慢，特别是进入信息化时代后，农业技术滞后带来的产业发展差距愈发显著。随着数字经济的兴起，越来越多的领域引入互联网、大数据、人工智能等技术，实现了智能化、数字化重塑，生产率大幅度提高。2019年，我国服务业、工业数字经济渗透率分别为37.8%、19.5%，但农业只有8.2%，数字化改造的空间很大，需尽快赶上信息社会的发展步伐。
农业数字化转型是农业现代化的必然选择，也是破解目前农业难题的一剂良方，瞄准这个主攻方向，无疑将为农业高质量发展提供新动能，给予农民更多获得感。对广大农民来讲，农产品销售难的问题最头疼，常常遭遇“多收了三五斗”的尴尬。可以说，农业数字化水平滞后，农产品质量不稳定、难以标准化、产销信息不对称等是导致农产品销售难的主因。显然，加快技术与传统农业的融合，打造数字农业，对产业链进行全方位的数字化改造，使得传统农业脱胎换骨，插上科技的翅膀腾飞，已成为农业发展新趋势。
4“数字农业”的发展趋势
4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现实
物联网技术在现代农业生产设施和设备领域中的应用极大地提高了现代农业生产设施和设备的数字和智能水平，实现了整个农业生产过程的数字化控制，实现了农业智能化生产和管理。它可以解决由托管服务流程引起的一系列问题。在种植业中，重点是如何精确控制生产环节，例如育苗，播种，施肥，灌溉和病虫害防治。当前，荷兰，日本，以色列和其他国家正在使用大数据，人工智能和信息技术来促进数字化，精确化和智能化作物种植的发展。
4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛
电子商务的飞速发展为农产品流通提供了新的平台和基础。例如，美国著名的新鲜食品电子商务公司localharvest是一个平台，该平台整合了有机农业的上下游，并连接了中小型农场和消费者。localharvest平台基于从相关农场收集的基本信息来支持地图搜索系统，使消费者能够搜索本地社区周围的农场并购买难以保存的新鲜农产品，例如蔬菜和禽蛋。农产品在快速物流系统下，可以快速送到消费者家中，从而大大提高农产品物流的效率和质量。
值得欣喜的是，近年来，全国各地与各大电商平台纷纷投入大量资源，重构产业链，培植人才，发力促进农产品上行。以河北省为例，近年来积极引入农业电商龙头企业，与阿里巴巴、京东、拼多多等电商平台开展合作，持续在直播助农、农产品品牌孵化、新农商人才培养等领域，合力打造河北数字农业“新基建”。可以看到，利用大数据和分布式人工智能技术匹配优化资源，将需求传导给供给端，有效缓解了供需信息不对称造成的产销脱节。在互联网科技力量的加持下，传统农业的“痛点”也得到有效解决，进一步打开了农产品从田间到餐桌的通路。
随着电商农产品销量的快速增长，广大农民亦受益匪浅，农业生产模式发生重大变化，以需求引导生产、订单式农业逐渐成为主流，精准种植、数字营销提升了农民收入水平，促进更多农民融入数字农业的场景里。以往很多滞销农产品位于贫困地区，数字农业重塑产业链，帮助贫困户掌握技术、融入市场，实现了造血扶贫。实践证明，此种创新扶贫模式具有很强的活力。比如，拼多多的“农地云拼”模式得到国务院扶贫办的肯定，荣获了今年的“全国脱贫攻坚组织创新奖”。截至2019年底，拼多多平台直连的农业生产者超过1200万人，累计带贫人数超百万。
4.3农业多元化公共服务将更加完善
通过将移动互联网和大数据等顶尖技术运用在农业公共服务，农业服务也更加便利和灵活。这也是数字农业发展的重要趋势。一些国家为了促进数字农业的发展，在农业信息化和农业公共服务方面做出了很多努力。
5“数字农业”的实践策略
5.1实现农业农村业务数字化和可视化
加快建立涵盖农业资源，农村产业，生产管理，产品质量，农业机械设备和农村治理的数据库。利用地理空间信息技术和遥感技术整合空间数据，获取耕地资源，渔业水资源，粮食生产功能区，现代化农业园区，特色农产品优势区，特色鲜明的农业村庄，生产经营实体，村庄分布等数据。地图存储在数据库中，使农业和农村资源数据立体化。通过集成的农业调度系统，现场定点监控系统，集成的遥感信息，无人机观测和地面传感器网络，可以建立农作物的空间分布。通过农作物的空间分布，重大自然灾害和其他动态空间图，形成了一个一体化的全域地理信息图，为农业生产和管理的科学指导奠定了坚实的数据基础。
5.2推动数字农业技术创新
创新，始终是乡村振兴的内生动力。要实现乡村振兴，离不开“数字农业”助力。手机变成新农具、直播成了新农活、数据成为新农资，随着农业新业态新模式竞相涌现，数字经济发展红利惠及三农必将更加给力，而农业信息技术已然成为数字农业发展的关键支持。未来依靠农业科学院和大学等农业科学研究和技术开发机构来充分发挥农业科技企业作为创新主题的作用，促进数字农业领域的“产学研”合作，并着重于先进技术和核心技术。为了提高对关键技术的了解和研发，精确操作和智能决策的数字化管理，智能设备的变量修改和应用，农产品的灵活处理，区块链等技术，3s加速，智能识别，模型仿真，智能控制和其他软件和硬件产品数字农业的综合应用，了解数字农业技术标准和规范体系的建立，数字农业技术创新以及应用服务系统的持续改进。
5.3提高农业农村经营管理数字化水平
当前，就中国电子政务项目的发展而言，农业部门中的电子政务服务水平不能完全满足领导决策应用程序和公共商务应用程序的功能要求。农业信息服务的总体水平有待进一步提高。同时，这意味着中国农业信息服务具有巨大的发展和利用空间。因此，有必要进一步扩大移动互联网技术，云计算，大数据等先进技术在农业信息服务领域的应用，并通过建立灵活，便捷，高效，透明的农业生产经营管理体系，为农民提供更多便捷和信息服务。在信息公开，政府公共关系，信息服务，办公室工作等方面，充分利用农民信箱和便携式农业和农村地区的服务功能，提高了园艺，畜牧，水产品，田间管理和智能化管理水平。着眼于整个农业产业链的要求，以提高劳动生产率，研究和推广适用于不同地形和环境的农业机械，并进一步促进农业“机器换人”。
结语
数字农业的发展实现了对农业生产的自动，精确控制，智能和科学管理，提高了农业的可控性，降低了生产成本，并减少了环境污染，使农业向精准，环保和可持续的方向发展。此外，农村电子商务的发展可以有效克服农业产业化经营的不利因素，可以简化交易联系，提高交易效率，降低成本，消除农民对库存余额的担忧，并缩短生产周期。努力为农民提供更多的商机。由于时间和空间的限制，内容的选择空间也越来越广，这对于提高农业生产经营管理人员的科学文化素养具有重要意义。
致谢
在这篇论文的撰写过程中，我遇到了很多的困难和障碍，但都在老师、领导、同事、同学和朋友的帮助下顺利解决了。尤其要强烈感谢周波老师在千里之外给我们线上授课进行指导和帮助，不厌其烦地为我们解答疑问、传授知识，让我非常感动，在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢!
同时也要感谢这篇论文所涉及到的各位学者，本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。
同时也要感谢我的领导、同事、同学和朋友，在我写论文的过程中给予我很多素材，还在论文的撰写和排版过程中提供给我很大的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友不吝批评与指教。
参考文献
“数字化”——北大荒的农业革命 篇3
正是在这样的背景下，来自农垦总局友谊农场五分场二队的一份试验报告令专家们十分振奋：在这里进行的以变量施肥和精量播种为核心的精准农业技术应用试验取得了阶段性成功，2000亩地块上种植的大豆抵御住了自然灾害的袭击，平均产量每公顷近2400公斤，比其他地相对增产近20%，综合效益提高10%。
由黑龙江八一农垦大学、黑龙江省农垦科学院和黑龙江农垦总局友谊农场等单位合作的这一试验项目，近日已经作为“数字农业技术研究与示范”项目的重要组成部分，被科技部正式批准列入国家“863计划”。
国家“863计划”的具体安排是，从2004年开始，在友谊农场建立1万亩数字化农业技术示范区，应用精准农业技术和保护性耕作方法进行生产，其目标是比传统农业提高生产效率20%、提高经济效益15%以上，3年内辐射推广面积达到10万亩。
一场“重塑北大荒农业”的宏伟行动，由此拉开了帷幕。
在这里看到了明天的农业
2003年10月1日，记者随同黑龙江八一农垦大学教授、“数字农业技术研究与示范”课题组牵头人王智敏驱车600公里，专程来到友谊农场五分场二队查看大豆收获情况。
友谊农场是我国改革开放后，第一个率先引进当时具有世界先进水平的美国迪尔公司成套农机设备的农业现代化示范点，曾经创下了劳均生产20万公斤粮豆的劳动生产率，因而为黑龙江垦区乃至全国广大农村实现农业机械化和农业现代化起到了示范和推动作用。此次引进美国凯斯公司的精准农业关键技术与装备进行试验示范，也可谓重任在肩。
王智敏教授目不转睛地看着谷物联合收割机上的自动产量监测仪，当每公顷2400公斤的平均产量终于显示出来时，老教授深情地说道：“这一成绩是献给建国54周年的一份礼物。”
从表面上看，2000亩试验地块与其他地块没有什么区别。实际上，这里应用精准农业技术与装备进行的作业与传统的耕作方法已经有了根本区别。
作为数字化农业的核心成分，精准农业是综合应用现代化高新科技的高效农业模式。它把预先采集到的农田土壤和农作物生长环境、生长状况的地面和空间信息，经过专用的计算机软件进行处理，利用全球卫星定位系统对这些信息进行空间定位，利用智能化专家系统、决策支持系统和与之配套的现代化农业机械设备，准确地进行田间灌溉、施肥和喷洒农药等作业。
友谊农场五分场场长高文举指着架设在厂部办公楼上的全球卫星定位系统地面纠偏装置自豪地说：“方圆30公里都在它的监控之下。有了这一装置，我们农场的农业现代化可以说又迈出了一大步。”
精准农业“精准”在哪里
有关专家认为，实现农业的数字化和信息化，必须从精准农业技术起步，精准农业是未来数字化农业的雏形。那么，精准农业“精准”在哪里？
农作物的生长发育过程是以单体形式存在的，科学的管理方法应当考虑单体的生长发育要求，实施合理的需要物料量（如化肥、农药等）的投放，做到“按需分配”。传统农业受科技发展水平限制，田间管理均以地块为单元进行，难免造成施肥量超过需要量、过剩的肥料流失污染环境或是投入量低于需要量、影响作物产量潜力发挥的情况。
精准农业技术的核心是缩小管理单元面积，提高耕作精度，从根本上解决了传统农业的这个问题。其管理单元面积能够以米级计算，根据不同单元内的土壤和作物生长特性，确定物资的投放量，使农事操作做到定位、定量、定时。
实施精准农业技术的主要设备有：全球卫星定位系统接收装置；带有卫星定位接收器、天线和产量监测设备的谷物联合收割机和产量图软件；带有卫星定位接收器的土壤取样设备、土壤化验设备、地理信息软件；农业专家系统、数据库、决策系统软件和计算机硬件设备；带有卫星定位接收器、自动控制器的拖拉机、变量施肥播种机、变量喷药机等智能化自动控制的农业机械。
精准农业技术的发展首先得益于海湾战争后ＧＰＳ军用技术的民用化。1993年，精准农业技术首先在美国明尼苏达州的两个农场进行试验，结果当年用ＧＰＳ指导施肥的产量比传统平衡施肥的产量提高30%左右，而且减少了化肥施用总量，经济效益大大提高。
在发达国家，精准农作体系已经试验应用到小麦、玉米、大豆、甜菜和马铃薯的生产管理上。到1995年，美国约有５％的作物面积不同程度地应用了精准农业技术。近年来，不仅美国、加拿大、澳大利亚等发达国家对精准农业技术的应用非常重视，而且巴西、马来西亚等发展中国家也开始试验示范和应用推广。
推广数字农业必须依托“国字号”
由于数字化农业必须以高科技装备和大型农业机械为依托，投入成本高，目前人们普遍对其推广前景不抱乐观态度。对此，黑龙江八一农垦大学副校长汪春说，我国数字化农业的推广之路，关键在于实现国产化，降低投入成本。
我国是一个农业大国，推进农业的现代化，提高农业的竞争力对从根本上解决“三农”问题非常重要。
1999年～2003年，国家农业信息化工程技术中心在国家计委的支持下，率先在小汤山开展了精准农业的示范研究，在一些关键技术上取得了重要突破。经农业部批准并直接投资550万元，黑龙江八一农垦大学精准农业研究中心从2002年开始，在黑龙江垦区友谊农场进行精准农业田间试验示范，取得阶段性成果，农业数字化的研究和推广工作取得了良好的开端。
问题在于，整个项目实施过程中，进口成套机械设备耗资近五百万元，占该项目资金的90%以上。汪春说，设备投入过大，是制约数字化农业推广应用的重要因素，尽快实现国产化是必由之路。
可喜的是，经过了近十年的努力，我国在与数字农业相关的关键技术研究开发方面取得了一定成果。从2004年开始，黑龙江垦区自行开发研制的部分精准农业设备将被投入试验应用。
汪春表示，眼下我国实施精准农业技术应采取引进示范、消化吸收、创新国产化的技术路线，应因地制宜，分期、分批地推进，逐步提供生产服务。同时，从国际上成熟的变量施肥控制技术入手，自行研制配套的变量技术与装置和机具，使科研成果尽快转化为现实生产力，投入到农业生产过程中。
黑龙江农垦总局农机局副局长陈必安说，加快国产化步伐，一是要因地制宜，加强区域型精准农业技术国产化研究。二是要加速农业技术装备制造业如机械、电子、液压等行业的技术进步和革新，尽快生产出质量高、适用性强的国产精准农业技术设备，以满足不同农业区域的农业生产技术要求。三是要尽快使我国北斗定位系统投入民用，逐步消除对国外全球卫星定位系统技术和设备的依赖。
2004年春节刚过，黑土地上的积雪尚未融化，王智敏教授便匆匆赶往友谊农场部署今年的试验工作。“数字化会给北大荒农业插上奋飞的翅膀。”王智敏说，“随着数字化农业技术不断成熟，提高作物产量和降低生产成本还有很大的空间，综合经济效益将逐年增长。”
1.操作人员查看自动产量监测仪的数据。
2.带有自动产量监测系统的进口联合收割机
数字农业试验平台硬件设计 篇4
为开展数字农业研究,需要建立一个先进适用的数字农业试验研究平台。该平台应能按照预定的路线在田间行走,自动进行田间信息采集和精确控制变量投入,实现高度自动化、高精度位置控制下的机械化作业和信息收集平台,同时在通用机架和数字化平台上实现各种作业机具的改良和性能实验[1]。按照以上要求,自行设计和研制了数字农业试验平台(TP-DA,TestPlatform ofDigitalAgriculture)的硬件体系结构,在TPDA的基础上进行数字化技术与装备及新型作业机具等的开发研究。在设计过程中,采用模块化结构,每个模块都是相对独立地开发和运行,并统一接口,使TPDA系统具有可升级和扩张性好的特点。
1 数字农业试验平台(TPDA)车体结构
图1为TPDA的车体结构,其尺寸如图所示(单位为mm)。技术特性如下:单侧功率15kW,双侧共30kW;高速轴的转速60r/min;系统的传动比为2;电机满载时行走轮输出的最大转矩为T=3468N·m;系统允许的最大车质量为m=11.5t;设计最大行驶速度为Vmax=3m/s[2]。
TPDA的3层体系结构如图2所示。从下到上分别是:最底层为运动控制模块,主要由步进电机及其驱动模块和系统电源蓄电池组成第层为车载工控机模块,这是整个无线网络监控系统的核心;最上层是平台视觉处理模块,主要由摄像头及其附件组成。
2 数字农业试验平台(TPDA)硬件体系结构
按照各模块所完成功能的不同,TPDA硬件体系结构由车载工控机子系统、运动控制子系统、视觉处理子系统和无线通信子系统等4个子系统(模块)组成,由如图3所示。
控制系统以TI公司的TMS320LF2407A快速DSP运动控制芯片为核心,依照上位机发出的指令信息和平台车的编码反馈信号,完成平台车的运动控制,同时反馈给上位机当前的运动数据和传感数据,包括线速度、角速度及里程计[3]。
2.1 车载工控机子系统
车载工控机子系统是整个数字农业试验平台的核心部分。由于本系统中本地中央控制系统、Web服务器、视频服务器和数据库服务器的功能需要在车载工控机上通过安装配置相关的软件来实现,所以车载工控机选择的是配置较高的研华一体化工作站-AWS-8248VTP[4]。
2.2 运动控制子系统
该子系统是平台车的动作执行系统,完成车载计算机发送命令的解释和具体执行,如前进与后退等。
TPDA采用步进电机作为驱动电机,这是因为步进电机具有以下的优点:控制信号简单,便于数字化控制,调速方便;相对于直流电机,步进电机的驱动更加简单,可以在开环方式下工作,而且精度较高。由于控制脉冲和转动角度存在严格的正比关系,可以通过记录脉冲数计算平台车行走距离,为平台车的精确定位提供必要的依据。
TPDA的整个运动控制模块是由两个五相步进电机以及相应的电机驱动器组成的。两个步进电机驱动两驱动轮通过改变作用于步进电机控制器的脉冲信号的频率,可以对步进电机实现较高精度的调速。
2.3 视觉处理子系统
该子系统主要由图像采集和预处理、图像分析以及图像理解等几个过程组成。这些过程均在车载工控机内完成,为试验过程的视频监控提供信息。摄像头与车载工控机采用USB接口相连。
2.4 无线通信模块
由于数字农业平台的试验过程大都在田间移动中进行,加上田间无法铺设有线网络,所以要实现对数字农业平台的远程监控必须采用无线网络实现监控数据的传输[5]。无线局域网(WLAN,WirelessLocal AreaNetworks)技术的快速发展和成熟为数据的远距离无线传输提供了技术上可靠、经济上可行的方法。无线局域网是利用射频技术取代传统的双绞铜线构成的局域网络,具有无可比拟的优越性能和灵活性,用户可在限定的室内范围内随意移动联网设备,甚至可在室外移动,无需考虑接线和插座[6]。
在车载工控机上安装的海信数码Hi-Link UW 210g是一款基于IEEE 802.11g标准的USB无线网络适配器其外观类似于盘体积小巧便于安装。在网络传输上,采用IEEE 802.11g标准,可达到54Mbps。
3 结论
1)设计了数字农业试验平台车的硬件体系结构及其各个部分的组成结构。作为试验平台,在设计过程中,采用模块化结构。各个模块都是相对独立开发和运行、统一接口,为以后各种功能模块的添加以及进一步的开发提供了一个很好的硬件基础。
2)平台硬件体系由车载工控机子系统、运动控制子系统、视觉处理子系统和无线通信子系统4个子系统(模块)组成。车载工控机系统采用研华一体化工作站-AWS-8248VTP,运动控制子系统由TI公司的TMS320LF2407A快速DSP运动控制芯片、步进电机、电机驱动器组成。视觉处理子系统由摄像头组成,无线通信子系统采用海信数码Hi-LinkUW 210g无线网络适配器
3)平台整体结构经过几次修改,直到现在所采用的方案,为数字农业技术的研究提供了较为理想的试验平台。
参考文献
[1]刘明光,郭康权,黄玉祥.数字农业试验平台无线控制系统的设计[J].农机化研究,2006(6):113-115.
[2]刘桂周.数字农业研究平台绗架系统设计[D].杨凌:西北农林科技大学,2004.
[3]刘和平.DSP原理及电机控制应用-基于TMS320LF240x系列[M].北京:北京航空航天大学出版社,2006.
[4]薛迎成.工控机及组态控制技术原理与应用[M].北京:中国电力出版社,2006.
[5]Guo L S,Zhang Q.W ireless data fusion system for agricu ltural vehicle positioning[J].B iosystem s Engineering,2005,91(3):261-269.
数字农业 篇5
关键词：农业科研档案；数字化管理；重要性；措施
中图分类号 G270.7 文献标识码 A 文章编号 1007-7731（2014）21-122-02
农业是国民经济中一个重要的产业部门。农业科学研究是推动农业发展的动力，而农业科研档案是农业科学研究部门在科研活动中形成的具有保存价值的文字、图表及声像载体材料，是农业科技推广、科研成果转化的重要媒介与保存对象。
1 农业科研档案管理现状
农业档案涉及范围广，包括课题申报书，国家、省、市任务书、成果鉴定证书，体系任务书，历年台账等许多种类。如何分门别类地整理这些科研档案，既方便查找又利于存档管理，值得新时期档案管理人员进行深入思考。传统农业科研档案的管理一直采用纸质管理，以年份和种类作为主要分类方法。科研人员在借阅档案时，易产生不便，如要借阅某一类材料时，在不知道时间、所属级别的情况下，就必须从头开始查阅，直到找到所需文件为止。期间不仅要耗费大量时间，也容易造成档案的损坏，更不利于档案的保存。在这种情况下，数字化管理农业科研档案就显得十分重要。
2 农业科研档案数字化管理的重要性
随着信息化程度的不断提高，农业信息化程度日益增强，各级档案馆的业务流程普遍被电子档案所取代，农业科研档案数字化管理已经被提上日程。
2.1 提高了档案管理的效率 农业科研档案工作的核心是服务科研，方便科研人员对档案进行存档、查找与借阅，在这一过程中档案的数字化格外重要。档案室工作人员在对档案进行分门别类的存储装订之后，电子存档是保证档案数字化的基础，对存入的每一份材料都要认真核实，制作详细的目录表格，把材料的各项信息填写清楚。做好这些前期工作，是档案数字化的前提与基础。在数字化基础之上，科研档案的借阅与查找才能不断提高效率，才能做到“有查立阅、有借立取”，更加方便科研人员对档案的需求。
2.2 减轻了历史档案的损伤 我国农业科研工作起步较早，农业科研档案的保存工作也同时起步，因此档案室内的部分科研档案具有一定的存储历史，有的档案储存时间已有50～60a，纸张的质量与字迹都已经发生了改变，每一次翻阅都可能会造成一定程度的损坏，但是又不能一味追求保存而不参与借阅，致使档案失去存档价值。档案数字化管理的应用，在一定程度上减轻了对历史档案的损伤，将档案资源转化为数字化的档案信息，以数字化的形式存储，形成一个有序结构的档案信息库，既提高了查阅速度，又避免了对非目标文件的翻阅，在一定程度上保护了档案。
2.3 防止丢失与排放混乱 档案管理工作自档案材料交接到档案工作者手中的时候就正式形成了，并在规定程序下对档案进行移交、存档，每一份档案都有自己所在位置与范围，错放、丢失都会影响档案管理工作。因此，档案一经存档，就要确保其所在编目位置，尽量避免错放，以减少混乱现象发生；在对档案进行录入后，只有成为目标文件时才会被查阅，减少查阅该文件时与其他相似文件混淆。而利用计算机系统直接对电子档案进行查档，检索系统直接生成文件内容，可以有效防止档案的混乱排放，减少丢失现象的发生。
3 提高农业科研档案数字化管理水平的主要措施
3.1 建立健全各项规章制度 农业科研单位在遵照国家相应法律法规规定的前提下，制定适合本单位实际情况的档案管理制度。一方面，使档案的收集、整理、立卷归档，保管、统计、借阅、利用以及安全、保密等各个环节有章可循，有力地促进档案管理的规范化，方便档案管理工作进行量化考核；另一方面，提高档案管理的保密力度。进一步提高管理人员的责任意识，牢固树立“保密工作无小事”的观念，在实际执行中，不断完善规章制度，确保农业档案管理的规范化、制度化。
3.2 加大投入力度，配备相应的硬件设施 传统档案基本上是以纸质或照片的形式存在，需要通过录入、扫描等工作进行数字化处理，才能生成数据库资源进行储备，最终实现档案的数字化管理。因此，现代化硬件设施、电子设备等资源是档案数字化的基础。要及时配备档案管理所需的设备，并对老化的设备进行更换，充分发挥现代科技在档案管理中的作用。而对档案管理的投入程度，直接反映出对此项工作的重视程度，这就需要农业单位的重视，作为一项系统工作来抓。
3.3 提高管理人员的综合素质 作为档案管理人员，一是认真贯彻党和国家及上级主管部门关于档案工作的法律法规及有关政策；二是制定档案的工作计划，并按照《档案管理工作规范条例》、《档案库房管理制度》的相关要求负责对各类档案的接收，分类，编制，对借出的档案要进行登记，并负责定期追还归档，确保档案齐全完整，不同科研部门的档案存放要做好分类与储存，科研人员只能借阅本部门的档案材料，确保科研的保密性，防止信息外漏；三是树立和加强保密观念，做好文件、资料、档案的保密和保管工作。
参考文献
[1]王传宇，张斌.科技档案管理学[M].北京：中国人民大学出版社，2009.
[2]程淑云，薛英，王丽群，等.科研档案资产化管理的必要性[J].吉林农业大学学报，1997（S1）.
[3]王威，叶雪洁.信息时代档案工作的创新之路[J].安徽科技，2013（01）.
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[7]褚素霞.浅谈电子档案的管理[J].档案天地，2013（01）.
数字农业技术在农机方面的应用 篇6
数字农业是将工业的可控生产和计算机的辅助设计成功地引入到了农业的生产当中, 将信息技术作为农业生产的一项重要的生产要素, 逐渐成为农业生产环节中一个非常重要的组成部分, 我国数字技术在农业方面的应用已经逐渐地走向了世界的先进水平, 这对提高我国农机的质量和产量是有着非常好的促进作用。
我省数字化技术在农业方面的应用已经走在全国的前面, 特别是农垦系统已经率先使用, 有的农场已经摸索出完整、系统的使用经验, 广泛地应用到农业的各个方面。
1 数字农业技术在农机方面的应用
1.1 农机管理网络系统的实现
农机管理网络系统主要是掌握农机系统管理的基本情况, 其中包括驾驶员的基本情况的管理, 对农机动力机械的使用情况管理, 对农机具的基本情况管理, 农机具在使用或者闲置时的信息要及时的更新到计算机系统当中, 这样做是为了方便工作人员在网上进行查询。农机管理网络系统的建立让农机有了一个良好的规范和标准, 操作人员按照这一标准和规范进行操作, 能够有效的提高农机生产的质量和产量。这对农户来说, 也进一步提高了农户的人均收入。
1.2 农业机械作业统计核算
在农业机械上安装作业机车核算程序, 能够实现网上传递核算, 这一操作主要是由作业区管理人员将农机作业情况填入计算机传递到农机中心, 实现作业区农机作业的统一核算, 之前农户要计算农机在工作时工作的成果一般都是采用纸质计算的方法, 自从在农业机械中安装了作业机车核算程序之后, 广大农户实现了无纸核算, 而且还提高了核算的准确率。
1.3 农业机械作业进度统计核算系统
这一系统是农业机械中较为常见的系统之一, 它的主要作用是各个管理区利用计算机网络实时掌握农机作业的进度, 这一系统能够根据每台机车的作业小时数量和具体的工作数量确定定期的保养时间, 并通过网络发送到驾驶员的手上, 这样驾驶员按照收到的信息提示来控制机车的工作进度。
1.4 农田遥感资料
这一技术主要是依靠卫星来完成的, 经过卫星遥感地图对地面定点测量, 在经过几何形式的计算之后, 能够获得农田、道路、水库、住宅区等较为详细的地面位置信息, 这对于有效的管理这一地区是有着极大益处的, 方便总体规划。
1.5 农机历史资料统计
这一技术主要是把资料通过相应的编制程序输入到农机数据中心, 在数据中心储存了全部的农机使用资料, 我们的操作人员可以在这些历史资料中查询自己所需要的信息。
1.6 农田地理信息系统
这一系统是把农田地图输入到计算机当中, 这样操作人员就可以在计算机中查询到某一个地区某一地块的基本情况, 包括地块的施肥、施药、轮作、年度种植作物品种及产量等等, 再有就是能够有效地查询到某一地块所处的地理位置, 方便操作人员的工作。
1.7 农机经验交流系统
这一系统的形成主要是先设立一个农机经验交流的网页, 将经常用到的农机机型的维修和保养的常识放在上面, 另外还将一部分改进的农机技术输入到计算机的网页当中, 在各个地方的农机部门要设立能够上网的计算机, 这样操作人员在农机出现问题的时候能够在第一时间找到有网络的地方, 上网到农机经验交流系统中, 查询自己所需要的信息, 做到及时有效地处理农机故障。
1.8 GPS动态跟踪调度系统
在农业机械上安装作业机车GPS, 运用电脑系统可以准确的报出GPS接收机的位置和运动的状态, 并将这些信息反馈到农机控制中心的大屏幕上, 再通过互联网等网络技术实现实时查询农业机械的作业时间、作业地块、作业速度等相关信息。与此同时, 为了操作人员方便观看, 我们还可以在农业机械上安装视频装置, 这样可以实时的掌握机车的作业情况。
1.9 GSM短信群发系统
GSM也就是人们所熟知的全球移动通讯系统, 利用GSM系统实现短信群发, 让农机操作人员能够以最快的方式通过本身的手机来获取通知、农机新动态、新技改及农业机械的相关保养的提示等信息, 方便了农机的组织管理、机车调整和农机新技术的推广。
1.1 0 视频远程监视系统
我们知道农业机械的成本是非常高的, 尤其是那些大型的农业机械设备, 实施监控是非常必要的。在农机控制中心设置很多个能够调焦的自带红外线的监视系统设备, 自带红外线的目的是为了能够在夜间实行实时监控, 各级的农机管理人员可以利用网络来对农机中心的农业机械进行实时观察, 这样利于农业机械的管理。另外, 对农业机械的防火防盗也要时刻引起注意, 有很多地方的大型农机具都是国家实行农机补贴政策之后购置的, 一旦出现丢失的情况, 损失的不仅仅是农机管理部门, 国家也会遭受到损失, 所以对农机具的管理和监管就显得尤为重要。
1.1 1 农机作业计划系统
这一系统主要是在每年年初的时候, 根据地区地块的种植安排, 由农机控制中心进行农机作业计划指标的设计, 并对其进行组织实施。此外, 还要对农机作业地区的春耕、播种、收获等步骤进行整体的农业规划, 制定机车的油料和保养计划, 这一点非常重要, 并且要在使用之前就要进行保养, 一旦没有进行有效的保养, 如果在真正使用的时候出现了问题, 不仅会影响种植的进度, 更重要的是会影响到最终的农作物产量, 所以要对其进行科学的管理和养护。
1.1 2 对环境数据的采集
在农机控制中心, 通过计算机可以看到作业区境内的自然环境情况, 并对这些自然情况 (包括温度、湿度、风速等) 进行实时的记录, 这样做有利于发展保护地栽培。
2 结语
数字农业技术是我国逐渐兴起的一项全新的技术, 随着现代化农业的发展, 人们会对农业技术有一个逐步认知的过程, 再加上农业基础设施的增加和一些大型农机具的普及推广, 今后我国的农业发展将会全面的转变成为数字化技术的发展。
参考文献
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[2]曾小红, 王强.国内外农业信息技术与网络发展概况[J].中国农学通报, 2011, 27 (8) :468-473.
数字农业是新农村建设的“龙头” 篇7
在农村人口占大多数的中国，农民是推动社会前进的巨大动力已是大家的共识。过去的历史证明了这一点，现在和今后相当长时期内仍将会证明这一点。建设新农村，是当代中国农民的最大福音，是当代中国农村的重大变革，是当代中国农业千载难逢的发展机遇。发展问题是当代中国农民中存在的最大的问题，解决不了温饱后的亿万农民的发展问题，全面建设小康社会的宏伟蓝图只能是个梦想。在中国这样一个拥有13亿人口的发展中大国，能不能解决好发展问题，特别是持续的发展问题，还直接关系到亿万人民的身心力和凝聚力。因此, “发展是硬道理”、“发展是党执政兴国第一要务”的科学发展观一经提出和确立，就在全党全国人民中产生强烈共鸣，成为整个中国可持续发展的重要指导思想，尤其成为了相对落后的中国农村可持续发展的重要指导思想。新农村建设“新”在哪里?从根本上说，新农村建设“新”在发展。农村由于相对落后，发展的任务艰巨、复杂，落实科学发展观尤为重要。真正要发展，就必须走科学发展的道路，就必须有超前意识，发展数字农业。就是要用数字农业的手段，去推动农业发展，进而用数字农业的手段统筹城乡发展、区域发展、经济社会发展、人与自然和谐发展。
过去的半个世纪，新中国的农民曾迎得了两次历史性的发展机遇，这两次历史性的发展机遇从根本上改变了新中国农民的历史命运。新中国的成立，彻底废除了旧土地制度，使农民的生产积极性空前高涨，使一穷二白的农村面貌焕然一新;十一届三中全会以后的农村改革，亿万农民充分掌握了自己的命运，中国农民自发地挑战贫穷与饥饿，自觉地推动生产力的解放和发展，中国农村也因此很快发生了巨变。然而，随着改革重心转向城市，加之城乡二元体制的严重束缚和粮棉价格下跌等原因，导致“三农”问题日益严重，农村发展问题已十分迫切地摆在全党和全国人民面前。党中央终把解决好“三农”问题作为全党工作的重中之重，不断加大对“三农”的支持力度，坚持实施“多予、少取、放活”的方针，一系列惠农政策落到实处，一桩桩重农举措初见成效，粮食连续多年保持稳定增产，农民收入不断增加。但是, “三农”问题还依然存在，农民就业、致富等难题还依然没有解决。“三农”问题的出路到底在哪里?根本出路在于发展。党中央做出建设社会主义新农村的战略决策，就是解决农村的发展问题。新农村建设标志着中国的投资重点转向农村，这将是中国农村又一次重大的战略发展。“三农”问题的根本出路将在这新农村建设的发展中找到答案。过去启动的农村税费改革为减轻农民负担提供了制度保障，随之而来的建设社会主义新农村的发展将又一次把重大机遇推到了当代中国农民面前。
二、数字农业是社会主义新农村建设发展的“龙头”
面对社会主义新农村建设发展的千载难逢的良机，我们没有理由无视它，放纵它，如果这样，我们就会坐失良机，犯下不可饶恕的错误。我们只有珍惜它，抓住它，中国农业就会乘势而上，“三农”难题就会逐步解决。机遇是公平的，也是无情的。在改革开放的进程中，我们有很多成功的经验，也不乏深刻而惨痛的教训。
如何抓住历史赋予的发展机遇?中央给出了明确的原则, 提出了许多具体的要求。其中最关键的就是要坚持落实科学发展观，走科学发展的道路。这样，才能使已经落后的农业“迎头赶上”其他各业, “迎头赶上”世界潮流。而坚持落实科学发展观, 走科学发展的道路就必须发展数字农业。因为，数字农业代表了当今世界潮流，体现了当今社会信息技术革命的时代特征。而建设社会主义新农村，决定着中国亿万农民的前程命运, 决定着中国农村的现代文明，也决定着中华民族的伟大复兴。
数字农业是综合利用遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通信和网络技术、自动化技术等高新技术，实现农业各方面、各种过程的全面数字化。是用数字化技术, 按人类需要的目标, 对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制、管理的农业。农业数字化建设是农业现代化的主要内容之一，是农业适应市场经济发展、推进社会主义新农村建设的关键所在。建设社会主义新农村，关键是要用网络数字化技术建立农村和农业运行机制。它在宏观上，包括工业反哺农业、城市支持农村的长效投入机制;包括各工作部门合力、协调促进农村经济社会全面发展的工作机制;包括引导农民在国家政策扶持下发扬自力更生、艰苦奋斗，依靠自己辛勤劳动建设自己幸福家园的激励机制;包括引导全社会力量支持新农村建设的参与机制;包括城乡统一的经济和社会管理体制。它在微观上，包括数字农业信息采集与产品开发;包括农林植物生长模型与数字化设计;包括土壤和作物系统过程模型与数字化设计;包括数字农业精准生产技术平台构建与应用;包括数字农业精细养殖技术平台构建与应用;包括数字林业技术平台构建与应用;包括数字农业技术应用示范等。它被西方发达国家称为精准农业、虚拟农业、智能农业和网络农业。
三、发展数字农业就是创建高效农业模式
数字农业是一种综合应用现代化高新科技的高效农业模式。数字农业采用现代科学技术成果对传统农业技术与机械装备进行改造，应用全球卫星定位技术、遥感技术、地理信息技术、计算机自动控制技术等集成组装的组合体系，是生物工程等技术完整的结合体系在农业生产过程中的应用，是未来农业的雏形。
数字农业的目标是最大限度的节省资源，重视环境保护和生态均衡，追求以最少的资源消耗获得最大的优质产出的高效益，以保持农业可持续发展。
我国的农业相对发达国家的农业来说，具有迟发展、欠发达的特点。我国的农业要有新的发展，要追赶发达国家的农业，当务之急是必须利用高新科技改造传统农业，发挥后发优势。利用高新科技改造传统农业，其关键就是要全面构建数字化农业，以农业信息数字化为支撑、为依托，建立大规模农业的信息化模式，追赶世界先进水平。
发展数字农业，创建高效农业模式，首先，就必须激发亿万农民的积极性，让他们的主体意识充分觉醒，要让农民真正参与到新农村建设的整个过程中，切实保障他们的参与权、决策权、监督权，调动他们的积极性。其次，必须培育新型农民，培养造就一批有文化、懂技术、会经营的新型农民，提升农民发展数字农业、创建高效农业模式的素质。再次，必须深化农村改革，创建适合发展数字农业和高效农业模式的体制平台。大的方面，要建立和完善农村的社会主义市场经济体制，要完善农村政治制度;小的方面，要为发展数字农业、创建高效农业模式提供制度保障。
参考文献
[1]承继成.数字农业——数字地球的应用之一[J].地球信息科学, 2000, (1) :26-27
数字农业 篇8
我国是农业大国, 也是全球自然灾害、公共卫生、社会安全等领域重大突发性事件频发的国家之一。农业突发性事件主要指突然发生的对农业生产造成大面积破坏、农业生态平衡失控、农产品质量安全问题等, 对农业发展、农民收入、居民生活和社会稳定造成严重影响的事件[1,2]。由于农业突发事件有不可预测性、不确定性、迅速紧迫性、威胁巨大性等特点, 一旦发生, 可能扰乱公众日常生活和社会正常秩序, 因此迫切要求政府加强应急管理, 不断提升应急能力。
我国公共危机管理研究起步较晚, 特别是提升农业应急能力方面明显滞后。为完善农业生产安全保障和突发事件应急机制, 广东省农业厅高度重视农业系统应急平台体系建设。通过应急平台的实施应用, 可以有效地帮助农业部门收集第一手灾情信息, 建立和健全统一指挥、功能齐全、反应灵敏、运转高效的应急机制, 切实增强全省各级农业部门的应急反应、决策指挥能力和农业信息化应用水平, 积极地预防和应对自然灾害、事故灾难、突发事件和社会安全事件, 减少突发公共事件造成的损失。
1 农业突发事件的危害
我国幅员辽阔、人口众多、资源有限、区域发展不平衡, 地质和地理环境复杂且差异性较大, 各地自然灾害特征存在明显差异。农业生产对自然环境及气候条件的依赖较强, 对各种灾害侵袭尤为敏感。近年来, 我国重大自然灾害频繁发生。每年由于重大自然灾害给国家造成的经济损失平均达1 000亿元以上, 受害人口过亿, 其中农民是最大受害者, 农业受灾面积的比例约在40%以上[3]。
此外, 随着全球化的日益深入, 各地区和国家人员往来频繁, 全球性危机和人为灾害亦使农业面临越来越多的不确定风险。外来有害生物不仅威胁农业生产, 还会破坏生物多样性和生态平衡, 甚至导致物种的濒危和灭绝。目前为止, 在国际自然保护联盟公布的全球100种最具威胁性的外来物种中, 已有50余种传入中国[4]。自2003年“非典”以来, 我国在短期内爆发了禽流感、猪链球菌等公共安全时间, 严重影响了农业发展和国民经济收入。近年来, 农业突发事件发生频率不断加快, 间隔周期缩短, 传播速度快, 传播范围广泛, 农业突发事件的形态、性质和活动规律更加难以把握。
2 农业应急管理
为了有效控制和解决突发事件, 发达国家已建立了完整的农业应急管理体系和机构[5,6]。针对自然灾害, 美国、日本、澳大利亚等国家建立多层次的农业应急管理机构, 各涉农部门纵向协调, 相关政府职能部门横向协作。对食品安全问题, 发达国家通过成立食品安全管理局等专门机构应对突发性食品安全问题, 并通过立法, 建立完善的食品安全法律体系, 明确紧急状态下政府的权利和公民应承担的义务。除了依靠政府, 多数发达国家还充分利用民间资源, 通过建立民防机制和有针对性的非政府应急组织, 提高灾害应急中的社会参与度。
“隐患险于明火, 防范胜于救灾”, 美、日等国家不仅有完备的灾害预防系统, 并且高度重视防灾宣传教育工作。美国建立了完善的预警系统和全面的应急预案, 如预测到可能有灾害发生, 便即刻采用各种信息手段将灾害信息传达给每位市民, 并每年都对灾害应急工作人员进行针对性培训。日本通过学校教育、防灾管理活动和灾害应急演练等方式进行强化公众防灾意识和提高救急能力。
我国应急管理采用“一案三制”制。“一案”指突发性公共事件应急预案体系, 包括对突发事件的预防、监测、预警、指挥、保障等;“三制”指应急管理的体制、机制和法制。当前, 我国农业应急管理体系建设成就显著, 政府在应对突发事件时的反应力、决策力和执行力都大幅度提升。但我国农业应急管理仍存在明显问题, 表现在缺乏统一、有效的综合性管理体系, 法制不健全、不完善, 预警能力低, 危机意识薄弱, 民众缺乏识灾、救灾能力, 社会救助体系不完善, 民间资源利用不充分等方面[7]。建设农业应急平台, 能有效保障农业突发事件应急预案的及时、顺利实施, 推动形成对突发事件的全方位监测监控、及时反应、科学研判、高效处置、预测预警的运行机制, 提高我国农业应急能力。同时为农民学习和掌握灾害应急知识、公众了解灾害状况、聚集非政府救助资源等提供有效渠道。
3 农业应急平台体系构建
广东省农业系统应急平台体系建设主要进行了应急平台的屏蔽机房建设、可视化调度系统建设, 并购置了相应的基础设备, 体系网络拓扑图见图1。
3.1 屏蔽机房建设
随着科学技术的迅速发展, 信息化建设日新月异, 计算机系统网络建设遍布各个角落, 随之而来的系统安全问题也提到议事日程上来, 计算机房的屏蔽就是保证系统安全要求解决的问题之一。为了防止应急指挥系统信息泄露或系统被干扰, 我们提出了建设屏蔽机房的要求。项目建设的内容如下:
3.1.1 电动单开锁紧屏蔽门
屏蔽门是屏蔽室的进出口, 开关频繁。因此, 屏蔽门是屏蔽室的关键部件, 是屏蔽室电磁泄漏的主要部位, 屏蔽室的屏蔽指标取决于屏蔽门性能的好坏, 为了提高门的屏蔽效能, 应确保门缝在频繁活动情况下仍具有良好的电接触。为此, 采用FS系列电动单开锁紧屏蔽门, 门洞尺寸为1 900 mm×850 mm, 门框尺寸为2.3 m×1.3 m (三排簧片) , 开关轻便, 寿命长, 平稳可靠, 屏蔽效能高, 是定型成熟产品。屏蔽门的安装, 采用与屏蔽壳体组装式, 这样可以保证屏蔽室的性能指标, 如图2所示。
3.1.2 屏蔽通风窗
为了使屏蔽室既能达到预期的屏蔽效能, 又能保证良好的房内新风补偿, 采用规格为300 mm×300 mm×50 mm的蜂窝状截止新风波导窗, 安装时与屏蔽层保持良好的电接触, 如图3所示。
3.1.3 滤波器
机房的滤波器采用高插入低损耗滤波器, 当频率为100 k Hz~30 MHz和30 MHz~18 GHz时, 插入损耗为100 d B, 滤波器安装在屏蔽体外墙, 性能稳定、可靠, 屏蔽指标满足国标GB 12190-2006的B级标准要求, 安装示意图见图3。
图1农业系统应急平台网络拓扑图
3.1.4 屏蔽壳体接地
1) 屏蔽地:为使屏蔽体壁面上的感应电流都能迅速入地, 有效地降低壁面对地的高频电位, 以避免或减小外空间电磁波对屏蔽室内造成干扰, 屏蔽体需与大地相连, 形成电气通路, 为屏蔽体上的电荷提供一条低阻抗的泄放通路, 屏蔽地电阻≤1Ω, 符合国家标准。
2) 保护地:由于电子设备的电源线绝缘层破坏和偶然接触时, 设备的外壳可能带电, 极易造成人身和设备事故。因此计算机系统内的所有电气设备, 包括辅助设备、外壳等均接地处理, 使外壳上积聚的电荷迅速排放到大地。保护地采用大电流泄放接地, 根据我国规定, 机房内保护地的地阻≤4Ω。保护地在插头上设有专门的一芯, 由电缆线连接到设备外壳。插座上对应的一芯 (地) 引出与大地相连, 保护地通过专用地线滤波器引出屏蔽机房。
3.2 可视化调度系统建设
可视化调度指挥系统主要包括有线指挥调度系统、多路传真系统、数字录音系统、电话会议系统、坐席应急值守系统, 见图4。
图3屏蔽通风窗结构及安装示意图
图4可视化调度指挥系统业务结构图
3.2.1 有线指挥调度系统
有线指挥调度系统设计采用高性能、高可靠的数字程控交换机或者一体化通信平台, 通过计算机电话集成技术 (CTI) , 有效地融合了有线电话、移动电话、IP电话、短信、彩信、传真等多种通信手段和工具, 确保应急部门在日常值守和应急处置时通信联络的安全、可靠、通畅。系统主要包括:电话分配、电话排队、优先接听、语音导航、电话呼出、黑名单过滤、电话转接、来电记录、电话协助等功能。
3.2.2 多路传真系统
多路传真系统主要用于在日常应急管理及突发事件发生时, 应急部门对相关单位下达涉密的通知、命令和传达相关涉密信息。也用于接收各地级以上市、有关单位向应急部门所发送的涉密传真文件。系统包括:直接发送传真、传真失败重发、接收传真、自动在线提示、发送传真监控、传真通道配置、传真地址薄管理等功能。
3.2.3 数字录音系统
数字录音系统支持对应急平台应急指挥场所内所有连接到语音调度交换机的分机进行通话录音, 确保应急处置过程中的每一重要环节, 如应答、调度、会议等都有语音记录。系统具备以下功能:支持对模拟电话和数字电话以及IP电话的录音、多路同时录音、长时间不间断录音、数据备份、模块化设置。
3.2.4 电话会议系统
电话会议系统主要用于日常应急管理及发生突发事件时, 提供应急部门通过会议系统客户端与应急联动单位联系人进行电话会议, 实现应急联络的多方通话。主要功能包括单呼、群呼、发起会议、轮询呼叫、允许发言、禁止发言、加入会议等。
3.2.5 坐席应急值守系统
坐席应急值守系统分为应急值守和应急联动两个流程, 具体流程分别如图5和图6所示。
目前已完成广东省农业应急系统建设中的屏蔽机房及基础设备建设、可视化调度系统建设, 实现可视化应急指挥调度功能。同时预留接口, 满足日后市县、跨部门的纵、横向指挥调度扩展需要, 满足多资源库、专家库的接入扩展需要。
4 展望
农业系统应急平台体系建设是一个长期、持续的过程。广东省农业应急管理体系的建设虽然做了一些工作, 也取得了一定进展, 但总体上看, 仍处于起步阶段, 许多问题有待解决, 主要包括两个方面: (1) 经费保障方面。虽然广东省农业厅领导和相关部门给予很大支持, 但经费来源有限, 应急平台体系建设进度难以按计划进行。 (2) 通信线路方面。由于受到农业厅接入互联网的通信线路带宽的限制, 在专线扩容之前不能满足视频传输的要求, 无法实现与省应急平台的互联互通、视频及语音双向会商。
针对上述问题, 需要着重抓好以下几个方面的工作:一是继续完善广东省农业系统应急平台现有的系统功能, 同时, 多方筹集资金, 根据农业系统安全生产应急管理工作的不断发展, 开发相应管理系统;二是全方位实现与省应急平台的互联互通、数据共享;三是进一步推动市、县级农业系统应急平台建设, 督促各地政府加大农业系统应急平台建设经费投入。
5 结语
农业应急平台的建设是政府应急管理的一项基础性工作, 它集成了信息技术、科学管理技术、通信技术、定位技术和相关公共安全保障技术, 作为应急管理的必要工具和手段, 为管理者提供了强大的技术支持, 能有效预防和应对突发事件, 控制和降低突发事件造成的危害, 全面提升广东省应急管理能力, 对其他省份优化农业应急管理流程也有积极的借鉴作用。
参考文献
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数字农业 篇9
关键词：数字媒体技术,农业技术推广,信息化
1 前言
数字媒体技术的主要通讯手段是以网络通讯技术和计算机技术, 通过声音、综合处理文字、图形、图像等媒体信息, 实现数字媒体的表示、记录、处理、存储、传输、显示、管理等各个环节, 使抽象的信息变成可感知、可管理和可交互的一种软硬件技术。
我国是一个农业大国, 农业在国民经济中始终占有重要地位, 农业科研、农业推广与农业教育作为农业发展的“三大支柱”, 是现阶段我国农业科技转化为实际生产力必不可缺失的关键因素。我国农业相关部门在1993年颁布的《中华人民共和国农业技术推广法》中的第2条明确指出:“农业技术的相关推广产业, 主要是以指导、培训、试验、示范和咨询服务等综合业务, 在农业生产3大主要阶段 (即产前、产中、产后) 将农业技术通过多方面渠道普及、融入其中。”
2 数字媒体技术在农业技术推广中的应用优势
2.1 打破常规, 吸引农民兴致
利用数字媒体技术传播农业技术, 学习者不只是传统的看, 还要听、触、参与进去, 成为农业技术推广过程中的一个积极要素;学习者要做的就是体验, 进行视觉、听觉, 甚至是触觉, 乃至心理上的全新体验;培训者是参与者而不是旁观者、欣赏者。
2.2 讲解更直生动、直观, 图文并茂
教学过程中充分发挥数字媒体技术的优势, 在制作课件的过程中添加大量声音、图片及视频片段。在以往的农业技术培训中, 一般都是相关科技辅导人员在台上讲, 在面板上写, 将原理草图在面板上进行演示, 往往由于教育宣传程度不够彻底, 导致技术普及问题不能得到普及。但是在充分利用电脑的情况下, 就不会出现类似情况, 实现语言及资料一对一的交流, 从而使讲解变得更直观、生动。相对于传统艺术而言, 数字媒体技术融合了电影、电视、摄影、网络等艺术方式之长, 集图、文、影像、声音于一体, 强调互动, 创造出具有强烈现代感的视觉效果, 给人以新鲜、奇妙的感受, 从而形成了自己独特的魅力。
2.3 能丰富培训内容, 提高培训效率
利用多媒体投影、网络等数字媒体手段进行农民培训, 能够节省时间, 传播丰富的农技知识。从而提高了培训效率。在利用数字媒体教学时, 可以使图片、文字、声音、音乐等各种呈现教学信息的手段同时进行, 使培训者通过多渠道、多层次、多角度接受教学信息, 开拓学习者的视野, 丰富学习者的知识, 形成互助合作的优良素质。例如, 分块复习阶段, 在培训过程中要进行知识总结与巩固训练等活动, 若使用数字媒体, 既省时、省力、便捷、有效地减轻负担, 又加强了农技训练密度提高了效率。
2.4 遵循个性化标准
农业技术推广的专设电脑程序一定要简洁, 且富有人性化, 从而使广大学习者更能深入的体验整个技术交流过程。学习者可以按照其个别差异进行个性化学习, 实现个性化发展;学习者可以根据自身的能力水平自定学习速度;学习者可以根据自身兴趣等特点选择学习内容, 满足个人需要。此外, 教学还具有友好的人机交互方式, 使学习兴趣和动机提高;教学的表现方式具有多维性和直观形象性的特点, 更加便于学生学习。
3 数字媒体技术在农业技术推广中存在的问题
3.1 缺乏复合型人才
一个地区发展农业技术推广体系, 人才是关键。我国农村农技推广人员素质参次不齐, 部分农业推广技术人员知识体系更新缓慢, 未能将新型技术的主导内容有效地深入到广大学者中去, 没能将农业技术的大范围普及实施到位。农业技术的相关推广人员应切实做到深入到基层, 与群众文化相融合, 只有切身感受到广大人民所需, 才能制定合理的农业技术推广计划, 提高推广、宣传质量。各地区应大力培养农业技术复合型人才, 为我国农机技术的相关推广工作添砖加瓦。
3.2 资金有限
农业技术推广有着较强的专业性, 既对推广人员的传播技能、农业技术和信息技术是一个考验, 还对农业技术推广体系应用方便和功能的完善做出了具体要求。现阶段, 基于一些市、县政府对农业技术推广工作的认知程度还不够深入, 针对具体设施建设开展的资金投入有限, 导致信息服务工作开展跟不上时代主旋律。农业技术推广的施行, 需要一定的软、硬件设施的支持, 需要一定的保持正常运转的费用以及支持服务的费用。而这些软、硬件设施的配置, 需要资金的投入。即便是当地政府主管部门认识到农业信息工作的重要性, 但也拿不出钱来投资, 许多地方没有足够的办公人员和办公电脑, 没有人对农业信息的收集、鉴定、区别、整理和推广, 农业技术推广就只能是一句空话。虽然, 部分地区已经有足够的办公人员和设备, 但缺少相应的支持服务费用, 要保证设备的正常使用也很困难。大部分的参与部门工作开展积极性欠缺, 虽然在前期过程中有一些全新的数据库及应用模式的开发及应用, 但由于投入有限, 开发进度停滞不前, 对网络服务功能的充分发挥造成了一定的限制, 从而造成农民在接受新技术的过程中一直处于被动的状态, 对传播者的知识和技能无法进行快速有效的吸收, 造成农业技术传播效率低下, 传播质量不尽人意的局面发生。
3.3 地区间发展不协调
地区间发展不协调, 致使大量的科技资源、科技成果、信息基础设施和科技人才在少数城市中集中整合, 加大了城乡“数字鸿沟”。根据我国现阶段情况来看, 主要实施的是将工业发展放到首位这一战略, 在乡镇和城市首要发展的选择上, 更加倾向于城市, 从侧面来看, 这样做的结果就是打破了农村的整体发展平衡, 对农村经济水平的提高和文化教育发展造成一定的影响, 使城乡差距进一步增加, 农民的发展受到了局限。新时期以来, 虽然缓解了城乡发展不均衡这一矛盾, 但由于长期投入不足, 资源匮乏, 使得农民的生活贫困, 教育水平落后, 对农村经济水平的提高影响颇深。城乡之间的差距, 在一段时间内, 仍然很大。农业信息网站建设主要集中在大中城市。城市具备较好人力、物力资源环境, 更有利于网站的建设。由于农村现阶段信息通讯基础设施并不发达, 且信息推广整体水偏低。在对现有设备调查中发现, 大部分农民还是以电视机为主, 极少数有电脑。对村里的信息技术推广站进行调查发现, 虽然完善了相应的硬件水平操作设施, 但关联的网络技术还不成熟, 无法满足现阶段农业技术推广的需求, 从而影响农业信息技术的提高和发展。
4 推进数字媒体技术在农业技术推广中的应用
4.1 将政府作为主导, 切实跟随国家发展脚步
农业技术的推广工作有着涉及部门多、学科多, 且综合性较强等特点, 各地政府大力加强对此项工作的重视程度, 起到充分的领导作用。从管理协调、政策扶持、国家立法和资金投入等方面对农业信息化的发展起到一定的促进作用。
4.1.1 服务全方位、具体化, 普及和推广农民对网络的认知程度
加快农村及农业的发展脚步, 将农村社会和各个市场主体的具体要求了解并服务到位, 作为国家对农业发展提供有效支持的重要手段。根据各地区的不同实际情况, 开发新的适合方式。
4.1.2 完善乡镇、村信息站的建设
利用信息员、农业产业化龙头企业、种植养殖大户和农村经纪人带动农民上网, 建立健全农业信息化法制、法规并注重立法、监督, 依法保证信息质量真实性、有效性及知识产权等, 维护农业技术推广信息化主体的权益, 并积极促进信息的共享。
4.1.3 制定并完善数字媒体网络技术
制定并完善数字媒体网络技术在农业技术推广体系中的重要发展战略, 针对目标, 有计划的制定相应的信息化的中长期规划, 并把部分目标作为具体实施对象、重点突破, 做好信息市场的法规和法制建设, 切实打造一个有着一系列制度性和运行性规则的专营体制, 对市场各方面的行为进行相关约束, 以达到市场有序发展这一目标。
4.1.4 高政府投入力度, 摒弃传统的“重硬件、轻软件”这一理念
在加强硬件建设的同时, 还需做好对农业科技信息数据库和多种信息产品的研制开发、协作和服务的支持, 进一步提高全国农业信息科学的学科建设, 将投入方式向着多渠道多元化的方向进行改进。
4.2 确立信息中服务的主导地位, 完善信息资源共享机制
作为农业技术推广体系中的一个至关重要的组成部分, 各级农业信息中心为我国农业技术推广事业做出了杰出的贡献。各级信息中心要充分认清自身的位置, 进一步明确目标和任务, 牢牢抓住时代赋予的发展机遇, 进一步完善农业信息资源, 共建共享机制。首要任务是要加强各级信息中心、信息服务与业务的协同工作, 把信息中心的工作同各级农业主管部门的重点工作融合在一起, 建立农业信息资源共建共享, 将服务工作进行到位;同时要调动市场运营机制, 将现有的社会涉农网站进行整合, 以期发挥各自的作用。随着现代农业事业对信息需求日益增长和信息资源的不断累积, 各级农业信息中心应该做好协同服务, 信息资源共享机制的建立已经是迫在眉睫了, 尤其是针对经济发展较为缓慢的地区, 完善科技信息共享机制这一目标, 可以有效地对资源的建设进行控制, 节约投资, 提高信息的快速传播渠道, 提高科技信息利用效益。其次, 通过实现各级信息中心的信息资源共享, 加快提高数据处理分析预测、网络信息宣传导向能力、信息工程实施管理能力、信息系统安全保障能力、应用系统的需求分析能力和电子政务运转支持能力等, 共同把农业技术推广建设带入一个全新的阶段。
4.3 加强农业设施信息化建设
加强基础信息资源的开发和网络技术推广设施的建设, 将农村地区的通信便利程度带入一个崭新的阶段, 提高农业资源的管理水平等。有效地开展信息服务, 不仅可以将各个信息载体的优势充分的发挥出来, 还能满足农业生产经营者的个性化需求, 将信息服务内容形象化、立体化的同时, 大大提高信息服务覆盖面。对农民有强的带动能力, 对信息服务的需求强烈, 也有能力比较好地运用信息技术, 是今后农业信息交流的主要渠道。
5 结语
随着社会的进步, 日益发展成熟的数字媒体技术以及网络通信的不断普及, 数字媒体技术在农业技术推广领域的作用将会变得愈来愈重要。完善数字媒体远程咨询系统、数字媒体远程诊断系统, 可以为农户带来更为极致的技术推广体验, 进一步优化数字媒体信息, 相关农业技术推广人员在任何地方都应该提供高质、高效的农技推广服务。特别是随着虚拟农业科研项目的不断发展, 未来将会涌现出很多采取虚拟农业概念设计出的虚拟作物、畜禽鱼等系统产品, 有效地利用各种传感设备, 科研人员或农户在对机模拟的农业环境中进行虚拟实践, 进行计算和可行性预估, 有效减少现实实践中的投入或经济损失, 从而提高农民生活水平。
参考文献
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数字农业 篇10
随着科学的迅猛发展, 数字图像处理技术也被更多的应用到农业中, 蔬菜的农药检测、水稻品种的辨别、果实采摘机器人等方面, 数字图像处理技术都起着不可或缺的作用。
1 数字图像处理在农业上的应用
1.1 蔬菜的农药检测
当今社会, 人们生活水平逐渐提高, 人们从在意自己是否能解决温饱上升到自己是否能吃的健康, 在这里食品安全就显得尤为重要。有些农民不惜一切代价为了提高自己蔬菜的产量, 防止病虫侵袭, 往农作物上喷洒大量的农药, 这就对人体健康构成了很大的威胁。有关部门通过雇佣农业专家来检测蔬菜农药含量, 但这并不是解决问题的关键, 由于蔬菜的种植面积较大, 在能保证所有人都能吃到健康蔬菜的前提下就得需要大量的人力与时间, 所以这种方法是不切实际的。但是随着农业科技水平的提高, 通过计算机图像处理对蔬菜的农药的检测就起着不可或缺的作用, 这种方法只需要对当地蔬菜进行取样观察, 再通过计算机软件进行图像处理, 我们就可以非常直观的在图像中来观察我们所食用的蔬菜农药含量是否超标, 从而大量减少了的人力和时间, 这样我们就可以吃到健康的蔬菜。蔬菜取样采集可以分三个步骤, 具体框图如图2所示。第一部分为农作物样本的采集, 第二部分为原始图像预处理, 第三部分为判断与分类。
1.2 水稻品种的辨别
水稻是我们生活当中必不可少的食物之一, 如今水稻的品种也是多种多样, 一些不法商贩为了实现利益的最大化, 他们会在贩卖的过程中以好充次, 这样消费者非但没有吃到上好品种的水稻, 还被欺骗了不少钱财。计算机图像处理完全可以避免上述事情的发生, 比如说稻花香大米是广大消费者非常认同的一种大米, 我们通过图像取样稻花香在图像中检测, 通过对果实的长度、亮度以及饱和度三方面进行图像处理, 所呈现的图像可以成为对比图, 这样在有关部门检测的时一旦出现与对比图不符合的图像就是假冒伪劣的产品。
1.3 果实采摘机器人的应用
农业机器人是集多种当今科技最前沿的一种机器人, 在国家大力推动农业智能化的大环境下, 农业机器人受到了非常大的重视。计算机图像处理技术主要应用于机器人的视觉导航和采摘机器人的果实辨别上。对于果实采摘机器人来说, 最重要的是把果实从背景当中辨认出来, 这样才能采摘到果实, 果实的叶子大多都是绿色的, 这对于苹果、西红柿、草莓等果实成熟时果实呈现红色, 这样的色差很容易让采摘机器人从中辨认并摘取到果实。这种果实的采摘方式大多都利用计算机图像处理技术来实现。国外已经通过图像处理以及其他计算机技术开发出了一批果实采摘机器人, 例如苹果采摘机器人、玉米采摘机器人、西红柿采摘机器人、香蕉采摘机器人等。我国在研究农业采摘机器人这方面相对于国外发达国家来说发展较晚, 但是我国的发展速度绝对不比国外慢, 如今很多大学、研究所都对采摘机器人进行一系列的研究并且取得了一些成果。
2 数字图像技术的主要优势
2.1 成像清晰
计算机数字图像处理技术与模拟图像技术的差别就在于, 它不会因为图像经过复制、传输等操作后造成图像质量的降低。只要图像在经过数字化处理后能够正确的表现出原本, 则计算机的数字图像处理技术能够一直保持图像的清晰程度不变。
2.2 适用面广
图像处理技术应用到我们生活中的各个方面, 比如上述所说农业应用, 同时在航天航空利用图像处理进行太空成像, 在公安方面利用图像处理进行侦破案件, 在交通方面利用图像处理来监测交通违规, 在生物医学方面利用图像处理来检查患病情况等。所以在人类生活中时刻都在应用计算机图像处理技术, 它与我们的生活息息相关。
2.3 处理精度高
按照现在数字图像发展技术来看, 它几乎可将一张模拟图像数字化为你想要的任意大小的二维数组, 这也是该技术在作物农药监测上得到广泛应用的原因之一。
3 数字图像处理在农业上的发展前景
计算机图像处理的发展与变更彻底改变了人类在农业上的工作模式, 这也体现了其优秀的科技价值。在农业上, 农作物的质量检测、农作物产品的分级、果实采摘机器人等, 都是从浪费大量劳动力到只需智能农业就能完成大面积耕种的摘取与检测, 在节约时间的同时也大大提高了工作效率。同时数字图像处理技术也在其他方面应用非常广泛, 这都给人类生活带来了很大的方便与快捷。
4 结论
目前, 计算机图像处理技术在农业上的应用得到了广泛的推广, 从国家政策到高校研究, 都在努力向农业智能化发展。虽然在国内计算机图像处理技术在农业上的应用仍处于初级阶段, 由于农作物会受到温度、光照、二氧化碳浓度以及多种因素的影响, 所以图像处理技术在农业上需要反复的实验与推敲, 同时在动态图像的获取上, 还需要我们进一步的研究。但是相信在不久的将来, 计算机图像处理技术将会在农业应用上起到不可或缺的作用。
参考文献
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