数字农业发展分析篇1
论文摘要阐述数字农业的概念及其作用，指出数字农业建设中存在的问题，包括农业信息化水平低、信息化意识及利用信息能力不强、管理和标准化工作有待进一步加强等，并对数字农业的建设进行了展望和设想。
在我国2000年的《农业科技发展纲要》中，将数字农业放在农业信息技术的首要位置，引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想，以供参考。
1对数字农业的认识
数字农业（digitalagriculture）就是用数字化技术，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、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素，将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业，通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合，在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制，使农业按照人类的需求目标发展[1]。
有的学者认为[2]，数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样，数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业，即信息化农业，包括农业要素（生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等）、农业过程（生产、管理、储运、流通等）的数字化、网络化、自动化以及智能化，形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业，是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。
事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来，与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究，已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点，成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系，是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源（植物、动物、土地等）、技术（品种、栽培、病虫害防治、开发利用等）、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段，是农业信息化的必由之路；农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展，创造条件进行一次新的技术革命，促使传统农业向现代农业转变，促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言，数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用，必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容，必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展，在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。
2存在的问题
2.1农业信息化水平较低
收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全；已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度，难以适应当前对空间数据信息的需求；对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。
2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强
一方面，许多基层农技人员和广大农业从业者，知识老化，整体素质有待进一步提高，对于利用现代技术，收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强；另一方面，农业信息加工处理的技术人员缺乏，当前，就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息，对网络信息进行收集、整理，分析市场形势，回复网络用户的电子邮件，解答疑问等方面的人才也不多，更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。
2.3农业信息化效益不明显
数字农业还刚刚起步，在国内总体上尚处于探索阶段，实用性、普遍性的技术应用还很少，直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。
2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强
地理信息系统（GiS）以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同，而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此，未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力，也就是说我们要使所谓的webGiS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。
3建设数字农业的基本设想
随着经济社会的快速发展和科技进步，台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等
方面的工作已有一定的基础，起动发展数字农业不仅是必要的，而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4，5]，提出建设台州数字农业的基本设想，就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上，建立可视化的台州农业地理信息系统，构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系，实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和，彻底改造台州传统的农业管理模式，全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。
3.1整合已有的农业信息
在国家、省级信息基础设施建设的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央一省一市县信息骨干网络系统，形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统，并与其他网络互联，成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。
3.2信息表达要直观、形象，并要实现信息系统的联网
把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达，随着数字农业的发展，逐步做到与省级、部级类似的信息系统进行交互式查询等。
3.3强化对科研、管理等的服务工作
通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等，实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上，对农业生产中的现象、过程进行模拟，高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。
4参考文献
[1]蒋建科.“数字农业”带动农业现代化[J].农资科技，2003（5）：41.
[2]薛领，雪燕.数字农业与我国农业空间信息网格（Grid）技术的发展[J].农业网络信息，2004（4）：4-7.
[3]曹宏鑫，王家利，郑宏伟.发展“数字农业”推动农村信息化[J].农业网络信息，2004（1）：17-20.
数字农业发展分析篇2
[关键词]“数字农业”；信息化；可持续发展
[中图分类号]F32[文献标识码]a[文章编号]1003－8353(2010)02－0070－04
“数字农业”作为“数字地球”技术体系在农业领域的具体体现，是农业信息化的核心，也是21世纪农业的重要标志。发展“数字农业”及相关技术，是发展现代农业必然选择的支撑技术，主导着农业现代化的方向。我国是一个人口大国，保障食物安全事关国家安全大计。我国是世界上人均资源非常短缺的国家，耕地、水等农业资源的人均占有量远低于世界平均水平，农业的可持续发展面临诸多严峻挑战。根本出路在于依靠科技进步，大力发展“数字农业”，以最少的资源占用和资源消耗获取最大的优质产出，突破瓶颈制约，实现农业可持续发展。
一、“数字农业”的含义
1997年，美国正式提出了“数字农业”的概念，它是指在地学空间和信息技术支撑下的集约化和信息化的农业技术。1998年，美国副总统阿尔・戈尔再次把“数字农业”定义为：数字地球与智能农机技术相结合产生的农业生产和管理技术。
我国比较统一的认识为，“数字农业”(Digitalagricul-ture)是“数字化农业”简称，是指运用数字地球技术，包括各种分辨率的遥感、遥测技术、地理信息技术、全球定位技术、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等技术与现代农业技术相结合的农业生产管理高新技术系统。具有以下特点：
1、“数字农业”要求对农业各个方面(包括种植业、畜牧业、水产业、林业)的各种过程(生物的、环境的、经济的)全面实现数字化，即各种农业过程都要应用二进制的数字以及数字模型加以表达。
2、“数字农业”数据库中存储的数字具有多源、多维、时态性和海量的特点。
3、对于涉农的多维、海量数据的组织和管理，特别是对时态数据的组织与管理，需要研究新一代时态数据库管理系统，并进而形成时态空间信息系统。不仅可以有效地存储空间数据，同时能够形象地显示多维数据和时空分析后的结果。
4、“数字农业”要在大量的时空数据基础上，对农业某一自然现象或生产、经济过程进行模拟仿真和虚拟现实。如农作物生长、农业自然灾害的虚拟现实。
二、“数字农业”的主要内容
1、农业要素的数字信息化任何农业系统都会有四大要素，即生物、环境、技术和社会经济要素。每个要素中又包含多个因素，如生物要素中，在作物方面有小麦、水稻、玉米、棉花等要素；而同一种作物的生长发育，又含有光合、呼吸、蒸腾、营养等因素。所有这些因素，按照“数字农业”的数字信息化的要求，都需用二进制数字表达。
2、农业过程的数字信息化各种农业过程的内在规律及外部联系，可以利用农业数学模型予以揭示、表达。农业模型将农业过程数字化，使农业科学从经验的认知提高到理论的概括，是20世纪农业科学发展的一项重要成就，也是“数字农业”中一项十分关键的技术。
3、农业管理的数字信息化农业管理大致包括农业行政管理、农业生产管理、农业科技管理及农业企业管理。按照数字信息化的要求，目前已经形成由农业信息技术支撑的各类农业管理系统。如农业数据库系统，对各级各类农业数据进行科学、集中的管理，包括农业生物数据库、农业环境数据库及农业经济数据库；农业规划系统，应用各种数学规划方法对农业问题进行辅助决策；农业专家系统，充分利用专家经验对某些农业决策提供支持；农业模拟优化决策系统，将农业过程的模拟与农业的优化原理相结合，提供农业决策的支持。
4、农业生产的数字化现代农业已经由过去的手工操作走向现代的机械化和现代化操作，数字农业要求农业的生产和管理实现自动化，即从播种、育苗、灌溉、施肥、撒药、收割等过程全部实现精准化、自动化和智能化。
三、“数字农业”的技术体系
1、农田信息快速采集技术
(1)遥感技术(RemoteSensing)
遥感是由卫星上的传感器、传输系统和地面上的接收系统组成的一种不通过直接接触目标物而获取其信息的一种技术。RS是未来“数字农业”技术体系中获得田间数据的重要来源。RS技术是“数字农业”技术体系中获得农业动态信息的重要来源。农业的生产和管理是一个动态的过程，要求及时摸清农业资源的现状，了解农作物田间生产状况，监测其变化并预测其发展。遥感技术具有速度快、信息真、现势性强、多时相、更新快、效益高等特点，是农业生产管理和决策的重要手段。农业资源分布在广阔的地理空间，农业生产也在广阔的地域上展开，遥感技术在解决我国资源与环境问题，促进农业和农村的可持续发展中起着相当重要的作用。如农业资源调查及动态监测，大面积农作物长势监测与估产，农业灾害遥感监测和损失评估等方面。
(2)全球定位系统(GlobalpositionSystem)技术
GpS作为新一代卫星导航与定位系统，不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。GpS的空间部分使用24颗卫星组成卫星星座，每天24小时为全球陆、海、空用户全天候提供三维位置、速度和时站。它由空中卫星，地面跟踪检测站，地面卫星数据注入站，地面数据处理中心和数据通讯网络等部分组成。
GpS在“数字农业”中的关键作用即是提供相关要素的准确的空间位置信息，一方面使农业的管理具有更强的空间针对性、实用性，发挥更大效益；另一方面，通过GpS实时地对土壤水分、肥力、杂草和病虫害、作物苗情及产量等进行描述，对各要素进行跟踪，从而实现田间的精准化操作。因此，GpS技术的精确定位功能为“数字农业”的实施提供了切实可行的技术手段。
2、农业信息贮存、管理技术
(1)数据库系统(Databasesystem)
农业数据库是一种有组织地动态地存储、管理、重复利用、分析预测一系列有密切联系的农业方面的数据集合(数据库)的计算机系统，它是信息存储、管理、传递的最有效手段，也是“数字农业”最基础的工作。农业数据库包括农业资源数据库、农业生产资源数据库、农业技术数据库、农产品市场数据库、农业政策法规数据库、农业机构数据库等。
(2)数字化图书馆(DigitalLibrary)
数字化图书馆是一个系统工程，主要包括馆藏数字化、信息传输数字化与网络化、资源共享化、信息服务终端化等，其优势在于不受时空、地理位置的限制。
(3)地理信息系统(GeographicinformationSystem)
GiS技术是以地理空间数据为核心，是存储和处理分析空间数据的最佳工具。农业及其各相关要素空间位置数据是农业生产管理的重要信息，也是“数字农业”中各类空间数据库建立的重要基础之一。GiS是一种采集、处理、传输、存储、管理、查询检索、分析、表达和应用地理信息的计算机系统，是分析、处理和挖掘海量地量数据的通用技术。主要包括空间数据输入子系统、空间数据存储与管理子系统、数据处理和分析子系统、输出子系统。
(4)农业管理信息系统(miS)
管理信息系统是收集和加工系统管理过程中有关信息，为管理决策过程提供帮助的一种信息处理系统。
3、农业信息应用技术
(1)农业自动控制技术(autoControl)
农业自动控制技术的发展是农业信息化的基本特征，是信息农业的核心技术。利用传感器通过计算机和自动控制系统实现农业生产和管理的自动化，对农业的增产增质产生了巨大的经济效益和社会效应。
(2)农业专家系统(expertSystem)
eS是以知识为基础，在一定领域内模拟人类专家解决复杂实际问题的计算机系统。是一种智能的农业信息技术，不仅可以保存、传播各类农业信息和农业知识，而且能把分散的局部的单项农业技术综合集成起来，经过智能化信息处理，针对不同的条件，给出系统性和应变性强的各类农业问题的解决方案，为农业生产全过程提供高水平服务。农业生产管理专家系统涉及农作物生产管理、畜禽养殖、市场管理、农业经济分析等多种领域。
(3)决策支持系统(DecisionSupportSystem)
DSS是利用系统知识和数学模型，通过计算机分析或模拟，协助解决多样化和不确定性的问题以进行辅助决策的软件系统，是一种人机对话式的计算机系统。一般包括以下四个部分：对话生成及其管理系统，模型库及其管理系统，数据库及其管理系统，知识库及其管理系统。农业生产中采用决策支持系统后可以感受到更高的决策质量、沟通的改进、成本削减、生产率的提高及节约时间等方面的改善。
4、农业信息传播技术
(1)计算机网络和通讯技术
“数字农业”的建立是以海量的数字化的农业信息为基础，因此信息的交换和传播将是“数字农业”的重要环节。计算机网络和通讯技术为“数字农业”信息的顺畅交流提供了重要的技术支撑，从而实现信息的交换和共享，发挥信息的最大作用。主要包括农业信息互联网络、卫星数据传输系统等技术。
(2)多媒体技术(multimedia)
多媒体是20世纪90年代以来应用计算机把图、文、声、像综合集成技术，是新时期农业知识、技术推广应用的重要手段。
(3)虚拟现实(VirtualReality)技术
VR技术是指创建一个能让参与者具有身临其境感，具有完善的交互作用能力的虚拟现实系统。虚拟现实技术是二十世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，从而大大推进了计算机技术的发展。由此延伸而得到现在的虚拟农业的概念。
四、“数字农业”对农业可持续发展的作用
可持续发展是指既满足当前需要又不削弱子孙后代满足其需要之能力的发展，可持续发展作为一种新的社会发展模式，为越来越多的国家所理解和接受，并且正在逐步深入地影响到人类社会生产和生活的各个领域。农业可持续发展是整个社会可持续发展的基础。改革开放以来我国农业取得了举世瞩目的成就，但是，影响农业可持续发展的诸多矛盾并没有得到根本性的缓解。在经济全球化的环境中，农业发展越来越受到资源和市场的双重约束，传统农业面临巨大的竞争压力，农民在生产经营中承受着自然的风险和市场的风险，而且市场风险给农民的影响又远远大于自然的风险：在工业化、城镇化加速发展阶段，耕地资源呈逐年下降趋势，持续增长的人口对农业的压力不断增大，水资源短缺与农业用水浪费并存，过量施用化肥农药及养殖业的废弃物排放，导致严重的农业面源污染；农业科技转化为实际生产力的比重低，农业科学技术创新能力尤其是原始创新能力不足。这一切都制约着农业的可持续发展。数字农业是突破制约农业可持续发展瓶颈的有效途径。
1、数字农业促进传统农业向现代农业跨越
我国广大农村地区相对落后，交通不便，信息闭塞，导致农业生产经营的重复性、盲目性，农业生产技术落后且更新速度慢。而数字农业可以通过电子商务、电子政务等促进农业经济活动的信息化。实行信息服务手段多样化，重点加强农业信息网络建设，建立以农业信息网络为依托，互联网与电信、电视等其他现代媒体相结合的应用模式，把计算机网络信息量大与电视、电话、手机普及率高的优势结合起来，拓宽信息覆盖范围。农业领域的市场信息、生产信息、管理信息的广泛交换和共享，可以大大增加农业的开放度，降低农业活动的交易成本，加强农业生产者与农产品加工、市场流通、农业生产资料供应等部门的联系，进一步促进农业科研和技术推广，使农业生产经营突破地域限制，日益走向国际化、全球化，使传统农业向现代农业转变。
2、数字农业有助于农业产业结构调整
改革开放以来，我国一直在调整农业产业结构，经过30余年的努力，农业产业结构已经大为改善，其合理化程度有了明显的提高，对发展农业生产、增加农民收入、保证市场供给发挥了重要的作用。但从目前来看，我国农业产业结构仍然存在不少问题和矛盾。随着城乡居民生活的逐步提高，市场需求结构发生了很大变化，农业产业结构的缺陷也日趋暴露出来，主要表现在农业结构趋同现象严重，农业产业结构层次低，农业产业链不完整，农业比较效益差等。而过去的调整多在数量上做适应性的调整，不能适应当前日益国际化、市场化的国民经济对农业发展提出的新要求。加入wto为战略性经济结构调整和技术进步乃至现代农业发展提供了难得的机遇，迫切需要“数字农业”来缩小与发达国家的差距。
“数字农业”具有指导农业发展、加强市场监管和促进农民增收、更好的服务“三农”功能，实现农业产前、产中、产后的整个产业链条的一体化决策服务，更好地指导农业生产；建立的农产品网上推介展示系统，实现全国各级现有的龙头企业、名优特新农产品全部上网，集中展示，实现网上交易。“数字农业”将现代信息技术与农业的融合，能够实现在数字水平上应用前沿技术对农业的生产、农产品管理、储运、流通、市场配送、乡镇加工业、信息服务以及农业资源环境等整个农业产业链、产业群进行改造和重构，通过信息链改造产业链，更加合理地配置农业资源，加快现代农业产业结构调整的进程。
3、数字农业提高农业产品竞争力农产品要取得竞争优势，必然要在农业信息技术研究和应用上取得重大突破，促使先进的信息技术及时充分地应用到农业生产中去，加速数字农业全面向农业渗透，大幅度提高农业信息化整体水平，实现农业生产力水平、农产品质量的飞跃。发展数字农业，可以优化农村资源配置，降低生产成本，减少环境污染，增加农民收入，使农业向精确化、环保型和可持续方面发展，不仅可以加速实现农业现代化，而且可以提高农业的市场竞争力。只有不断提高农业技术水平，在关键领域达到并保持世界先进水平，才能迅速提高农业的国际竞争力。
4、数字农业保护农业生态环境
数字农业的根本目的就是强调最大限度地节省资源，以最少的投入，获得最高的经济收益和最佳的环境效益，重视环境保护和生态均衡，实现精准农业生产，以保持农业的可持续发展。数字农业不仅为大规模有效监测农业、资源、生态环境和灾害提供了基本的技术框架，可对农业生产的资源环境、生产状况、气象和生物性灾害等进行有效测报，有利于实现农业的减灾、防灾、农作物病虫害和畜禽疫病测报与防治，而且能够实现农业生产的自动化精确控制，根据各种变异情况实时实地采取相应的农事操作，可实现智能化的科学管理，提高农业的可控程度，从根本上减少了对非再生资源的利用和对化肥、农药的依赖，有利于节约各种农业物质资源，同时也能够减少消耗和农业对环境的污染，促进生态农业的发展，提高资源的利用效率，最大限度的提高经济收益和环境效益。
五、基于农业可持续发展的数字农业优先行动领域
在发展“数字农业”方面，要本着“有所为，有所不为”的原则，首先集中力量解决数字农业实现过程中的关键技术难点，在现阶段主要是完成必要的技术储备和相关软硬件的开发，保证“数字农业”持续稳步发展。
1、进行精准农业技术集成与示范
发展精准农业是数字农业的核心部分。精准农业作为一种数字、信息和知识管理农业生产系统的新理念，它的实践运用将对于推动应用现代数字技术、信息技术改造和提升我国传统农业科学技术与农业装备技术水平，倡导科学管理与经营农业生产过程的新思路，实现农业的跨越和可持续发展，都具有革命性的意义。精准农业主要是运用现代数字技术、信息技术、农业高新技术，并将其三者科学地相结合，致力于实现农业资源的高效利用，提高产出，节约投入，降本增效，采用高新技术，提高生产率，减少环境污染，实施可持续发展，适应当今建立农产品品质保障与食物链安全生产跟踪与产品安全认证技术体系的新要求，实现粮食的安全生产。主要进行地理空间信息技术的农业应用、农田空间分布信息快速采集先进传感技术与高效实时信息处理技术、农田土壤与作物生产精细化管理决策支撑技术、智能化变量作业与农业装备技术和系统集成与分析技术等科学技术的集成创新。精准农业不仅包括应用地理信息系统(GiS)技术绘制出田块内要素(如土壤养分、土壤水分、病虫草的数量及严重度等)的分布状况，农业机械根据图中要素值的大小调整操作；而且农业机械在田间操作时，应用传感器直接测定要素值，同时自动地通过农业模型确定施肥量和用药量等，再由农业机械自动化地调整操作。这样施肥、灌溉、用药等操作用量更为准确，可同时达到高产、优质、高效，并将对环境的污染减到最低程度。精准农业需要一系列现代高新技术的集成，我国尚处于探索“精准农业”实践的起步阶段，因此，必须建立试验基地，搞好精准农业生产技术的集成和示范。
2、制定统一的规范标准，重点解决元数据规范化
数字共享是“数字农业”科学工程的关键，也是当前“数字农业”中面临的主要问题，信息共享要首先解决数据标准化，同时要有一个适合中国国情的数据共享政策，在保护知识产权的前提下，应优先实现数据共享。而要实现数据共享就必须首先解决元数据管理和共享机制，进行总体统一设计。
元数据是关于数据集的数据，是数据集的说明或描述。元数据是一种数据共享机制，通过它可以起到提高系统的查询检索速度、提高系统分析效率的作用。在“数字农业”科学工程的实施过程中，通过元数据可以清晰有序地组织异地数据，元数据的建设、管理成功与否关系着“数字农业”科学工程建设的效率问题，甚至决定着“数字农业”科学工程成败。
3、建设农业数据仓库
农业数据仓库是实施数字农业科学工程的核心和基础。计算机农业数据库的广泛建立，是数字农业最基础的工作。农业数据仓库中包括基础数据库、数字农业专业数据库和其它数据库。基础数据库中包括基础地形数据库、专题图件数据库、Dem数据库以及遥感影像数据库等，多可以在数字地球框架下，以共享方式从国家公用数据库中获取。数字农业专业数据库包括标准法规数据库、农业生物数据库、农业环境资源数据库、农业经济数据库和收费数据库等。其它数据库包括代码数据库、社会经济统计数据库、多媒体数据库以及模型数据库、元数据库等。
4、加强“数字农业”基础设施建设，鼓励发展网络项目
在国家信息基础设施的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央－省－市－县信息骨干高速宽带网络系统。即以省级农业信息中心为核心，上可与全国农业信息网对接，以各地(市)为枢纽，县(市)为网点，具有统一的数据规范和共享标准，无缝连接，可任意漫游和放大，通过因特网、局域网等信息网络技术，建立一个功能完善、性能优异、可拓展的农业综合信息网络系统并与其它网络互联，形成全方位的农业资源和经济信息网络系统，开辟数字化农业市场为全国农业服务的大平台。
支持、引导、鼓励企业或协会，以产品为基础，以市场为目标，进行销售网络建设，在开发过程中要坚持“以产养网”的道路，使数字农业能走向良性发展的轨道。
数字农业发展分析篇3
创新是指在人类物质文明、精神文明等一切领域，一切层面上淘汰落后的思想、事物，创造先进的、有价值的思想和事物的活动过程。创新意识是指人们根据社会和个体生活发展的需要，引起创造前所未有的事物或观念的动机，并在创造活动中表现出的意向、愿望和设想。它是人类意识活动中的一种积极的、富有成果性的表现形式，是人们进行创造活动的出发点和内在动力，是创造性思维和创造力的前提。创新意识主要特征在于：①新颖性；②社会历史性；③个体差异性。创新意识的培养和开发是培养创造人才的起点，只有注重创新意识的培养，才能为成为创造人才打下良好的基础[2]。发散思维是指根据已有信息，从不同角度、不同方向思考问题，从多方面寻求多样性答案的一种思维形式，是创新思维的核心。传统教学中“重求同，忽视求异，重集中思维训练，忽视发散思维训练”。所以，必须克服单纯传授知识的倾向，注重顺向思维、逆向思维、多向思维的训练，培养学生思维的深刻性、批判性和创新性。具体来讲，就是引导学生的思考信息向多种方向扩散，提出各种设想、多种解答。对于农科大学生的培养可以将数字农业技术，与各专业知识紧密结合，这样对大学生创新意识和发散思维的培养有着重要意义。
2数字农业教育与学生创新意识培养
大力发展数字农业教育、提高学生创新意识，是农业大学可以借鉴的一种新型复合创新人才培养方式。在这个过程中，应明确农业各学科专业人才的培养目标，改革高等农业教育内容和教学方法。结合我校实际情况，对相关专业进行分类，在国家计算机基础教学指导委员会要求的基础上，使数字农业知识融入到各学科中[3]。(1)农学类。包含：农学、植物保护、园艺、食品科学与工程、食品质量与安全、粮食工程、乳品工程等。重点设置课程内容包括：虚拟植物与虚拟农业、农业数据统计分析，农业专家系统，农业信息化等。(2)农业经济管理类。包含：工商管理、会计学、农林经济管理、信息管理与信息系统、保险学、国际经济与贸易、农村区域发展等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、农林数据处理技术、农业数据统计分析、农业专家系统，农业信息化等。(3)资源管理、环境类。包含：农业资源与环境、环境科学、生态学、土地资源管理、资源环境与城乡规划管理等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、农业数据统计分析、“3S”技术等。(4)农业工程类。包含：机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化、农业电气化与自动化、农田水利工程等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、“3S”技术、精准农业技术、虚拟农业技术、农业数据统计分析、农业信息化等。根据以上课程内容设置，培养目标是培养具备博、专结合的，具有创新精神和创新意识的人才。将数字农业教育作为农业大学特色教育可以满足复合型人才培养的要求。当前，大学对学生个性、特别是学生的创造性的培养重视不够，缺乏特色教育，使创新型人才培养失去了一条有效的途径。然而，创新型人才发展的基础在于个性的和谐、全面、自由发展。因此，为了培养创新型人才，大学应建立一个内容广泛的课程体系，实现普通教育与特色专业教育的平衡。避免存在过分专业化的倾向，加强普通教育课程，提高专业特色教育课程的质量和水平。因此，在农业大学开设数字农业特色课程教育，广泛设置跨学科课程、甚至跨学科辅修，可以促进学生综合素质的提高。
3数字农业教育与学生创新意识培养的对策
高等农业教育要适应数字农业对人才的需求，必须引进新观念，积极探索新型人才培养模式，分析数字农业市场对人才的需求；在教育观念、人才培养目标和培养模式、专业调整、课程体系等方面进行探索、改革与创新；并结合我国的实际，吸收国外的成功经验，建立我国现代化农业教育内容和教育方法体系。具有体现在以下几个方面。
3.1明确高等农业院校的地位
在数字农业建设中，高等农业院校是培养数字农业人才的基地。高等农业院校的首要任务和根本功能是为农村经济建设培养和造就高素质的创造性人才。由于高等农业院校具有多学科的优势，所以它能为农业的发展培养输送大批的农业人才，不仅能适应现在社会发展的需要，还要具有一定的超前意识，特别是能培养出数字农业所需要的高层次人才。
3.2调整相关课程设置
按照数字农业的要求，拓宽各专业口径，调整各专业课程设置，增加数字农业所涉及的课程和教学内容。如进一步加强“3S”技术、网络技术、人工智能，数据库原理等课程的教学，鼓励学生跨专业选课。如可以给农科相关专业的学生增设网络技术、人工智能等课程，在现有大学计算机基础上进一步加强计算机应用技术、网络技术等课程的教学，使学生了解社会需求和学科前沿发展方向。
3.3运用数字农业学科特点，激发创新意识
数字农业课程不同于其他学科，是一门理论和实践相结合的基础性课程，具有文化性、应用性、发展性和模块化等特点。学生的创新意识是在对数字农业特点、内容发生兴趣时引发的。因此，教师在备课时尽可能挖掘学科的创新思维因素，在导入新课时尽可能创设学生感兴趣的教学情景，介绍最新的数字农业技术的发展状况，唤起学生的创新意识。
3.4实施任务驱动
培养创新能力，鼓励、指导学生大胆灵活地运用已学知识，解决实际问题是培养学生创新精神与创新能力的有效方法。知识及技能的传授应以完成典型“任务”为主，任务是一堂课的核心，是学生学习知识的外在动力。在设计数字农业教学的时候，应当注意布置与学习内容相应的任务，如为让学生掌握专家系统的创建，可以布置专家系统的基本使用任务，收集某类专家系统的知识等。让学生主动参与到学习活动中来，鼓励学生大胆尝试操作，遇到问题和困难时，要多问、多讨论，发扬团队协作精神。在解决这些实际问题的过程中，可以组织学生开展讨论班，互相交流方法，互相启发思路，以实现解决实际问题与培养创新能力的有机统一[4]。
数字农业发展分析篇4
摘要：数字农业中大量时空数据分散在异构系统中，有着不同格式规范、概念术语、数学模型和分析推理方法。采用时空推理、本体论、语义web和专家系统等技术建立一个数字农业时空信息管理平台，对多源、异构的农业时空数据和推理分析方法进行集中统一的规范化管理。基于该平台构建数字农业应用系统更加方便快捷。
关键词：数字农业；时空推理；专家系统
数字农业应用涉及大量的气象、环境、水文、地质、土壤等领域的时空数据。这些时空数据分散在异构系统中，有着不同的数据格式和规范，采用不同的概念和术语，基于不同的数学模型和分析推理方法。这些多领域时空信息对农业生产、决策均起着重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技术手段，即使付出很高的代价，也很难将这些时空信息完整无损地共享和融合集成到数字农业应用中，在很大程度上制约了数字农业的应用发展。同时GiS等商业软件平台成本较高也不利于大规模应用推广。
为此，本文基于自主版权GiS、专家系统等系统软件，应用时空推理、本体论、语义web、关系数据挖掘和专家系统等技术，建立一个数字农业时空信息智能管理平台，对多源、异构的数字农业时空数据和推理分析方法进行集中统一的规范化管理，便于在实际应用中进行融合、集成和共享。基于该平台快速建立起了数字化测土施肥系统、大豆种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批智能应用系统。这些应用系统精确控制农田每一地块种子、化肥和农药的施用量，在提高作物产量的同时，能够实现精确控制农业生产过程，有效降低成本，充分保证农业资源科学地综合开发利用，减少和防止对环境和生态的污染破坏，保持农业生态环境的良性循环，是实现“绿色农业”的重要途径。
1主要关键技术研究现状
1．1数字农业
数字农业是在“数字地球”的基础上提出并发展的，是21世纪新型的农业模式和挑战性的国家目标，包括精准农业、虚拟农业等内容，其核心是精准农业。以3S技术应用为核心的数字农业空间信息管理平台开发研究是数字农业研究的突破口[1,2]。美国于20世纪80年代初提出数字农业的概念，它是针对农业生产稳定性差、技术措施差异程度大等情况，运用卫星全球定位系统控制位置，用计算机精确定量，把农业技术措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平，从而极大地提高种子、化肥、农药等农业资源的利用率，提高农产量，减少环境污染。法国农业部植保总局建立了全国范围内的病虫测报计算机网络系统。日本农林水产省建立了水稻、大豆、大麦等多种作物品种、品系的数据库系统。新西兰农牧研究院利用信息技术向农场主提供土地肥力测定、动物接种免疫、草场建设、饲料质量分析等各种信息服务。同时，我国紧跟国际研究的前沿，开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术在农业、资源、环境和灾害方面的应用研究。
1．2时空推理
近年来，时空推理（Spatio－temporalReasoning）已成为十分活跃的研究方向，在军事、航天、能源、交通、农业、环境等领域有着广泛的应用。近十年来我国国家基础地理信息中心、清华大学、信息大学、中国科学院、武汉测绘科技大学、武汉大学、吉林大学等单位在时态GiS、时空数据模型、时空拓扑、时空数据库等时空推理相关领域开展了大量研究工作。
1．3时空数据标准与共享
不同领域和应用环境对时空数据的理解存在很大差异，这造成了异构时空系统集成的困难，因此时空数据共享、互操作和标准化的研究具有重要意义。这方面研究最初从空间数据入手，近期开始向时间数据和时空结合数据发展。时空数据的共享有以下方式：
（1）空间数据交换
空间数据交换的基本思想是各系统使用自身的数据格式，通过标准格式进行数据交换。目前空间数据交换标准有：SDtS、DiGeSt、RineX等国际标准；以色列的ieF、英国的moepStD、加拿大的SaiF、我国的CnSDtF等国家标准；autoDesk的DXF、eSRi的e00、mapinfo的miF等厂商标准。尽管各GiS软件厂商提供了公开的交换文件格式来进行空间数据的转换，但由于底层数据模型的不同，最终导致不同的GiS的空间数据不能无损的共享。虽然空间数据交换仍然在使用，但效果并不理想。空间数据互操作标准是当前国际公认的，比空间数据交换标准更有前途的数据标准。
（2）基于GmL的空间数据互操作
开放式地理信息系统协会(openGiSConsortium，oGC)提出了简单要素实现规范和地理标记语言(GeographymarkupLanguage，GmL)。oGC相继推出了一整套GiS互操作的抽象规范，包括地理几何要素、要素集、oGiS要素、要素之间的关系、空间参考系统、定位几何结构、存储函数和插值、覆盖类型及地球影像等17个抽象规范，2003年1月推出GmL3.10版[3]。近年来，国内外众多学者基于GmL在空间数据共享等方面开展了大量研究。2001年Rancourt等人[4]将GmL与先前所定义的空间标准进行比较，认为GmL能有效地满足空间数据交换标准。2002年，ZhangJianting等人[5]提出了一种基于GmL的internet地理信息搜索引擎。2003年，ZhangChuanrong等人[6]在网络环境下以GmL作为异构空间数据库交换共享空间数据的格式，成功实现数据的互操作。2003年，崔希民等人[7]提出了GiS数据集成和互操作的系统架构，在数据层次上实现GiS数据的集成和互操作。2003年，张霞等人[8]提出一种基于GmL构造webGiS的框架结构,给出实现框架技术。其中采用GmL作为空间数据集成格式。2004年，朱前飞等人[9]提出了一种新的基于GmL的数据共享解决方案。2005年，陈传彬等人[10]提出了基于GmL的多源异构空间数据集成框架。GmL数据类型较完整，支持厂家较多，相关研究丰富，是目前最有前景的时空数据标准。本文选择GmL作为农业时空数据标准。
1．4时空本体
1．4．1本体、语义web和owL
本体方法目前已经成为计算机科学中的一种重要方法，在语义web、搜索引擎、知识处理平台、异构系统集成、电子商务、自然语言理解、知识工程等领域有着重要应用。尤其是目前随着对语义web研究的深入，本体论方法受到了越来越多的关注，人们普遍认为它是建立语义web的核心技术。owL是当前最有发展前景的本体表示语言。2002年7月29日,w3C组织公布了本体描述语言(webontologyLanguage,owL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新为2004年2月10日的版本[11]。
1．4．2时空本体
基于本体方法对时空建模的相关研究工作如下：
1998年，Roberto考虑了作为地理表示基础的某些本体问题，给出了关于一般空间表示理论的某些建议[12]。2000年ZhouQ.和FikesR.定义了一种考虑时间点和时段的时间本体[13]。2000年，Córcoles基于XmL定义了一个类似SQL的时空查询语言，该语言包含八种空间算子和三种时态算子用于表达时空关系[14]。2003年，Grenon基于一阶谓词逻辑定义了时空本体，使用斯坦福大学的protégé环境实现[15]。2003年，Bittner等人[16]提出了用于描述复杂时空过程和其中的持续实体的形式化本体。以上工作中Grenon的时空本体研究相对完整，相关研究成果已经在网上共享，本文在此基础上开展研究，建立农业时空本体。
2主要研究内容
（1）农业时空数据规范
现阶段我国还没有公认的农业时空数据标准出台。本文基于时空推理技术，研究通用性更强的时空数据表示模型，能表示气象、土壤、环境、水文、地质等各领域的农业时空数据。GmL是目前公认的时空数据标准，利用上述模型扩充GmL，兼容中国农业科学院的“农业资源空间信息元数据的分类及编码体系草案”等国内现有的地方性标准，构建针对数字农业中时空数据的Da－GmL标准，作为数字农业基础时空数据的规范。现有的土壤、环境等基础空间数据库均支持到GmL格式的转换。
（2）农业基础时空数据库
基于笔者自主开发的GiS平台建立农业基础时空数据库，该平台具有运行稳定、资源占用少、结构灵活、功能可裁减、成本较低、便于移植等特点。采用了时空推理技术，支持对空间和时空信息的表示和推理。通过Da－GmL能够直接从现有系统中获取领域农业基础时空数据，主要包括土壤数据库、环境数据库、气象资料数据库、农业生产条件数据库、林业信息数据库、影像数据库等。
（3）农业时空分析方法库与农业时空知识库
时空推理是研究时间、空间及时空结合信息本质的技术，通过时空推理技术将现有面向农业领域的时空分析技术进行整合和规范化表示，形成农业时空分析方法库。对领域农业时空知识进行归纳、整理，同时通过数据挖掘方法从基础数据中提炼知识，建立农业时空知识库。
（4）农业时空本体库
在(2)、(3)中存储的数据、方法和知识需要一个有效的机制进行组织和管理。就目前技术而言，本体是表达一个领域内完整的体系（概念层次、概念之间的关联等）的最有效工具，所以本文选择建立农业时空本体库。具体包括本体获取、本体管理、本体服务与展示三个模块。使用protégé做本体开发环境编辑。protégé是斯坦福大学开发的基于Java的本体编辑与知识获取工具，带有owL插件的protégé可以支持owL格式的本体编辑与输出。
以上三个库通过webService方式提供基于internet的服务，可以在线对库中信息进行维护和检索，并能无缝集成到应用系统中。
（5）系统体系结构
系统工作原理如图1所示。首先，外部系统的时空数据转换成GmL格式（现在绝大多数系统支持该数据标准），进入农业基础时空数据库。通过本体获取与编辑模块将时空数据和时空知识整理，形成本体库。外部系统的请求通过webSer－vices发给仲裁者，仲裁者区分各类情况调用三个库调用服务、提取数据和执行操作，结果返回给用户。
（6）基于平台开发农业生产智能应用系统
基于数字农业时空信息管理平台建立数字化测土施肥系统、作物种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批农业生产智能应用系统，解决实际问题。
3相关系统对比分析
3．1数字农业空间信息管理平台
平台基于信息和知识支持的现代农业管理的集成技术，对农田信息进行动态采集、分析、处理和输出，从而根据农田区域差异、农事安排进行模拟分析、决策支持管理和指挥控制，并对农业生产过程的区域差异进行精确定位、动态控制等定量操作[17]。
3．2全国农业资源空间信息管理系统
全国农业资源空间信息管理系统(naSiS)实现对全国农业资源空间信息的查询分发，具有系统管理、动态数据字典、数据检索、查询、数据分发、制图、报表统计、数据分发等功能。该系统已经用于全国农作物遥感监测、农业资源调查、农业科研和农业政策信息支持服务等方面[18]。
3．3中国西部农业空间信息服务系统
计算机技术、互联网技术的迅速发展为建立基于web的中国西部农业空间信息服务系统提供技术支撑。本文从西部农业空间信息服务系统的数据库构建开始，全面地介绍了系统的运行模式和数据库访问技术，详细论述了系统的总体结构、平台环境和开发实现等。
（1）基于平台提供的开发框架，能方便、高效地建立大量的数字农业智能应用系统，基层农业科技人员也能快速开发出技术含量高的应用系统，各应用系统能互通、共享，便于升级维护。
（2）由于大量的底层服务、数据、知识和方法由平台集中统一提供，简化了开发数字农业应用软件的工作，节约了成本。
数字农业发展分析篇5
关键词：数字化；设计技术；机械设计；应用分析
在这个经济迅速发展的时代，经济效益和社会效益是企业发展的根本目标，企业发展尤为重视效益问题。为创造企业经济利益，机械设计技术是企业降低生产成本、提高现代机械设备的安全性与稳定性方面不可忽视的重要措施。在进行机械设计工作时，适当的采取数字化技术能够实现设计技术的突破性进展，使得机械设备运行的安全性与可靠性得到大大的加强，另一方面也可以提高机械的工作效率，使得企业实现经济效益与社会效益的双收。数字化设计技术是信息科技时代重要的科学技术之一，它目前在机械设计方面的应用受到人们广泛的关注，虽然暂时在于机械设计工作的融合也出现了一些亟待解决的问题，但是随着科技人员工作经验的增加以及研究的深入，相信在未来数字化技术在机械设计方面的应用会达到炉火纯青的地步。
1简要介绍数字化设计技术
在党和政府的政策指导下，我国的科技创新力度不断加大幅度，机械设备在科学技术的支持下发生了翻天覆地的变化，大型化、自动化、高精度化的机械设备不断涌现。数字化设计技术的出现，使得机械设备更加如虎添翼，设备结构复杂化，但是机械的生产规模和运行效率也更加的高效。
1.1数字化设计技术的内涵分析
数字化设计技术是指将计算机技术应用于产品设计领域，属于计算机设计技术的一种辅助。它最开始是以计算机辅助设计，即CaD的形式显现出来的，在科技水平不断提升的带动下，数字化设计技术越来越成熟，它在越来越多的行业受到人们的欢迎，在机械设计方面的优势更为明显。以前设计师在进行机械相关的设计工作时都离不开实物模型的帮助，但是在数字化设计技术出现之后，它可以利用计算机技术建立数字化的模型，从而降低实物模型的使用频率，提高了工作效率。
1.2数字化设计技术特征分析
数字化设计技术最为重要的特征就是产品的定义模型较为统一。任何一个产品都有生命周期，如开发期、成长期、成熟期、衰退期等等，数字化设计技术对于产品的每个生命周期都有相关的设计，都是统一运行的。这种统一的设计模式大大降低了产品设计的繁琐程度，使得产品设计流程更为简单化。因为传统的设计模式会针对处于不同生命周期的产品采取不同的设计方法，使得产品设计变得复杂，而且也容易丢失数据。另外，数字化设计技术可以实现并行设计。传统的产品设计讲究的是设计的切合性，产品的生产制造程序与包装维修程序需要达到高度的一致性，因此同一产品的设计基本上都是由同一设计团队完成。因此，传统的设计方法对于设计师的依赖性较强，一旦设计团队出现分裂问题，则产品的设计链条很容易受到影响，从而产品的质量也难以保证。但是数字化的设计技术可以实现并行设计，简单而言，就是多个设计团队可以在同一时间内，在不同的地方，共同设计某一产品。这样一来，不仅仅是提高了机械的生产效率，另一方面也能够大大的缩短相关产品的生产周期，降低了运行成本。
2数字化设计技术在机械设计中的应用分析
近几年，我国机械制造引进很多的国外先进的技术、管理方式和装备，尤其是进入21世纪以后，对数字化设计技术的充分使用使得机械的装备水平得到很大的改善。这样才能达到提升机械设备的安全性和稳定性、降低生产成本的目的，间接地为企业创造出更多的经济利益。
2.1数字化设计技术在农业机械设计中的应用
我国的农业发展历史悠久，随着经济水平的不断提高，农业种植与收割也不断地由手工化向机械化转变。农机设备朝着一体化、高速化、微电子化的方向发展，设备的操作也越来越容易，同时农业机械的设计也越来越数字化。近年来，数字化设计技术常常应用于农业机械设计工作，农业机械设计人员在进行机械设计工作时，会借助计算机，运用计算机技术来生成部分辅的设计，或者是利用计算机的预测功能来预测产品的性能，经过不断的虚拟运作，不断地调试，从而设计出最优的农业机械。另外，农业机械设计人员还可以根据不同地域的地形、地貌以及农作物特征来模拟出农业机械运作的效果，经过修正与开发阶段，可以设计出符合各地区农业生产特色的农业机械，从而开发出其他的子功能，进而明确各部分子功能之间的关系。
2.2数字化设计技术在汽车控制系统设计中的应用
设计配电时，汽车机械的可靠性和负荷容量的需求是不可以忽视的，在利用数字化设计技术时一定要注意到这两个方面的参数。数字化设计技术的节能设计在各个方面都对人们产生着很大的影响，在设计的过程中，我们也应该考虑到节能减排的因素，要实现最有设计，使得资源的利用达到最大化，要尽可能的避免对环境的污染。因此对自动化技术在汽车机械控制系统中等的节能设计必须进行更加深入地研究，这样不仅为节能环保做出了巨大贡献，还可以为企业带来经济收益，促进技术的发展和创新。
3结语
科学技术的进步造就数字化设计技术，而数字化设计技术在发展与完善的过程当中，也带动科学技术进一步的发展，二者相互影响，相互促进。在实际发展中，工作人员应该不断地提升原有的工作效率，将产品的质量控制到位。数字化设计技术是新发展起来的学科，它与工业方面的生产以及人们的生活都有密切的关系。数字化设计技术无疑是现阶段机械设计工作最得力的助手，企业因该合理的配置资源，积极的引进先进的数字化设计技术。
作者:高刚毅单位:荆楚理工学院机械工程学院
参考文献：
[1]阎楚良,杨方飞,张书明.数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].农业机械学报,2004(06).
数字农业发展分析篇6
[关键词]数字化农业信息化信息技术
数字农业是关于农业产业的信息化体系，是信息技术在农业领域的应用以及与其他技术的结合，是领域信息化的重点，对农业现代化建设具有极为重要的影响。数字农业的核心是构建以农业信息技术为主的技术支持体系。
一、农业信息技术基本概念
农业信息技术（即数字农业技术）是实现农业领域中各种信息获取、存储、处理、传输等方面的技术，其实质是充分利用信息技术在农业领域的最新成果，全面实现农业生产、管理、农产品加工、营销以及农业科技信息的获取、传播，加速传统农业的改造，大幅度地提高农业生产效率、管理和经营决策水平，促进农业持续、稳定、高效发展。技术特性主要体现在：数字化、网络化、高速化和智能化。
二、河北省数字农业技术支持体系
构建该体系是一项综合、复杂、庞大的系统工程,其核心包括农业信息贮存技术、农业信息应用技术和农业信息传播技术。
1.农业信息贮存技术
(1)农业数据库系统(DatabaseSystem)
我国已建立多个农业数据库，主要包括中国农林文献数据库、中国农业文摘数据库、中国农作物种质资源数据库、中国畜牧业综合数据库和土地土壤信息系统等，同时引进了世界4大数据库，为信息的便捷利用打下了基础。至2006年底，河北省已形成文字、图片等网络信息资源2800G以上，涵盖科技、市场、政策等各个方面。省农业信息中心建成12个省、市、县三级共建共享数据库，信息容量达100多万条，研发出菜篮子产品报价等7个大型应用系统，为搞好农业信息服务提供了资源保障。
(2)数字化图书馆(DigitalLibrary)
数字化图书馆是一个系统工程，主要包括馆藏数字化、信息传输数字化与网络化、资源共享化、信息服务终端化等，其优势在于不受时空、地理位置的限制。2006年5月在河北保定召开了农业信息技术与图书馆发展学术研讨会，就数字图书馆发展新动态、农业图书馆为新农村建设服务提出了新的思路和办法。
2.农业信息应用技术
农业信息应用技术包括农业自动控制、农业专家系统、多媒体、3S、农业管理信息系统、决策支持系统等技术。
(1)农业自动控制技术(autoControl)
农业自动控制技术的发展是农业信息化的基本特征，是信息农业的核心技术。利用传感器通过计算机和自动控制系统实现农业生产和管理的自动化，对农业的增产质产生了巨大的经济效益和社会效应。河北乐亭县自动灌溉试验站根据水稻需水形成了适合河北省及类似地区的节水农业综合技术体系，并在河北省内8个地市进行了应用。
(2)农业专家系统(expertSystem,eS)
eS是以知识为基础，在一定领域内模拟人类专家解决复杂实际问题的计算机系统。农业生产管理专家系统涉及农作物生产管理、畜禽养殖、市场管理、农业经济分析等多种领域。河北省农业厅连续数年来开展了“863”农业智能信息技术示范工程，已经开发了“小麦”、“玉米”、“大豆”、“黄瓜”、“辣椒”、“葡萄”、“稻田养蟹”等一批农业专家系统，并在省内多个市县完善及推广。
(3)多媒体技术(multimedia)
多媒体是应用计算机把图、文、声、像综合集成技术。20世纪90年代，我国多媒体技术迅速发展起来，如河北省廊坊农科院“植物保护咨询系统”为农业多媒体的广泛应用提供了良好的基础设施环境。
(4)3S技术(RS,GiS,GpS)
“3S”技术即遥感技术（RS）、地理信息系统（GiS）和全球定位系统（GpS）的总称，集信息获取、处理、应用于一身,突出表现在信息获取与处理的高速性、实时性和信息应用的高精度和可定量化方面。2000年，中国科学院开始着手对这一新兴农业形式进行研究，首批选取了新疆、上海和河北栾城三个试点。其中栾城代表了典型的黄淮海平原农业高产区，它能够对整个华北平原的农业生产起到示范作用。
(5)农业管理信息系统（miS）
管理信息系统是收集和加工系统管理过程中有关信息，为管理决策过程提供帮助的一种信息处理系统。河北省针对当前农业生产中存在的土壤数据分析整理手段落后问题，引用“GiS”、“GpS”技术，对耕地土壤养分数据进行综合分析，制作了各种养分的电子版图层，应用mo地图控件及VB语言，研制了具备信息查询和推荐施肥等功能的土壤养分信息与管理系统，数据量达1.5GB，是国内第一个应用这项技术做出系列图件和实用系统的省份。
(6)决策支持系统（DecisionSupportSystem,DSS）
DSS是利用系统知识和数学模型，通过计算机分析或模拟，协助解决多样化和不确定性的问题以进行辅助决策的软件系统，是一种人机对话式的计算机系统。农业生产中采用决策支持系统后可以感受到更高的决策质量、沟通的改进、成本削减、生产率的提高及节约时间等方面的改善。河北省目前已建立冬麦北移决策支持系统(DSSnwwH)，主要对小麦越冬死亡率、物候期出现时间、群体动态变化、同化物分配状况以及最终产量等几方面进行模拟预测，根据预测结果来判断某一冬小麦品种的适宜种植区域及某一区域适宜种植的品种，同时提出相应的栽培管理建议，从而达到对“冬麦北移”进行辅决策的目的。
3.农业信息传播技术
主要包括农业信息互联网络、卫星数据传输系统等技术。
(1)农业信息互联网络技术
国际互联网是构建农业信息网络最主要的部分。截至2006年，河北省先后建成河北农业信息网、河北农业智能信息网、河北民营经济网、燕赵粮网、农村信息户联网、农村经济信息村村通网等六大农业信息服务网络，建成农业网站850多个，总数占全国农业网站1/10强。
(2)卫星数据传输系统
在河北网通、移动、联通等电信公司的积极努力下，2005年全省实现了村村通电话。目前，电话语音服务发展到35个县，手机短信服务“三农”用户约20多万户。利用电视提供信息服务，深受农民欢迎。河北电视台农民频道收视率不断提高，“电波入户”省级示范县达117个。全省75%以上的行政村接通了宽带，基本实现了村村能上网，有效扩大了信息覆盖范围。
三、农业信息技术发展中的问题及建议
目前，农业信息技术应用领域不断拓展，发展水平日益提升，但是仍存在着农业信息资源种类不全与采集技术手段相对落后、农业信息技术的应用研究和成果转化之间严重脱节以及农业信息技术的人力资源不足等问题。为了加快农业信息化建设，除加强培养相关专业的技术人才、创建功能齐全的农业信息资源系统之外，还要有健全的信息技术咨询服务体系。需要政府保护、扶持各种信息主体的成长，协调各部门、各机构间信息有序合理的运作。
参考文献：
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数字农业发展分析篇7
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数字农业发展分析篇8
关键词：数字化；信息采集控制；温室大棚
中图分类号：tp311文献标识码：a文章编号：1009-3044（2017）07-0213-02
从传统农业方式向数字化现代农业方式过渡阶段，在农业生产过程中占据重要作用的是温室大棚的数字化和智能化，它能最大限度地改变粗放的传统农业生产经营方式，并大幅度提高温室大棚的生产功效和产量、质量，推进农业信息化进程的飞速发展，实现“手机或者电脑也能种地”的宏伟蓝图。
在我国农业种植中占比重较大的是温室大棚种植方式，这样可以极大地丰富人民群众的日常成活消费水准，而传统的温室种植也可以实现这个目的。但是由于传统种植方式无论是对作物的种植还是对生长环境的控制基本凭借经验和感觉来实现，导致温室种植的效率、产量和质量不够高。
对温室大棚采取数字化的智能监控可以免除棚内种植的作物受空间和时间的约束，可以全年没有间歇的种植和收获，获得的农产品产量高、质地优良。根据温室大棚种植作物的高投入和高产出，以及高效益的特殊生产方式，结合不同作物不同时期的生长需求，对温室内的环境参数进行适当调控，可以提高作物产量、改善质量，极大提高农产品的经济效益。
1现阶段温室大棚的国内外现状
随着我国农业现代化程度的不断提高，要求农业生产必须高效产出，因此提高农业设施的科技含量是当前农业发展的重中之重。依据我国“十二五”发展规划纲要和“农业农村信息化”发展规划要求，为实现农业生产产业化经营模式的尽快推进，最大程度的提高农业生产的智能化、数字化程度，必须尽快全面实施数字化农业智能监控系统进行环境数据采集和控制，为实现“智慧农业”或“数字信息化农业”提供契机和动力。将数字化环境监控系统应用在温室大棚的环境信息采集和监测、生产意外情况预警、设施环境智能调控和农作物长势诊断等领域，可以大大提高农业生产的效率和产量，使得传统的粗放农业大棚生产方式得到极大改进，为农业生产数字化程度的提高提供高效、科学、合理的依据和支持。
而我国现阶段的传统种植经营管理模式，大部分都是依靠种植者摸索经验和感觉来实现作物生长期间的通风遮阳、灌溉加湿、温度调节等各项指标，需要消耗大量人力，实时性差，生产效率低下，一旦判断有误或偏差大就会造成资源浪费或者产量减少。也有一部分温室大棚简单的实现了数字化但成都不高，只能够进行基本的温度、湿度采集，然后根据采集的数据人工实现环境调节，如浇水、遮光或通风等，无法完全实现数字化、智能化。
而且即使实现了智能温室环境监控系统，仍然存在很多问题。例如对于使用有线传输的场合，当温室大棚面积较大时，布置的采集信息点也较多，因此铺设的线路也是错综复杂的，这样的情况对于使用和维护都带来一定的难度，受到很大程度的限制；其次大部分的通信都是采用有线传输，在温室内部温度高、空气潮湿，土壤和空气具有较强的腐蚀性，容易损坏通信电缆出现故障，使系统的可靠性降低。
国外的数字化温室大棚监控系统程度较高，随着在斯坦福大学召开的基于internet的远程监控诊断会议的成功举办，基于internet的远程监控诊断示范系统被开发并得到了制造行业、计算机行业和仪器仪表行业等多家公司的大力支持。随着网络技术的不断发展，数字化程度较高的控制系统不但在工业领域得到较大的发展，也逐渐的渗透到农业生产的各个领域。而我们原来采用的传统监控系统不够精细和高度数字化，已经无法满足国家社会发展步伐对现代化农业生产的精细要求，因此人们也越来越认识和重视到数字化监控系统在农业生产中的巨大作用，监控系统也发生了很大的改变，正在向远程监控逐渐过渡，这使得农业远程监控自踊生产成为现实。
2数字化温室大棚的实现总体方案研究
数字化温室大棚为了实现远程环境监控，必须借助网络对远程端进行监视和控制，完成环境参数采集、参数调节、远程控制和故障恢复等操作。因此系统方案采取基于B/S结构的模型来实现，其中的服务器端运行在web服务器上，是搭建在主控制端的；而客户端运行在远程本地客户机上，主要用来采集环境信息数据，并进行数据分析。数字化远程监控系统是以网络作为通信平台，以Http技术为基础，充分利用现有的网络资源，实现信息的实时获取和实时控制以及信息、资源的合理化配置，能够简单、高效的实现系统配置控制目标，也是农业生产中普遍应用网络实施的远程监控模式。
数字农业发展分析篇9
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江苏省泗洪县高砷区尿砷和发砷含量调查
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【关键词】测绘技术；GpS；RS；GiS
随着现代测绘技术的出现，无论在学科理论，或在技术体系，以及应用范围上都取得了重大的发展，甚至可以说是重大的变革，从而也将彻底地改变传统测绘的生产方式。现代测绘产业以“3S”技术为特征，现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境，解释某些自然现象，解决人类社会可持续发展等重大问题的重要工具。
1.现代测绘技术的发展概况
1.1GpS的发展
全球定位系统（GpS）是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。1996年2月，美国总统令宣布GpS为军民两用系统，标准定位服务对民用开放，2000年5月，美国总统令Sa关闭，价格不贵的民用GpS接收机能将其水平定位精度从不低于100m提高到15～20m，民用GpS的具备了真正的实用价值。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，GpS的应用领域正在不断地开拓，目前，各种类型的GpS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GpS已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。GpS和GLonaSS兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。GpS作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术，已经成为大地测量的主要技术手段，也是最具潜力的全能型技术。GpS定位技术与常规地面测量定位相比，除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。
1.2遥感技术的发展
遥感包括卫星遥感和航空遥感，航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用，卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果，基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。自20世纪初菜特兄弟发明人类历史上第一架飞机起，航空遥感就开始了它在军事上的应用，从1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来，美国、法国、俄罗斯、欧空局、日本、印度、中国等国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波：从单波段发展到多波段、多角度、多极化；从空间维扩展到时空维；从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。遥感平台有地球同步轨道卫星、太阳同步卫星、太空飞船、航天飞机、探空火箭，并且还有高、中、低空飞机、升空气球和无人飞机等：传感器有框幅式光学相机，缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计、雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。
1.3GiS的发展
地理信息系统作为多个学科、多种技术交叉融合的产物，至今只有40多年的历史。地理信息系统起源于20世纪60年代加拿大和美国学者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心的一次讲演，在该讲演中戈尔正式提出数字地球的概念。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统，其发展和应用对测绘科学的发展意义重大，是现代测绘技术的重大技术支撑。
2.现代测绘技术的应用
现代测绘技术作为一门新的信息科学在经济和社会可持续发展的诸多领域正发挥着愈来愈大的作用。在这里主要介绍现代测绘技术在矿山测量方面、湿地方面、水利工程方面和精准农业方面的应用情况。
2.1矿山测量方面
遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间，并积累了丰富的经验。应用遥感资料，可获取矿区实时、动态、综合的信息源，对矿区环境进行监测，为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都已得到应用，所有这些，都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。利用GpS技术进行矿区地表移动监测、水文观测孔高程监测、矿区控制网建立或复测、改造等。其应用于矿山测量工作的地面部分已成为现代矿山测量的一项重要支撑技术。以矿区资源环境信息系统为平台，以各种测量技术为数据获取的途径，可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统，作为矿山可持续发展的决策支持系统。
2.2湿地方面
利用遥感技术对湿地生物资源的分布、生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据，通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新，并对这些数据进行空间分析，可得到湿地的动态变化情况。应用遥感和地理信息系统技术，获取湿地生态环境质量分析评价所需要的数据，借助GpS技术进行水质采样调查、植被样方调查、土壤采样等常规野外调查。根据湿地信息系统的功能，可将其划分为两大类：查询服务型信息系统和决策支持型地信息系统。
2.3水利工程方面
遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测，可实时监测洪水灾害面积。RS和GiS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围，为防灾、抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后，需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用全数字摄影测量或数字测图技术建立数字地面模型，应用GiS的分析决策功能，可以方便快速地进行水库大坝选址、库容计算、引水渠修建、受益范围等设计工作，为开发利用水资源提供科学依据。目前，大中城市都有由数字测图技术或全数字摄影测量技术建立的城市数字地形图，给排水管线的规划、设计可在数字地形图上进行。
2.4精准农业方面
精确农业中，利用GpS技术对采集的农田信息进行空间定位；利用RS技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；利用GiS技术建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库；对作物苗情、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。GpS、RS、GiS技术及自动化控制技术为支撑的精确农业将促进现代农业的发展。它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息，将信息技术与农艺、农机有机地结合起来，最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配，获取高产量和最大经济效益，同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源，有利于农业的可持续发展。