数字农业的概念篇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
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数字农业的概念篇2
关键词：阻尼测度；非线性回归拟合；城乡数字鸿沟；城市化进程
中图分类号：F061.5；F124.1文献标识码：a文章编号：1001-8409（2014）01-0044-05
1引言
20世纪90年代兴起的信息技术革命，使信息化成为推进城市化的重要动力，世界各国尤其是发展中国家都在借助信息化提升城市化水平。但在利用信息化推进城市化的过程中，出现了城乡数字鸿沟这一大障碍，对城市化的发展产生了负面影响。城乡数字鸿沟是美国通信与信息管理局（ntia）于1995年提出的[1]，它是指工业社会以来，特别是工业社会向信息社会转变过程中在当前全球数字化背景下，城乡间以网络技术为代表的信息技术接入、利用差距以及影响接入、利用程度的主体意识与接入环境差距，反映了城乡信息化差距。中国作为世界上最大的发展中国家，正在积极尝试利用信息化促进城市化，以实现城市化的跨越式发展。然而中国严重的城乡数字鸿沟却延缓了城市化进程。
阻尼是物理学中的概念，指运动主体由于受到阻碍造成能量损失而使得速度降低的现象[2]。经济学家Romer提出了经济增长阻尼理论[3]，目的是研究资源约束对经济增长阻碍作用的大小。刘耀彬和陈斐[4]将Romer阻尼理论引入资源约束对城市化阻碍作用研究领域，利用城市化水平与经济增长的半对数函数关系式，将经济增长速度变量替换为城市化速度变量，构建了资源约束对中国城市化进程的阻尼测度模型，并通过线性回归方法拟合了阻尼测度公式，测算得出资源约束对中国城市化进程的阻尼值为0.3%，即中国城市化速度因资源约束每年要下降0.3个百分点。此后，有学者应用该模型测度了我国省市层面资源约束对中国城市化进程的阻尼，如阿依吐尔逊·沙木西[5]测算出库尔勒市的阻尼值为0.1%，刘耀彬和王桂新[6]测算出江西省的阻尼值为0.192582493%。此外还有学者对该模型进行了修正，如段东平和薛科社[7]针对原模型中资源总量不变的缺陷，将资源总量设定修正为以固定比例增长，其拟合优度比修正前提高了13.76个百分点。
近年来，随着城乡数字鸿沟在城市化进程中的影响日益凸显，有学者开始研究城乡数字鸿沟对城市化的阻碍作用，但几乎没有正式提出过城乡数字鸿沟对城市化进程阻尼的概念，而且相关文献大都停留在阻碍作用外在表现这样的表层研究上。如inkinen[8]和warren[9]认为城乡数字鸿沟不仅妨碍整个社会的通信技术现代化，而且阻碍农村居民社会生活方式向城市方式转变；taubenbock[10]和Bruckner[11]认为城乡数字鸿沟阻碍农村人口向城市转移，减少非农就业人口。
综上所述，国内外学者主要关注资源约束对中国城市化进程的阻尼，现有文献大都是借鉴Romer阻尼理论，将经济增长速度变量替换为城市化速度变量以构建阻尼测度模型，并采用线性回归方法拟合测度公式（但这往往与阻尼的非线性特征不相符）。在罕有的研究城乡数字鸿沟对城市化阻碍作用的文献中，也仅仅是分析了阻碍作用外在表现，未能建立定量测度阻尼的模型，更没有学者直接计算出某一国家或地区的阻尼值。本文首次将Romer经济增长阻尼理论引入城乡数字鸿沟对城市化阻碍研究领域，把这一现实阻碍提升到“阻尼”的理论层面，分析城乡数字鸿沟对城市化进程的阻尼机理，通过概念模型运用非线性回归拟合出中国城乡数字鸿沟对城市化进程阻尼测度模型，并对1990～2010年各年度的阻尼值进行计算。
2中国城市化进程、城乡数字鸿沟与阻尼
2.1中国城市化进程的特点
当代的中国城市化是城乡社会经济差距日趋扩大情形下的城市化。在经典的发展经济学理论中，城市化进程应当是一个从城乡分割走向城乡经济融合以及城乡社会一体化的历史过程。纵观世界各国的城市化历程，没有哪个国家的城市化能像当代中国这样面临如此严重的城乡社会经济差距问题。虽然我国城市化水平较之以往任何时期都更高（已达49.95%）且速度也更快（每年增长一个百分点以上），但城乡二元性却更为突出。主要表现为：（1）城乡劳动生产率、收入和消费都在普遍增长，然而城乡二元经济却在不断加剧；（2）城乡教育水平和社会保障水平持续提升、文化生活日益丰富，然而城乡二元社会却更加明显。
2.2中国城乡数字鸿沟的性质
城乡数字鸿沟是我国信息化进程催生的现象，从“城乡”、“数字”、“鸿沟”三个关键词来看，城乡数字鸿沟实际上就是信息时代城市与农村之间的一种差距，它具有如下性质：
（1）城乡数字鸿沟会使城乡社会经济差距呈指数放大，即形成“马太效应”。长期以来我国一直存在着较大的城乡社会经济差距，进入信息时代之后，互联网等信息技术的普及本应缩小城乡社会经济差距，但却因城乡信息技术普及的不均匀反而放大了这种差距。
（2）城乡数字鸿沟以对数形式逐年增长。目前国内外主流研究认为，从理论上看，城乡数字鸿沟的演变轨迹是一条对数曲线，其刚开始显现时增长很快，在城乡信息技术普及开始饱和时增长逐渐趋于平缓[12，13]；white通过中国、印度、坦桑尼亚三个发展中国家的时间序列数据对上述理论进行了实证检验，运用自回归方法证明了城乡数字鸿沟确实是呈对数形式增长[14]。
2.3中国城乡数字鸿沟对城市化进程的阻尼机理
根据Romer对阻尼的定义[3]，我们可以将城乡数字鸿沟对城市化进程的阻尼简单地理解为城乡数字鸿沟引起的城市化发展受阻现象。与西方发达国家相比，我国的城乡社会经济差距很大，城乡数字鸿沟才有可能通过进一步拉大城乡社会经济差距而阻碍城市化进程。城乡数字鸿沟不是城市化内部的因素，而是引发城市化受阻的一种外部因素，它需要通过城乡社会经济差距来起作用。
城乡数字鸿沟拉大了城乡社会经济差距，最终对城市化进程产生了阻尼：（1）城乡数字鸿沟阻碍了信息时代的生产和消费资料在城乡间的流动，城市的资金和工业产品难以通过网络信息平台顺畅地配给到农村生产和消费所需单位，而农村的农产品原材料也难以顺利供应到城市所需部门，影响了农业向二三产业改造升级以及农村居民收入和消费水平的提高等，加剧了城乡经济差距，城乡经济融合难以实现；（2）城乡数字鸿沟造成城乡间生活领域的信息难以互联互通，阻碍了以网络生活为核心的现代生活方式在农村的渗透，影响了农村网络教育和网络文化生活等，扩大了城乡社会差距，妨碍了城乡社会一体化。
3概念模型
Romer测度经济增长阻尼的核心思想是：用假设状况（无资源约束）与现实状况（有资源约束）经济增长速度的差值来反映资源约束对经济增长的阻尼，以测度资源约束造成经济发展受阻以致引起经济增长速度下降的程度。根据这一思想，本文用城乡数字鸿沟引起城市化速度下降的程度来反映阻尼，这可以用假设状况（无城乡数字鸿沟阻碍）与现实状况（有城乡数字鸿沟阻碍）城市化速度之差来表征，阻尼越大城市化速度下降程度越大，说明城乡数字鸿沟阻碍作用越大。
由经典的城市化速度理论[15，16]可知，城市化速度（尤其是发展中国家城市化速度）是由产业结构、人口素质、生活质量共同决定的。根据Romer经济增长阻尼测度概念模型，构建中国城乡数字鸿沟对城市化进程阻尼测度概念模型应包含的自变量有产业结构、人口素质、生活质量以及城乡数字鸿沟（其中，前三个自变量是内生变量，城乡数字鸿沟是外生变量），因变量为城市化速度。Romer经济增长阻尼测度概念模型与本文阻尼测度概念模型的变量对照见表1。表1Romer经济增长阻尼测度概念模型与本文阻尼测度概念模型的变量对照
Romer经济增长阻尼测度概念模型1中国城乡数字鸿沟对城市化进程阻尼测度概念模型自变量1因变量1自变量1因变量经济增长速度制约因素
（外生变量）1经济增长速度决定因素
（内生变量）资源1资本、劳动、知识1经济增长速度1城市化速度制约因素
（外生变量）1城市化速度决定因素
（内生变量）城乡数字鸿沟1产业结构、人口素质、
生活质量1城市化速度综上所述，中国城乡数字鸿沟对城市化进程阻尼测度概念模型可表示为如下形式：
Dragdu=v～du-vdu
v～du=u～duiC，pD，LQ，DD
vdu=uduiC，pD，LQ，DD（1）
式中，Dragdu=v～du-vdu为城乡数字鸿沟对城市化进程的阻尼，v～du和vdu分别为无城乡数字鸿沟与有城乡数字鸿沟状况下城市化速度，u～du（·）和udu（·）分别为无城乡数字鸿沟与有城乡数字鸿沟状况下城市化速度函数形式，两者都依赖于产业结构iC、人口素质pD、生活质量LQ、城乡数字鸿沟DD4个自变量。
4数据收集与检验
1990年代以来，随着移动电话、互联网在全世界的快速普及，城乡信息化差距越来越大。而在中国，城乡数字鸿沟更是迅速拉大，因此本研究中数据的起始时间取为1990年。城市化速度（v）是指城市化水平（城市人口占总人口比重）在一定时间段内的变动快慢，本文用城市化水平在一年内的变动来表征，其中各年度城市化水平来自于《中国统计年鉴》（2011）；产业结构（iC）主要是指第一、二、三产业的比例关系，本文用第二、三产业产值比重之和来表征，其中各年度第二、三产业产值比重来自于《中国统计年鉴》（2011）；人口素质（pD）主要用人口受教育程度来反映，本文用大专及以上人口比重来表征，数据直接来源于《新中国六十年统计资料汇编》以及《中国统计年鉴》（2011）；生活质量（LQ）一般是用除食品以外的个人消费支出占总支出比例来反映，联合国常用（1-恩格尔系数）来衡量生活质量的高低，本文也用它来表征，其中各年恩格尔系数来自于《新中国六十年统计资料汇编》以及《中国统计年鉴》（2011）；城乡数字鸿沟（DD）反映了城乡间信息化差距，本文结合中国的实情从信息技术的接入、利用、意识与环境差距系统全面地衡量城乡数字鸿沟[17]，数据直接引用文献[17]的研究结果。
运用eviews7.1软件通过aDF检验法对原始数据进行平稳性检验，结果表明所有变量都是一阶单整的，它们之间可能存在着协整关系。
再对原始数据进行协整检验，结果表明变量间在1%显著性水平上有一个协整方程，在5%显著性水平上有2个协整方程，变量间存在着协整关系，故可对这些变量进行回归拟合。
5阻尼测度模型拟合与参数估计
5.1中国城市化速度与产业结构、人口素质、生活质量的函数关系拟合
设要拟合的函数关系式为v=u（iC，pD，LQ），通过观察三维统计散点的分布状况来设定拟合函数形式，再根据拟合优度检验情况确定最终的拟合函数形式。
（1）统计散点图描绘
首先运用matlab9.0软件描绘iC、pD、LQ与v的二维统计散点图。观察发现，iC、pD、LQ与v的二维统计散点大致呈现带状分布，故猜测iC、pD、LQ与v具有某种函数关系。
再描绘三元数组（iCi，pDi，LQi）与因变量vi（其中i=1，2，…，21）的三维统计散点图。观察发现，坐标点都在三维正向空间，大致呈现有一个拐点的曲线形式，且曲线拐点以下为凸的、拐点以上为凹的，具有双曲正切曲线的基本特征，故尝试用双曲正切曲线函数族来进行拟合。
（2）拟合函数形式确定
设双曲正切曲线函数：
v=u（iC，pD，LQ）=eXp[2（λ1iC+λ2pD+λ3LQ）]-11eXp[2（λ1iC+λ2pD+λ3LQ）]+1（2）
式中，λ1、λ2、λ3为参数。由于式（2）是非线性函数，故采用非线性回归原始数据来进行拟合。运用SpSS19.0软件经过三步迭代后收敛，整体拟合优度为R2=0.84173，说明拟合优度较高。因此，可以用式（2）来拟合iC、pD、LQ与v的函数关系。
5.2有城乡数字鸿沟阻碍状况下城市化速度函数
基于中国城市化速度与产业结构、人口素质、生活质量函数关系式，结合中国城市化进程的特点以及城乡数字鸿沟的性质，通过中介因素城乡社会经济差距将城乡数字鸿沟这一外部因素引入，以建立有城乡数字鸿沟阻碍状况下城市化速度函数。
首先，由中国城市化进程的特点可知，目前我国是城乡社会经济差距日趋扩大情形下的城市化，故可采用城乡社会经济差异系数ψ来表征，ψ（0
其次，由中国城乡数字鸿沟性质1可知，1990～2010年ψ与DD时间序列数据之间应该呈指数函数关系，假设（其中j=1，2，…，20），又由中国城乡数字鸿沟性质2可知，1990～2010年城乡数字鸿沟时间序列数据自身应当呈对数函数关系，假设DDt+1=ep（DDt）=φlnDDt，其中φ为正参数。
综上所述，将外生变量DD引入中国城市化速度与产业结构、人口素质、生活质量函数关系式，得：
vdu=u（iC，pD，LQ）·ψφlnDD（3）
由于式中0
对式（3）进行非线性回归拟合，经过二步迭代后收敛，整体拟合优度为R2=0.85992，式（3）即为有城乡数字鸿沟阻碍状况下城市化速度函数。
5.3无城乡数字鸿沟阻碍状况下城市化速度函数
无城乡数字鸿沟阻碍状况是一种假设状况，这里用DD趋近于0的有城乡数字鸿沟阻碍状况下城市化速度函数极限来表示，即：
v～du=limDD0[u（iC，pD，LQ）·ψφlnDD]（4）
根据等价无穷小替换方法，当DD趋近于0时，式（4）中lnDD可以用其等价无穷小111+DD来替换，得：
v～du=u（iC，pD，LQ）·ψφ11+DD（5）
这即为无城乡数字鸿沟阻碍状况下城市化速度函数。
5.4阻尼测度公式
用无城乡数字鸿沟阻碍与有城乡数字鸿沟阻碍两种状况城市化速度的差值来测度城乡数字鸿沟对城市化进程的阻尼，即用式（5）减去式（3），得到阻尼测度公式如下：
Dragdu=v～du-vdu=u（iC，pD，LQ）ψφ11+DD1-ψφlnDD（6）
5.5参数估计
由式（3）、式（5）、式（6）组成方程组，得到中国城乡数字鸿沟对城市化进程阻尼测度模型为：
Dragdu=v～du-vdu
v～du=eXp[2（0.77256iC+0.53569pD+0.11458LQ）]-11eXp[2（0.77256iC+0.53569pD+0.11458LQ）]+1·ψ0.2138511+DD
vdu=eXp[2（0.77256iC+0.53569pD+0.11458LQ）]-11eXp[2（0.77256iC+0.53569pD+0.11458LQ）]+1·ψ0.21385lnDD（7）
6测度结果分析
将iC、pD、LQ、DD数据代入式（7），即可计算得到各年阻尼值（Dragdu）如表2所示，其表示当年城乡数字鸿沟使城市化速度下降了多少。可以看出：1990～2010年阻尼值呈现持续上升趋势，21年间增大了七倍多；阻尼年平均值为0.04481%，城乡数字鸿沟使城市化速度年均下降了0.04481个百分点，21年总计少增长了近一个百分点，这意味着农村向城市转移的人口少了约1500万。与资源约束对城市化进程的平均阻尼大小0.3%[4]相比，城乡数字鸿沟对中国城市化进程的平均阻尼不算大，仅为其七分之一。
（1）现实中的城市化速度统计值实际上是城乡数字鸿沟存在状况下观察到的，即有城乡数字鸿沟阻碍的城市化速度值。1990年的阻尼值为0.01164%，也就是说，如果没有城乡数字鸿沟的阻碍作用，城市化速度将达到0.21164%，而不会是统计值0.2%。以此类推，2010年的阻尼值为0.08653%，如果没有城乡数字鸿沟的阻碍，城市化速度将达到1.69653%，而不会是统计值1.61%。因此，在缩小城乡数字鸿沟的前提下，我国城市化速度还有提升空间，远没有达到20世纪五六十年代日韩经济崛起时的超高速城市化状态据文献[18]，从世界城市化进程来看，城市化水平每年增长0～0.6%为“慢速”城市化，0.6%～1%为“一般速度”城市化，1%～2%为“快速”城市化，2%～4%为“超高速”城市化。。而超高速城市化对于经济发展具有重要意义，其能在较短时间内迅速调整好全社会的经济关系以及城乡关系，对经济体系的快速转型具有催化作用。目前我国正处于经济社会转型的关键时期，城市化与城乡和谐发展的关系也越发紧密，如果我国能够抓住“超高速”城市化所带来的大好机遇，统筹好城乡发展，无疑会对实现城乡一体化和现代化起到良好促进作用。
表21990～2010年城乡数字鸿沟阻尼值（%）
年份1阻尼值1年份1阻尼值199010.011641200110.04982199110.012931200210.05412199210.013841200310.05905199310.014081200410.06362199410.014791200510.06662199510.018161200610.06999199610.023131200710.07425199710.027241200810.07770199810.034781200910.08292199910.040041201010.08653200010.045861-1-（2）从中国城市化的实际情况来看，目前城乡数字鸿沟对城市化进程的阻尼主要表现在经济城市化、社会城市化、人口城市化三个方面。一是城乡数字鸿沟拉大了城乡收入差距。在当今信息时代，信息作为一种重要的经济资源对群体的收入分配起着关键作用，拥有较多的信息意味着获取收入机会的增加（如通过网络进行交易、炒股炒基金等）[19]，而缺乏信息则意味着获利机会的减少甚至实际收入的损失。农村居民掌握的信息资源往往少于城市居民，使他们失去了很多发家致富的机会，影响了收入水平的提高。二是城乡数字鸿沟扩大了城乡知识分隔。城乡居民思维方式和教育水平的全面改善是城市化的一大标志，而在这一过程中知识传播起着关键作用。网上百科全书、数据信息库以及数以万计的在线论坛能够为广大城乡居民知识互动交流创造便利的条件[20]，但横亘于城乡居民之间的数字鸿沟却使农村居民难以连接到网络上的知识平台，知识传播在城乡居民之间的信息渠道中受阻，这样就形成了城乡知识分隔。三是城乡数字鸿沟阻碍了城乡人口迁移。信息时代城市的很多就业信息都是通过网络的，我国农村剩余劳动力难以得知这些就业信息，他们对城市里的工作岗位数量、技术专业需求等知之甚少，失去了很多到城市就业的机会。城乡数字鸿沟造成我国农村劳动力的就业信息来源少，农村大量的剩余劳动力难以在城市找到合适的就业岗位，阻碍了农业人口向非农就业人口的转变，最终阻碍了城市化进程。
7结语
本文借鉴Romer经济增长阻尼理论，构建出中国城乡数字鸿沟对城市化进程阻尼测度模型，并通过1990～2010年数据进行了实证分析，结果显示：1990～2010年阻尼呈现持续上升趋势，1990年阻尼值最小，2010年阻尼值最大，后者为前者的七倍多；阻尼年平均值为0.04481%，城乡数字鸿沟使城市化速度年均下降了0.04481个百分点。通过深入分析这些研究结果发现：中国城乡数字鸿沟在城市化进程中的阻尼越来越明显；现实中的城市化速度反映的只是城市化被阻碍条件下的情况，目前城乡数字鸿沟对我国城市化进程的阻尼主要表现在经济城市化、社会城市化、人口城市化三个方面。因此缩小城乡数字鸿沟可以提高我国城市化速度，以期达到对经济体系快速转型具有催化作用的超高速城市化状态。
城乡数字鸿沟是通过城乡社会经济差距对城市化进程产生阻碍作用的，而城乡数字鸿沟所反映的城乡信息化差距主要表现在农村居民获取信息的渠道和数量太少，因此，应从提升农村信息化水平入手，加大农村信息基础设施投资力度，制定更多倾斜性政策推动农村信息技术的普及，以尽快弥合城乡数字鸿沟，进而促进城乡社会经济全面融合发展，减小对城市化进程的阻碍作用，使我国城市化进程更快更好地发展。
值得说明的是，虽然城乡数字鸿沟会对我国城市化进程产生阻尼，使得城市化速度下降，但是我国城市化并未停滞不前，城市化水平从1990年的26.41%逐年上升至2010年的49.95%，这主要是因为经济增长和科技进步等正面因素对城市化产生动力作用，不断克服阻力推动城市化向前发展。在未来的研究中，应深入探讨城市化进程的动力与阻力的相互耦合特性，分析动力与阻力的作用机理。
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收稿日期：2013-03-07
数字农业的概念篇3
关键词：数字农业；时空推理；专家系统
0引言
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。
4结束语
数字农业时空信息管理平台从系统目标、适用范围、采用技术、系统接口等方面不同于任何现有的基础农业空间数据管理平台，是一个概念全新的系统，定位于基础农业空间数据管理平台的上层，更便于开发数字农业应用。其中的本体库等机制为将来建立农业时空数据网格奠定了良好的基础。
参考文献：
［1］于淑惠.数字农业及其实现技术[J].农业图书情报学刊,2004,15(7):5－8.
[2]唐世浩,朱启疆,闫广建，等.关于数字农业的基本构想[J].农业现代化研究,2002,23(3):183－187.
[3]Geographymarkuplanguage(GmL)[eB/oL].(2003)./techno/specs/002029pGmL.html.
[4]RanCoURtm.GmL:spatialdataexchangefortheinternetage[D].newBrunswick:DepartmentofGeodesyandGeomaticsengineering,UniversityofnewBrunswick,2001.
[5]ZHanGJianting,GRUenwaLDL.aGmL2basedopenarchitectureforbuildingageographicalinformationsearchengineovertheinternet[DB/oL].(2002).cs.ou.edu/database/documents/zg01.pdf.
数字农业的概念篇4
中学许多老师不重视地理概念教学，有的轻描淡写，有的干脆不解析。加剧了学生厌倦地理概念学习的心态；强化了学生学习地理概念时死记硬背的陋习；使学生在学习与考试两者之间产生盲点——不记不引，死记了又不能适应考题对概念灵活运用的要求。基于高中地理概念教学现状，不少学生不重视或不深入概念的学习，对一些地理概念的内涵和外延认识模糊，相互混淆，直接影响到地理基础知识的掌握。加上新课程高考以能力立意，因能力培养在教学开始阶段（概念教学）就采用了不正常的跳跃方式，故失去了牢固的基石，直接影响到地理基本能力的提高。
特别是高中地理综合性强、涉及面大，课本中出现的概念多，地理术语和地理名词也多。有的概念文字繁杂冗长，记忆难度大；有的地理概念名词词句简单，课本上又没有加以总结区别，教师若对课本挖掘不够，探究不深，就无内容可讲。增加了学生学习地理概念的难度。笔者认为，对地理概念要重在理解，理解它的内涵和外延，不应死记硬背。不管是文字繁长还是词句简单的概念，只要抓住地理概念、地理名词中的关键字词，根据学生认知水平和生活实际，结合案例进行探究讲解，便能深化学生对地理概念的理解，从而有利于地理基础知识的掌握，提升基本能力。
一、抓关键词，简化地理概念教学
有的地理概念为了准确、完整表达地理事物、现象的内涵和外延，往往文字量大。但表达地理事物本质特征的往往只有几个词语。教师要帮助学生抓住关键词，根据学生的认知水平和生活经验，引导学生分析推理，突破疑难点。
自然资源的概念，完整的表达是“人类直接从自然界获得并用于生产和生活的物质与能量”。如果对这一句话进行转换、归纳，就是两个属性。一是自然属性即天然存在，没有经过人类加工。二是经济属性即有用性，在当今技术条件下能用于生产和生活。两个属性缺一不可。这样一转换，自然资源的内涵就一目了然。
学习“季风水田农业”这一农业地域类型的分布特点，抓住“水田”的含义，水田应在地表水丰富，地势低平的地方。推出该种农业地域类型主要分布在“季风区的河流中下游平原及入海口三角洲”。
二、抓关键字，深化地理概念教学
有的地理概念、名词言简意赅，但涉及其地理事物和现象发生、发展、分布的成因要素且是多方面的。教师要善于抓住地理概念、名词中能反映其发生、发展、分布的关键字，即能“顾名思义”的字，帮助学生分析归纳。
如“酸雨”的概念是“pH值小于5.6的降水。包括雨、雪在内，其酸性成分主要是硫酸，也有硝酸和盐酸等。酸雨主要由化石燃料燃烧产生的二氧化硫、氮氧化物等酸性气体，经过复杂的大气化学反应，被雨水吸收溶解而成”。教学中抓住“酸”和“雨”两个字。“酸”即是二氧化硫、氮氧化物等酸性气体，“雨”即是雨水较多的地方。这样学生很容易理解工业发达化石燃料燃烧量大、降水量较大的我国南方地区酸雨出现的频次多、危害大的原因。学习“水土流失”的成因、分布和危害，只有理解水土流失不仅有“水”的流失，更有“土”的流失，从而引导学生分析其成因、归纳出分布规律和危害。有的学生没有深入理解“水和土”的流失，在分析其造成河流水位上升时，只是片面地分析流域降水时河流水量大增，而没有分析泥沙堆积河床抬升。“滑坡”的概念是“斜坡土体或岩体在重力作用下失去原有的稳定状态，沿着斜坡内滑动面整体向下滑动的现象”。“泥石流”是指突然爆发的饱含大量泥沙和石块的特殊山洪。“滑坡和泥石流”要善于对比，针对名词中逐个字进行讲解分析。即“滑坡”是整个山“坡”体往下“滑”动，而“泥石流”是带有“泥”土和“石”块的洪“流”。通过抓关键字一对比，“滑坡和泥石流”成因差异就一目了然。
平时教学如果忽视关键字，一些看似简单的名词学生没有理解到位，直接影响考试成绩。如2011年高考文综福建卷40a（海洋地理）（2）简述m附近海域表层海水温度异常对沿岸气候产生的影响。相当部分考生误解“异常”的含义，既不理解“异”就是不同，“常”就是正常平常，可能比平常年份高，也可能比平常年份低。造成解释问题片面性，只简述水温比正常年份高对沿岸气候产生的影响，而忽视水温比正常年份低对沿岸气候产生的影响。该小题一半分数就因平时教学轻视关键字而丢弃。
三、画结构图，整合地理概念教学
在地理教学中，要让学生逐个理解地理概念，分门别类的掌握地理概念体系，了解各级地理概念的并列或从属关系，了解概念间的区别和联系，使地理概念成为具有内在联系的系统化的知识，而不是互不联系的、孤立的名词解释。
学习“商品谷物农业”这一农业地域类型的特点和区位条件时，抓住“商品”的含义，就能引导学生推出作为商品应具备人均多有多余的粮食，人均多由总产量大和人口数量少共同决定，总产量大应单位面积产量高而且面积大，单位面积产量高应科技水平高且自然条件优越。为了解决面积大和人口少这对矛盾，需要借助农业机械。既然有多余的粮食急需销售，就要具备广阔的市场和便利的交通。图示如下：
通过抓住“商品”这一关键词推理，学生很容易得出商品谷物农业的区位条件“自然条件优越、交通运输便利、市场广阔、地广人稀、机械化水平高、农业科技先进等”。同时以后遇到相类似的“商品率高低”的影响因素等问题，就迎刃而解了。
陆地自然带的概念，完整的表达是“陆地上不同地区，由于所处的纬度位置、海陆位置互不相同，水热组合不同，形成不同的气候类型。不同的气候类型，又形成了与之相对应的植被类型和土壤类型。相应的气候、植被和土壤共同形成了具有一定宽度、呈带状分布的陆地自然带”。可将该概念中关键词图示如下：
把陆地自然带概念中关键词通过图示形式呈现出来，学生理解该概念更简便、更深入。同时为陆地自然带的水平地域分异规律的影响因素（纬度位置、海陆位置）和变化基础（热量、水分）打下伏笔。
课堂教学中抓住关键字词，针对地理概念、名词中关键词逐个字词进行讲解剖析，同时把关键词用图示形式直观呈现出来，能让学生排除地理概念中大量繁杂的修饰词字，减轻学习负担，加深对地理知识的记忆和理解。又能帮助学生构建直观概念地图，建立知识间的联系，引导学生形成对地理知识宏观上的整体把握，并把知识间的联系纳人到学生的知识结构中，构建完整知识体系。即有利于学生掌握地理基本知识，又有利于提高地理基本能力。
参考文献：
1.李全才：地理概念和原理的教学.文教资料，2006-12.
2.耿夫相：概念图在地理教学中的应用.地理教育，2006-4.
3.宋明月：地理教学中应注意区别概念.四川教育学院学报，2007-10.
数字农业的概念篇5
关键词：数字农业；农业机械；发展；问题；策略
如今，随着科学技术发展，农业不再是单纯利用劳力进行的项目，利用各项高新科技可以省时省力的进行农业劳作，越来越具有信息化气息和数字特征。同时农业机械的发展也处于一个十字交叉口，只有发展高质高效的农业机械，才能够将数字农业进一步推动发展。
1数字农业发展概述
数字农业作为一个新兴的理念，是在1997年的时候由美国开始运用，具体来说，数字农业指的是一种新型的、具有集约化和信息化特征的农业技术，主要依靠的是地学空间和信息技术支撑。数字农业是一个整体概念，它将与计算技术有关的相关技术――如遥感技术、地理信息系统技术、GpS技术、实时监控技术、网络信息化技术等，和一些传统的农业技术――如地理学技术、植物学科、气候土壤学科等进行科学合理的结合，这样一来，工作人员就可以在人机界面上观察各种农作物的生长状态，监测影响农作物生长的气候、空气湿度、温度、土壤状况等条件，并将这些因素的变化及时进行统计，与农作物生长的相关状况进行对比，可以定期获取一些信息，比如农作物的生长发育状况、遭受病虫害的情况、农作物对水肥状况的适应程度等，这样就可以解放大量的劳动力，同时比人工更加精密和及时，能够合理利用和分配农业资源，进一步降低农作物的生产成本，还可以改善整体生态环境，同时提高农作物的质量和产量等。
2农业机械的发展概述
农业机械指的是在农作物进行耕种收割以及相关劳作时所使用的各种机械设备的总称。农业机械的分类较多，具体来说有农用动力机械――比如现在在我国农村被大量使用的拖拉机（用来拉动犁耙等）、电动机、水轮机等；农田建设机械――农田建设机械是用来进行土地平整工作、开挖沟渠、开凿水井等重要事务的机械，比较常见的包括平地机、铲运机、种植施肥机收割机等等。另外，最为广义的农业机械还包括了一类：农村副业机械――如林业机械、渔业机械等与农作物关系不大的机械设备。
农业机械被运用的历史很早，早在原始社会，人们就会使用简单的农具。我国成立初期，运用最多的是畜力农具，即利用畜力和机械的结合进行较为迅捷的农作工作，使用最为广泛的如步犁、畜力拉力播种机、拉力收割机以及南方常见的水车等。到上世纪50年代后期，我国开始了规模化的农机具制造，其中最为典型的农机局是拖拉机。直至现在，现代化的农具使用越来越广泛，在科技和机械设备的发展下，农业机械设备已经迈向了智能化、自动化和整体化的方向，极大的解放了劳动力，不仅加快了农作速度，更可以进行以前不能够尝试的劳作，发展了农作物的类型，在一定程度上推进了农业的发展。
3数字农业和农业机械发展的趋势
3.1便于农业资源调查和粮食安全在数字化农业发展中，先进的信息系统是不可忽视的因素。在利用遥感技术以及GiS、GpS等技术的前提下，我国的粮食监管部门可以及时进行各个地方农业资源的调查，在利用卫星设想等技术对我国农业资源进行信息收集和分析之后，可以减少人力的浪费，同时能够取得第一手信息，不受虚假消息的影响和人力传递笑死的误差影响。在西方较为发达的国家如美国、欧盟等，自三四十年前就开始使用遥感监测运行系统从，从经验可以看出，这些技术确实为这些国家的农业环境调查和粮食安全预警起到了非常重要的作用。
3.2进行科学的农作物估产估产指的是根据农作物的长势和气候条件估计或预测单位面积的产量。在原先落后的生产力条件下，我国的估产工作都是运用人力来完成的，具体的方法是：最基层的管理人员走到田间地头询问当地的民众近些年的具体亩产量，然后管理人员运用咨询来的消息进行整合和分析，再加上查找当地粮管所的记录等等，整理出一份统计报表。
3.3农业机械继续向着自动化方向发展在当下，信息技术运用于农业机械主要包括以下几个方面：首先是加强在农业机械使用操作过程中监控功能、通信功能和控制功能等，这是改进机械的技术性能；其次，农业机械的作用不仅仅是实现人力的解放，它还要顾及周边环境的影响，在使用农业机械的过程中，尽量少的进行能源耗费，实现环境友好合作，减少土壤水质农作物等的污染；最后是实现农业精密仪器的批量化、产量化、规范化生产使用：只有将这些给农作物生产带来极大便利的机械进行统一规格的生产，才能够降低生产成本、被大力大范围使用，继而推进机械的进一步发展。
数字农业的概念篇6
关键词:农牧业信息化;发展现状;发展趋势
0引言
进入21世纪以来,虽然基于工业社会要求的农业机械化、化学化、水利化和电气化在世界许多国家还没有全面完成,但随着信息技术的迅猛发展,以数字化为核心、网络化为趋势的信息化产业逐渐深入到社会的各个领域。信息化技术同时不断深入到农牧业生产的各环节中,形成了以数字化为特征的“数字农业”,给农牧业这个传统领域注入了新的活力[1]。农牧业信息化对于农业经济深入增长具有深远的影响,并且可以促进传统农业向现代化农业的转变[2]。加强农牧业信息化建设是发展现代农业的重要内容。
农牧业信息化是现代农业的重要标志,在驾驭农村市场经济中处于前置性的基础地位,是提高农业的综合生产力和经营管理效率的有力手段[3],是农业实现现代化的必经途径。随着信息社会和知识经济时代的到来,农业信息技术将在农业和农村经济的发展中发挥越来越大的作用[4]。没有农牧业的信息化,就没有国民经济的信息化,也就没有整个社会的信息化。农牧业信息化应当成为中国这个农业大国一种必然和必须的发展趋势,深入研究农牧业信息化是一项亟待探讨而且具有重大意义的课题[5]。
1农牧业信息化的概念
1.1信息化信息化概念包括信息和信息化两个最基本的概念。信息化是一个过程,与工业化和现代化一样,是一个动态变化的过程。在这个过程中包含3个层面和6大要素。所谓3个层面,一是信息技术的开发和应用过程,是信息化建设的基础;二是信息资源的开发和利用过程,是信息化建设的核心与关键;三是信息产品制造业不断发展的过程,是信息化建设的重要支撑。6大要素是指信息网络、信息资源、信息技术、信息产业、信息法规环境与信息人才。信息化就是在经济和社会活动中通过普遍采用信息技术和电子信息装备,更有效地开发和利用信息资源,推动经济发展和社会进步[6]。
1.2农业信息化
农业信息化有狭义和广义之分:狭义的农业信息化是指农业的数字化和网络化;广义的农业信息化是指农业全过程的信息化,在农业领域全面地发展和应用现代信息技术,使之渗透到农业生产、流通、消费以及农村社会、经济和技术等各个具体环节的全过程,从而极大地提高农业效率和农业生产力水平[7]。贾善刚指出:农村信息化的概念不仅包括计算机技术,还应包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多项信息技术在农业上普遍而系统的应用过程。
梅方权年认为,农村信息化是一个广义的概念,应是农业全过程的信息化,是用信息技术装备现代农业,依靠网络化和数字化支持农业经营管理,监测管理农业资源和环境,支持农业经济和农村社会信息化[8]。
农业信息化可以从4个方面来加以描述和概括:一是农业劳动者的高度智能化;二是农业基础设施装备信息化;三是农业技术操作自动自控化;四是农业经营管理信息网络化[5,9]。农业信息化不仅包括计算机技术,还应包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多项技术在农业上普遍而系统应用的过程。
农业中所应用的信息技术包括计算机、信息存储和处理、通讯、网格、多媒体、人工智能以及“3S”技术(即地理信息系统GiS、全球定位系统GpS和遥感技术RS)等。在发达国家,信息技术在农业上的应用大致有以下方面:农业生产经营管理、农业信息获取及处理、农业专家系统、农业系统模拟、农业决策支持系统和农业计算机网络等[5,10]。数字化作为农业信息化的核心内容,就是按人类需要的目标,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。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。数字农业主要包括农业要素(生物要素、环境要素、技术要素和社会经济要素)的数字信息化、农业过程的数字信息化(数字化实施和数字化设计)以及农业管理的数字信息化[1,11]。农业信息化实质是充分利用信息技术的最新成果,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和知识的获取、处理、传播与合理利用,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、高效发展进程。农业信息技术就是实现农业各种信息采集、处理、传播和贮存等方面的技术。
根据信息技术在农业应用领域的不同,主要分为气象遥感技术、卫星定位技术、农业专家系统和农业自动化技术等[4]。数字农业的本质是把信息技术作为农业生产力重要要素,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、网络通讯和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]。
笔者认为,农业信息化是指涉农领域(农、林、牧、副、渔)所有对象的数字信息化,具体体现在农业基础设施装备的数字信息化、农业生产过程的数字信息化、农业资源环境的数字信息化、农业生产管理的数字信息化、农业经营管理的数字信息化、农业市场流通的数字信息化、农业劳动者的高度智能化以及农民生活的数字信息化,应用计算机技术、微电子技术、人工智能技术、自动控制技术、“3S”技术、通信技术和网络技术等高新技术实现农业的数字信息化,并付诸实施于农田精耕细作、病虫害防治、林区规划管理、畜禽渔业的生产操作自动化和数字化管理以及农民生活消费的网络信息化等方面,集农业科学、计算机科学、地球科学、信息科学以及网络科学等高端科学于一体的综合性领域。
1.3畜牧业信息化
畜牧业信息就是对畜禽品种资源的遗传育种、饲养管理、饲料营养、疫病防制、器械设备、畜产品加工及其经济利用的有关理论和应用研究中表现出来的信息,主要包括各种畜禽遗传育种信息、饲料营养信息、畜禽经济信息、生产和经营管理信息、疾病防治信息以及专家人才信息等内容。根据畜牧业结构和研究内容,畜牧业信息可以划分为畜牧业自然资源信息、畜牧业生产信息、畜牧业科技信息、畜牧业经济信息、畜产品市场流通信息、畜产品加工信息、疫病防治信息、饲料营养信息、器械设备信息和单位属性信息等类别[12]。畜牧业信息化指的是在畜牧业领域充分利用信息技术的方法手段和最新成果的过程。具体来说,就是在畜牧业生产、流通、消费以及农村经济、社会和技术等各个环节全面运用现代信息技术与智能工具,实现畜牧业的科学化与智能化过程。畜牧业信息化不仅包括计算机技术,还包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多种技术在农业上普遍而系统的应用。
畜牧业信息化的内涵至少包括以下领域:一是畜牧业生产管理信息化,包括畜禽疫病防治、畜禽饲养管理等各个方面;二是畜牧业经营管理信息化,包括与畜牧业经营有关的经济形势、畜禽供求、国民收入、固定资产投资、物资购销和物价变动等;三是畜牧业科学技术信息化,是利用信息技术快捷与方便的特点,改变传统的畜牧业技术推广方法和手段,加快科技成果的传播和转化,提高畜牧业的科技含量和竞争力;四是畜牧业市场流通信息化,指畜牧业生产资料供求信息、动物产品流通(需求量)及收益成本等方面的信息化[13]。畜牧业信息化具有丰富的内涵,主要包括:畜牧业信息服务系统化和网络化;畜牧业生产设施装备信息化;畜牧业技术操作机械化和自动化;畜牧业管理决策信息化;畜牧业劳动者的信息化和知识化等[14]。
笔者认为,畜牧业信息化是指畜牧业饲养设施的操作自动化及数字信息化、畜牧业生产管理的数字信息化、畜牧业经营管理的数字信息化、畜牧业市场流通的数字信息化和畜牧业劳动者的高度智能化等,运用计算机技术、人工智能技术、自动控制技术、无线射频识别技术、“3S”技术、通信以及网络技术,实现精细饲喂、科学育种、饲养环境的监控、疫情监测、疾病防治以及产品溯源等。
2农牧业信息化的发展状况
2.1国外发展状况世界农业信息化技术的发展大致经过3个阶段:第1阶段是20世纪五六十年代的广播、电话通讯信息化及科学计算阶段;第2个阶段是20世纪七八十年代的计算机数据处理和知识处理阶段;第3个阶段是20世纪90年代以来农业数据库开发、网络和多媒体技术应用、农业生产自动化控制等的新发展阶段。
农业自动化技术在美国、西欧和日本已广泛应用于工厂化养殖、工厂化蔬菜花卉生产、仓库管理、环境监测与控制以及农产品精深加工中,如配合饲料全部生产流程的自动控制、日光温室中温湿度控制、灌溉及采收自动化控制。通过研制和使用农业机器人,代替人从事一些繁重的农事操作,如苹果收获、挤奶、喷药、组织培养以及作物育种等方面。
美国自20世纪70年代以来将计算机应用逐步推广到农场范围。典型的农业信息化系统有:1975年,美国内布拉斯加大学创建了aGnet联机网络,现在已发展成为世界上最大的农业计算机网络系统;美国国家农业书馆和美国农业部共同开发的aGRiCoLa;信息研究系统CRiS可提供美国农业所属各研究所、试验站和学府的研究摘要。
美国计算机在农牧业信息化中的应用已相当普遍。譬如:畜禽饲养的计算机化,有管理猪生产的计算机信息系统;管理农业机械化的计算机以及在在农副产品加工方面也有广泛的应用;其中,计算机在温室环境方面的应用最显其能。
早在20世纪80年代,日本农林水产省就“人工智能与农业”专门组织了一个调查委员会,列出了知识工程在农业中应用的一整套实施项目;日本已建立了一些农业生产自动化管理系统,如植物工厂的蔬菜生产管理系统(菠菜、番茄、黄瓜、茄子、西红柿和草莓等已进入批量生产)、陆田水田耕作、畜牧生产、家畜卫生系统、农业工程和机械管理系统等。
德国在农业科学研究中,已广泛使用电子、信息技术等监测和自动控制各种试验场所的温度、湿度、光照时间和强度、风向风速等各项要素,均自动监测和记录;德国还研究出许多用计算机编程控制的试验仪器和设备;在农业生产中,装有遥感地理定位系统的大型农业机械可以在室内计算机自动控制下完成各项农田作业[15-16]。
荷兰在畜禽养殖基础设施以及温室种植方面的信息化工作水平处于世界前列。荷兰的科研人员在十多年前应用数字化技术,在奶牛自动饲养管理系统porcod系统的基础上研发成功母猪自动饲养Velos管理系统[17]。
目前,农业信息技术研究主要集中在以下各方面:农业信息网络技术、农业数据库系统、农业管理系统、农业专家系统、“3S”系统、农业自动化控制技术、多媒体技术、精准农业、生物信息技术以及数字化图书馆技术[15,18]。
2.2国内发展状况
20世纪70年代中期,计算机应用技术开始进入我国农业领域,少数农业研究机构开展了计算机农业应用研究,从此农业信息化逐步在我国农业生产当中得以发展应用,具体发展阶段[19]如表1所示。
表1我国农业信息化发展阶段
阶段时间主要内容起步阶段1981-1985年科学计算、科学规划模型和统计方法应用普及发展阶段1986-1995年数据处理(eDp)、大型数据库的建立和miS系统开发提高阶段1996-2000年国家在“攻关”和“863”项目中都分别设置农业信息技术重大专题和课题快速发展阶段2000至今农业信息化技术全面向农业生产实际渗透.
我国农业信息化进程起步较晚。20世纪80年代以来,将系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统和地理信息系统等技术应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究,已取得一些重要成果,不少成果已得到应用,有些成果已达到国际先进水平。如中国农业科学院草原研究所应用现代遥感和地理信息技术建立了“中国北方草地、草畜平衡动态监测系统”[20]。
中国国家科技部从1990年开始连续支持“农业智能应用系统”的研究与应用,“数字农业”渐成气候,已研制出棉花、水稻、芒果等多种作物的生育全程调控和农事管理专家系统,以及鱼病防治和苹果生产管理专家系统。“十五”期间,国家科技部等部门继续加大对以“数字农业”为主要内容的农业信息技术研究,以“精准农业”、“虚拟农业”、“智能农业”和“网络农业”等内容为切入点,组织实施“数字农业科技行动”。通过该行动的实施,突破一批“数字农业”的关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,研究开发一批实用性强的农业信息服务系统,初步构建我国“数字农业”的技术框架,从而加速了我国农业信息化进程[1]。
2003年,科技部“863计划”在生物与现代领域启动实施了“数字农业技术研究示范”重大专项。这些专项以突破一批关键技术、研制一批数字农业产品、开发数字农业技术平台、集成示范应用为目标,构建我国“数字农业”的科学技术体系及示范应用体系。在农田信息自动采集、农田植物生长模拟与数字化设计、稻麦品质遥感检测、数字化种植技术平台构建等方面取得了突破性进展[21]。“863计划”智能计算机主题连续支持“农业智能应用系统”的研究与应用,已研制出棉花、水稻、芒果等多种作物的生育全程调控和农事管理专家系统,以及鱼病防治、苹果生产管理专家系统[22]。由农软开发的农牧场管理系统、育种分析系统和目前尚待完善的实验室数据分析系统、专家系统、决策支持系统等已在部分科研管理部门和现代化农牧场推广使用[15]。现在,国内研制的多媒体小麦管理系统(wmS)和棉花生产管理系统(CotmaS)都可以应用于生产[23]。我国与世界各国一样,畜牧业信息建设与利用也是从单机到网络的一个发展过程。在单机应用方面,主要用于生产管理和决策应用[12]。我国畜牧业充分利用以计算机为核心的信息资源优势,走畜牧业现代化和信息化的道路[24]。
3我国农牧业信息化发展面临的问题
目前,我国农业信息化存在的问题有:农民素质不高、信息化意识和利用信息的能力不强;农业产业化程度不高,难以形成正常的信息需求;网络成本较高,阻碍了信息化的普及;农业信息化基础工作水平低;信息技术实用性差,农业信息服务体系还没有完成,农业信息网络人才缺乏[25]。信息技术的进一步发展必须建立在网络化的基础上。我国的农牧业信息网络化的发展虽然对我国农牧业的发展起到了一定作用,但在建设过程中存在许多问题[12]。我国畜牧业信息化水平与发达国家相比还有很大差距,主要表现在:畜牧业基础设施薄弱,畜牧信息资源缺乏,尤其是能提供给用户的有效资源严重不足;畜牧信息技术成果应用程度低,严重阻碍了畜牧业现代化的发展,这也正是当前实施畜牧业信息化迫切需要解决的问题。目前,在畜牧业生产部门及基层畜牧场,由于受地域的限制和传统畜牧业的束缚,信息技术的普及远远不能同其他行业相比,从事畜牧行业的人员平均素质也远低于其他行业部门,尤其是基层的管理人员及边远的农牧场,其受教育程度普遍较低[26]。
笔者认为,我国农牧业信息化发展亟待解决的主要问题依然是农民科学素质的提高、信息化基础设施的建立与完善及完全解决“最后一公里”的难题。
4我国农牧业信息化的发展方向
1)网络化。信息技术发展是以微电子技术为基础、计算机技术和网络技术相互融合的高新技术。
2)智能化。信息技术的智能化发展进步很快,在农业上的应用也将得到长足的进展。农业专家系统、农业管理信息系统和农业决策支持系统的开发与应用是其中最突出的表现。
3)数字化。数字化内涵包含两层意思:一是随着数字技术的发展,原来的模拟信号被转换成数字信号,实现了在计算机网络上的高保真和快速传播,可以制成数字视频和音频信号在网络上传递,实现远程教育等;二是表现在科学计算可视化和虚拟现实技术[25]上。
建立统一的技术标准和规范,突破一批数字农业关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,建立数字农业应用服务系统,通过系统集成和应用示范,逐步建立我国数字农业的科学技术体系。在统一的技术标准下,对数字农业关键技术进行研究开发,通过系统集成构建数字农业技术平台,初步形成我国数字农业技术框架。在我国不同生态经济类型和不同农业生产管理类型地区,对数字农业技术进行集成应用示范,取得显著的社会经济效益,促进当地农业信息化的跨越发展,加速农业生产由传统、粗放、经验型向智能、精准和数字化方向的转变,提高农业生产力水平。通过该行动的实施,突破一批数字农业关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,研究开发一批实用性强的农业信息服务系统,初步构建我国数字农业的技术框架,加速我国农业信息化进程,并逐步实现农业生产的精确化、远程化、自动化和虚拟化[1]。
我国的畜牧业发展已经进入到了新的发展阶段,建设集约化、专业化和优质高效的现代畜牧业已经成为必然[27]。在推进信息化的过程中,要通过计算机网络及通讯技术,把畜牧信息及时与准确地传达到用户手中,实现畜牧生产、管理和畜产品营销网络化,加速传统畜牧业的改造和升级,大幅度提高畜牧业生产效率、管理和经营决策水平[26];改变传统的畜牧业模式,使农民依靠信息引导进入市场、组织生产,走畜牧业现代化和信息化之路;加强对畜牧信息化工作的宣传,提高人们的信息意识和利用信息的能力积极促进畜牧业信息化的发展[24,26]。当前,现代信息技术与农业融合所衍生的“精准农业\"、“虚拟农业\"、“智能农业\"和“网络农业\"等均是数字农业的不同侧面,成为农业信息化发展的方向[28]。
笔者认为,我国农牧业信息化应逐步实现农牧业生产的操作的全面自动化以及完全智能化,并最终进入网络化农牧业。
5我国农牧业信息化的作用
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,必将大大推动农业信息化,推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展。
作为21世纪农业的重要标志,发展数字农业及相关技术是我国发展现代农业必然选择的支撑技术,因此将数字农业确立为解决“三农”问题的平台,符合时展的需要。数字农业展现了美好的前景,它将极大解放农业生产力,改变农业作业方式,实现农业生产质的飞跃[1]。先进的信息收集、处理和传递技术将有效地克服农业生产的分散化和小型化的行业弱势。
强大的计算能力、智能化技术和软件技术,使农业生产中极其复杂和多变的生产要素定量化、规范化和集成化,改善了时空变化大和经验性强的弱点。将信息技术与航空航天遥感技术(RS)、农业地理信息系统技术(aGiS)以及全球定位系统(GpS)等相结合,加强了对影响农业资源、生态环境、生产条件、气象、生物灾变和生产状况的宏观监测与预警预报,提高了农业生产的可控性、稳定性和精确性,并能对农业生产过程实行科学与有效的宏观管理[5]。信息自动化技术使现代的养殖业有了根本性的改变,是形成统一标准化饲养的一种优化养殖方式。它有利于优化畜牧业区域布局;有利于解决人畜混居、相互交叉感染问题;有利于减少与外界接触,减少传染病的预防发生;有利于改善农民的生活环境,保护人们的身体健康;有利于改善畜禽养殖环境和生产性能的发挥;有利于提高畜禽的品质;有利于先进技术和设备的推广和生产效率的提高;有利于畜禽生产的宏观管理和相互之间的协调,从而促进畜禽业迅速发展,提高养殖者的经济效益[29]。同时,利用计算机控制实现自动补料、补水和补光等作业,节约劳动力。另外,通过多媒体模拟,可以在最适宜时期扩大生产,在市场行情最佳时销售,从而获得最大利润[30]。
广泛应用现代信息技术,促进农业和农村经济结构调整,增强农业的市场竞争力,发展农村经济,建设现代农业,增加农民收入,加速农村现代化进程,促进农业生产过程实现自动化和高效益化;通过计算机对来自于农业生产系统中的信息进行及时采集和处理,根据处理结果迅速地去控制系统中的某些设备、装置或环境,从而实现农业生产过程中的自动检测、记录、统计、监视、报警和自动启停等,实现农业自动化生产和对自然环境的实时监测[4,23]。传统的农业生产方式得以改造,农业生产效率将大幅度提高,生产成本下降;加快新品种选育,提高病虫害预测、预报和防止水平,减少损失,增加产出,获得更大的效益,这将提高人类对自然的认知能力,最大限度地控制和利用水、土、气等自然资源,减少农业生产的不稳定性[29]。科学指导农业生产管理,增加农副产品产量,提高农产品质量,降低农业生产成本,提高经济效益;实现科学化管理,提高对农业和农村经济发展的政策决策水平,最大限度避免自然灾害对农业造成的损失。
6结束语
推动农牧业信息化有利于实现农牧业生产的全面自动化及数字化;有利于降低农业生产的成本,提高农业生产的效率;有利于农牧业生产的集中管理,有利于降低传统农业靠天吃饭的不稳定性;有利于减少农产品市场波动,提高农业市场流通效率,从而增加农业生产的经济效益。
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数字农业的概念篇7
关键词:农牧业信息化;发展现状;发展趋势
0 引言
进入21世纪以来,虽然基于工业社会要求的农业机械化、化学化、水利化和电气化在世界许多国家还没有全面完成,但随着信息技术的迅猛发展,以数字化为核心、网络化为趋势的信息化产业逐渐深入到社会的各个领域。信息化技术同时不断深入到农牧业生产的各环节中,形成了以数字化为特征的“数字农业”,给农牧业这个传统领域注入了新的活力[1]。农牧业信息化对于农业经济深入增长具有深远的影响,并且可以促进传统农业向现代化农业的转变[2]。加强农牧业信息化建设是发展现代农业的重要内容。
农牧业信息化是现代农业的重要标志,在驾驭农村市场经济中处于前置性的基础地位,是提高农业的综合生产力和经营管理效率的有力手段[3],是农业实现现代化的必经途径。随着信息社会和知识经济时代的到来,农业信息技术将在农业和农村经济的发展中发挥越来越大的作用[4]。没有农牧业的信息化,就没有国民经济的信息化,也就没有整个社会的信息化。农牧业信息化应当成为中国这个农业大国一种必然和必须的发展趋势,深入研究农牧业信息化是一项亟待探讨而且具有重大意义的课题[5]。
1 农牧业信息化的概念
1.1 信息化信息化概念包括信息和信息化两个最基本的概念。信息化是一个过程,与工业化和现代化一样,是一个动态变化的过程。在这个过程中包含3个层面和6大要素。所谓3个层面,一是信息技术的开发和应用过程,是信息化建设的基础;二是信息资源的开发和利用过程,是信息化建设的核心与关键;三是信息产品制造业不断发展的过程,是信息化建设的重要支撑。6大要素是指信息网络、信息资源、信息技术、信息产业、信息法规环境与信息人才。信息化就是在经济和社会活动中通过普遍采用信息技术和电子信息装备,更有效地开发和利用信息资源,推动经济发展和社会进步[6]。
1.2 农业信息化
农业信息化有狭义和广义之分:狭义的农业信息化是指农业的数字化和网络化;广义的农业信息化是指农业全过程的信息化,在农业领域全面地发展和应用现代信息技术,使之渗透到农业生产、流通、消费以及农村社会、经济和技术等各个具体环节的全过程,从而极大地提高农业效率和农业生产力水平[7]。贾善刚指出:农村信息化的概念不仅包括计算机技术,还应包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多项信息技术在农业上普遍而系统的应用过程。
梅方权年认为,农村信息化是一个广义的概念,应是农业全过程的信息化,是用信息技术装备现代农业,依靠网络化和数字化支持农业经营管理,监测管理农业资源和环境,支持农业经济和农村社会信息化[8]。
农业信息化可以从4个方面来加以描述和概括:一是农业劳动者的高度智能化;二是农业基础设施装备信息化;三是农业技术操作自动自控化;四是农业经营管理信息网络化[5,9]。农业信息化不仅包括计算机技术,还应包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多项技术在农业上普遍而系统应用的过程。
农业中所应用的信息技术包括计算机、信息存储和处理、通讯、网格、多媒体、人工智能以及“3s”技术(即地理信息系统gis、全球定位系统gps和遥感技术rs)等。在发达国家,信息技术在农业上的应用大致有以下方面:农业生产经营管理、农业信息获取及处理、农业专家系统、农业系统模拟、农业决策支持系统和农业计算机网络等[5,10]。数字化作为农业信息化的核心内容,就是按人类需要的目标,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。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。数字农业主要包括农业要素(生物要素、环境要素、技术要素和社会经济要素)的数字信息化、农业过程的数字信息化(数字化实施和数字化设计)以及农业管理的数字信息化[1,11]。农业信息化实质是充分利用信息技术的最新成果,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和知识的获取、处理、传播与合理利用,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、高效发展进程。农业信息技术就是实现农业各种信息采集、处理、传播和贮存等方面的技术。
根据信息技术在农业应用领域的不同,主要分为气象遥感技术、卫星定位技术、农业专家系统和农业自动化技术等[4]。数字农业的本质是把信息技术作为农业生产力重要要素,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、网络通讯和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]。
笔者认为,农业信息化是指涉农领域(农、林、牧、副、渔)所有对象的数字信息化,具体体现在农业基础设施装备的数字信息化、农业生产过程的数字信息化、农业资源环境的数字信息化、农业生产管理的数字信息化、农业经营管理的数字信息化、农业市场流通的数字信息化、农业劳动者的高度智能化以及农民生活的数字信息化,应用计算机技术、微电子技术、人工智能技术、自动控制技术、“3s”技术、通信技术和网络技术等高新技术实现农业的数字信息化,并付诸实施于农田精耕细作、病虫害防治、林区规划管理、畜禽渔业的生产操作自动化和数字化管理以及农民生活消费的网络信息化等方面,集农业科学、计算机科学、地球科学、信息科学以及网络科学等高端科学于一体的综合性领域。
1.3 畜牧业信息化
畜牧业信息就是对畜禽品种资源的遗传育种、饲养管理、饲料营养、疫病防制、器械设备、畜产品加工及其经济利用的有关理论和应用研究中表现出来的信息,主要包括各种畜禽遗传育种信息、饲料营养信息、畜禽经济信息、生产和经营管理信息、疾病防治信息以及专家人才信息等内容。根据畜牧业结构和研究内容,畜牧业信息可以划分为畜牧业自然资源信息、畜牧业生产信息、畜牧业科技信息、畜牧业经济信息、畜产品市场流通信息、畜产品加工信息、疫病防治信息、饲料营养信息、器械设备信息和单位属性信息等类别[12]。畜牧业信息化指的是在畜牧业领域充分利用信息技术的方法手段和最新成果的过程。具体来说,就是在畜牧业生产、流通、消费以及农村经济、社会和技术等各个环节全面运用现代信息技术与智能工具,实现畜牧业的科学化与智能化过程。畜牧业信息化不仅包括计算机技术,还包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多种技术在农业上普遍而系统的应用。
畜牧业信息化的内涵至少包括以下领域:一是畜牧业生产管理信息化,包括畜禽疫病防治、畜禽饲养管理等各个方面;二是畜牧业经营管理信息化,包括与畜牧业经营有关的经济形势、畜禽供求、国民收入、固定资产投资、物资购销和物价变动等;三是畜牧业科学技术信息化,是利用信息技术快捷与方便的特点,改变传统的畜牧业技术推广方法和手段,加快科技成果的传播和转化,提高畜牧业的科技含量和竞争力;四是畜牧业市场流通信息化,指畜牧业生产资料供求信息、动物产品流通(需求量)及收益成本等方面的信息化[13]。畜牧业信息化具有丰富的内涵,主要包括:畜牧业信息服务系统化和网络化;畜牧业生产设施装备信息化;畜牧业技术操作机械化和自动化;畜牧业管理决策信息化;畜牧业劳动者的信息化和知识化等[14]。
笔者认为,畜牧业信息化是指畜牧业饲养设施的操作自动化及数字信息化、畜牧业生产管理的数字信息化、畜牧业经营管理的数字信息化、畜牧业市场流通的数字信息化和畜牧业劳动者的高度智能化等,运用计算机技术、人工智能技术、自动控制技术、无线射频识别技术、“3s”技术、通信以及网络技术,实现精细饲喂、科学育种、饲养环境的监控、疫情监测、疾病防治以及产品溯源等。
2 农牧业信息化的发展状况
2.1 国外发展状况世界农业信息化技术的发展大致经过3个阶段:第1阶段是20世纪五六十年代的广播、电话通讯信息化及科学计算阶段;第2个阶段是20世纪七八十年代的计算机数据处理和知识处理阶段;第3个阶段是20世纪90年代以来农业数据库开发、网络和多媒体技术应用、农业生产自动化控制等的新发展阶段。
农业自动化技术在美国、西欧和日本已广泛应用于工厂化养殖、工厂化蔬菜花卉生产、仓库管理、环境监测与控制以及农产品精深加工中,如配合饲料全部生产流程的自动控制、日光温室中温湿度控制、灌溉及采收自动化控制。通过研制和使用农业机器人,代替人从事一些繁重的农事操作,如苹果收获、挤奶、喷药、组织培养以及作物育种等方面。
美国自20世纪70年代以来将计算机应用逐步推广到农场范围。典型的农业信息化系统有:1975年,美国内布拉斯加大学创建了agnet联机网络,现在已发展成为世界上最大的农业计算机网络系统;美国国家农业书馆和美国农业部共同开发的agricola;信息研究系统cris可提供美国农业所属各研究所、试验站和学府的研究摘要。
美国计算机在农牧业信息化中的应用已相当普遍。譬如:畜禽饲养的计算机化,有管理猪生产的计算机信息系统;管理农业机械化的计算机以及在在农副产品加工方面也有广泛的应用;其中,计算机在温室环境方面的应用最显其能。
早在20世纪80年代,日本农林水产省就“人工智能与农业”专门组织了一个调查委员会,列出了知识工程在农业中应用的一整套实施项目;日本已建立了一些农业生产自动化管理系统,如植物工厂的蔬菜生产管理系统(菠菜、番茄、黄瓜、茄子、西红柿和草莓等已进入批量生产)、陆田水田耕作、畜牧生产、家畜卫生系统、农业工程和机械管理系统等。
德国在农业科学研究中,已广泛使用电子、信息技术等监测和自动控制各种试验场所的温度、湿度、光照时间和强度、风向风速等各项要素,均自动监测和记录;德国还研究出许多用计算机编程控制的试验仪器和设备;在农业生产中,装有遥感地理定位系统的大型农业机械可以在室内计算机自动控制下完成各项农田作业[15-16]。
荷兰在畜禽养殖基础设施以及温室种植方面的信息化工作水平处于世界前列。荷兰的科研人员在十多年前应用数字化技术,在奶牛自动饲养管理系统porcod系统的基础上研发成功母猪自动饲养velos管理系统[17]。
目前,农业信息技术研究主要集中在以下各方面:农业信息网络技术、农业数据库系统、农业管理系统、农业专家系统、“3s”系统、农业自动化控制技术、多媒体技术、精准农业、生物信息技术以及数字化图书馆技术[15,18]。
2.2 国内发展状况
20世纪70年代中期,计算机应用技术开始进入我国农业领域,少数农业研究机构开展了计算机农业应用研究,从此农业信息化逐步在我国农业生产当中得以发展应用,具体发展阶段[19]如表1所示。
表1 我国农业信息化发展阶段
阶段时间主要内容起步阶段1981-1985年科学计算、科学规划模型和统计方法应用普及发展阶段1986-1995年数据处理(edp)、大型数据库的建立和mis系统开发提高阶段1996-2000年国家在“攻关”和“863”项目中都分别设置农业信息技术重大专题和课题快速发展阶段2000至今农业信息化技术全面向农业生产实际渗透
我国农业信息化进程起步较晚。20世纪80年代以来,将系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统和地理信息系统等技术应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究,已取得一些重要成果,不少成果已得到应用,有些成果已达到国际先进水平。如中国农业科学院草原研究所应用现代遥感和地理信息技术建立了“中国北方草地、草畜平衡动态监测系统”[20]。
中国国家科技部从1990年开始连续支持“农业智能应用系统”的研究与应用,“数字农业”渐成气候,已研制出棉花、水稻、芒果等多种作物的生育全程调控和农事管理专家系统,以及鱼病防治和苹果生产管理专家系统。“十五”期间,国家科技部等部门继续加大对以“数字农业”为主要内容的农业信息技术研究,以“精准农业”、“虚拟农业”、“智能农业”和“网络农业”等内容为切入点,组织实施“数字农业科技行动”。通过该行动的实施,突破一批“数字农业”的关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,研究开发一批实用性强的农业信息服务系统,初步构建我国“数字农业”的技术框架,从而加速了我国农业信息化进程[1]。
2003年,科技部“863计划”在生物与现代领域启动实施了“数字农业技术研究示范”重大专项。这些专项以突破一批关键技术、研制一批数字农业产品、开发数字农业技术平台、集成示范应用为目标,构建我国“数字农业”的科学技术体系及示范应用体系。在农田信息自动采集、农田植物生长模拟与数字化设计、稻麦品质遥感检测、数字化种植技术平台构建等方面取得了突破性进展[21]。“863计划”智能计算机主题连续支持“农业智能应用系统”的研究与应用,已研制出棉花、水稻、芒果等多种作物的生育全程调控和农事管理专家系统,以及鱼病防治、苹果生产管理专家系统[22]。由农软开发的农牧场管理系统、育种分析系统和目前尚待完善的实验室数据分析系统、专家系统、决策支持系统等已在部分科研管理部门和现代化农牧场推广使用[15]。现在,国内研制的多媒体小麦管理系统(wms)和棉花生产管理系统(cotmas)都可以应用于生产[23]。我国与世界各国一样,畜牧业信息建设与利用也是从单机到网络的一个发展过程。在单机应用方面,主要用于生产管理和决策应用[12]。我国畜牧业充分利用以计算机为核心的信息资源优势,走畜牧业现代化和信息化的道路[24]。
3 我国农牧业信息化发展面临的问题
目前,我国农业信息化存在的问题有:农民素质不高、信息化意识和利用信息的能力不强;农业产业化程度不高,难以形成正常的信息需求;网络成本较高,阻碍了信息化的普及;农业信息化基础工作水平低;信息技术实用性差,农业信息服务体系还没有完成,农业信息网络人才缺乏[25]。信息技术的进一步发展必须建立在网络化的基础上。我国的农牧业信息网络化的发展虽然对我国农牧业的发展起到了一定作用,但在建设过程中存在许多问题[12]。我国畜牧业信息化水平与发达国家相比还有很大差距,主要表现在:畜牧业基础设施薄弱,畜牧信息资源缺乏,尤其是能提供给用户的有效资源严重不足;畜牧信息技术成果应用程度低,严重阻碍了畜牧业现代化的发展,这也正是当前实施畜牧业信息化迫切需要解决的问题。目前,在畜牧业生产部门及基层畜牧场,由于受地域的限制和传统畜牧业的束缚,信息技术的普及远远不能同其他行业相比,从事畜牧行业的人员平均素质也远低于其他行业部门,尤其是基层的管理人员及边远的农牧场,其受教育程度普遍较低[26]。
笔者认为,我国农牧业信息化发展亟待解决的主要问题依然是农民科学素质的提高、信息化基础设施的建立与完善及完全解决“最后一公里”的难题。
4 我国农牧业信息化的发展方向
1)网络化。信息技术发展是以微电子技术为基础、计算机技术和网络技术相互融合的高新技术。
2)智能化。信息技术的智能化发展进步很快,在农业上的应用也将得到长足的进展。农业专家系统、农业管理信息系统和农业决策支持系统的开发与应用是其中最突出的表现。
3)数字化。数字化内涵包含两层意思:一是随着数字技术的发展,原来的模拟信号被转换成数字信号,实现了在计算机网络上的高保真和快速传播,可以制成数字视频和音频信号在网络上传递,实现远程教育等;二是表现在科学计算可视化和虚拟现实技术[25]上。
建立统一的技术标准和规范,突破一批数字农业关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,建立数字农业应用服务系统,通过系统集成和应用示范,逐步建立我国数字农业的科学技术体系。在统一的技术标准下,对数字农业关键技术进行研究开发,通过系统集成构建数字农业技术平台,初步形成我国数字农业技术框架。在我国不同生态经济类型和不同农业生产管理类型地区,对数字农业技术进行集成应用示范,取得显著的社会经济效益,促进当地农业信息化的跨越发展,加速农业生产由传统、粗放、经验型向智能、精准和数字化方向的转变,提高农业生产力水平。通过该行动的实施,突破一批数字农业关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,研究开发一批实用性强的农业信息服务系统,初步构建我国数字农业的技术框架,加速我国农业信息化进程,并逐步实现农业生产的精确化、远程化、自动化和虚拟化[1]。
我国的畜牧业发展已经进入到了新的发展阶段,建设集约化、专业化和优质高效的现代畜牧业已经成为必然[27]。在推进信息化的过程中,要通过计算机网络及通讯技术,把畜牧信息及时与准确地传达到用户手中,实现畜牧生产、管理和畜产品营销网络化,加速传统畜牧业的改造和升级,大幅度提高畜牧业生产效率、管理和经营决策水平[26];改变传统的畜牧业模式,使农民依靠信息引导进入市场、组织生产,走畜牧业现代化和信息化之路;加强对畜牧信息化工作的宣传,提高人们的信息意识和利用信息的能力积极促进畜牧业信息化的发展[24,26]。当前,现代信息技术与农业融合所衍生的“精准农业\"、“虚拟农业\"、“智能农业\"和“网络农业\"等均是数字农业的不同侧面,成为农业信息化发展的方向[28]。
笔者认为,我国农牧业信息化应逐步实现农牧业生产的操作的全面自动化以及完全智能化,并最终进入网络化农牧业。
5 我国农牧业信息化的作用
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,必将大大推动农业信息化,推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展。
作为21世纪农业的重要标志,发展数字农业及相关技术是我国发展现代农业必然选择的支撑技术,因此将数字农业确立为解决“三农”问题的平台,符合时展的需要。数字农业展现了美好的前景,它将极大解放农业生产力,改变农业作业方式,实现农业生产质的飞跃[1]。先进的信息收集、处理和传递技术将有效地克服农业生产的分散化和小型化的行业弱势。
强大的计算能力、智能化技术和软件技术,使农业生产中极其复杂和多变的生产要素定量化、规范化和集成化,改善了时空变化大和经验性强的弱点。将信息技术与航空航天遥感技术(rs)、农业地理信息系统技术(agis)以及全球定位系统(gps)等相结合,加强了对影响农业资源、生态环境、生产条件、气象、生物灾变和生产状况的宏观监测与预警预报,提高了农业生产的可控性、稳定性和精确性,并能对农业生产过程实行科学与有效的宏观管理[5]。信息自动化技术使现代的养殖业有了根本性的改变,是形成统一标准化饲养的一种优化养殖方式。它有利于优化畜牧业区域布局;有利于解决人畜混居、相互交叉感染问题;有利于减少与外界接触,减少传染病的预防发生;有利于改善农民的生活环境,保护人们的身体健康;有利于改善畜禽养殖环境和生产性能的发挥;有利于提高畜禽的品质;有利于先进技术和设备的推广和生产效率的提高;有利于畜禽生产的宏观管理和相互之间的协调,从而促进畜禽业迅速发展,提高养殖者的经济效益[29]。同时,利用计算机控制实现自动补料、补水和补光等作业,节约劳动力。另外,通过多媒体模拟,可以在最适宜时期扩大生产,在市场行情最佳时销售,从而获得最大利润[30]。
广泛应用现代信息技术,促进农业和农村经济结构调整,增强农业的市场竞争力,发展农村经济,建设现代农业,增加农民收入,加速农村现代化进程,促进农业生产过程实现自动化和高效益化;通过计算机对来自于农业生产系统中的信息进行及时采集和处理,根据处理结果迅速地去控制系统中的某些设备、装置或环境,从而实现农业生产过程中的自动检测、记录、统计、监视、报警和自动启停等,实现农业自动化生产和对自然环境的实时监测[4,23]。传统的农业生产方式得以改造,农业生产效率将大幅度提高,生产成本下降;加快新品种选育,提高病虫害预测、预报和防止水平,减少损失,增加产出,获得更大的效益,这将提高人类对自然的认知能力,最大限度地控制和利用水、土、气等自然资源,减少农业生产的不稳定性[29]。科学指导农业生产管理,增加农副产品产量,提高农产品质量,降低农业生产成本,提高经济效益;实现科学化管理,提高对农业和农村经济发展的政策决策水平,最大限度避免自然灾害对农业造成的损失。
6 结束语
推动农牧业信息化有利于实现农牧业生产的全面自动化及数字化;有利于降低农业生产的成本,提高农业生产的效率;有利于农牧业生产的集中管理,有利于降低传统农业靠天吃饭的不稳定性;有利于减少农产品市场波动,提高农业市场流通效率,从而增加农业生产的经济效益。
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数字农业的概念篇8
关键词：农业本体；用户兴趣模型；web日志挖掘
中图分类号：tp391文献标识码：a文章编号：1009-3044(2011)13-3180-02
ResearchofUserinterestsmodelBasedonagriculturalontology
YanGShu-lin,tianwei-dong
(HefeiUniversityoftechnologyinstituteofComputerinformation,Hefei230039,China)
abstract：agriculturalontologytechnologyisintroducedtobuilduserinterestsmodelforeffectivelysolvingtraditionaluserinterestsmodelfault.thismodelcanunderstandtheuserinsemanticlevel,andhavesatisfactoryofrecallratioandtheprecision,itsbettertoreflectfarmerpersonalrequirements.
Keywords:agriculturalontology;userinterestsmodel;weblogmining
用户兴趣模型是实现个性化信息服务系统的关键。基于农业本体的用户兴趣模型有两种构建方案。一是直接用独立的本体表示用户兴趣模型。缺点是每次向信息源检索之前均要从本体库中检索兴趣概念关系。二是用户兴趣模型仅用本体的概念来表示，用户兴趣模型中并不存储兴趣概念之间的关系。
农业本体作为农业领域概念化模型，能够明确农业领域涉及的概念、概念的含义、概念间的关系，为简单的术语赋予明确的背景因素[1]。借助农业本体概念间的关系来扩充关键词组，在检索信息时，把关键词（本体概念）之间的关系考虑进来了，能有效提升系统的个性化服务水平，增加信息检索的查全率和查准率，提高个性化服务水平。
本文采用第二种方案构建用户兴趣模型。主要包括：用户兴趣模型的构建和表示、用户兴趣关键词的扩展、用户兴趣兴趣度的度量以及用户兴趣模型的修正等。
1用户兴趣模型的构建和表示
构建用户兴趣模型的首要要素就是用户识别。在网络环境中对用户的识别有两种类型：一是基于匿名用户识别，常采用的办法主要是依据ip来区分，或依据ip与操作系统组合来区分或是服务器的Cookie技术，但是均不能百分百准确识别用户；二是基于非匿名用户识别。用户需在个性化信息服务系统注册成为普通用户。本文的用户识别主要针对注册用户，通过系统信息订制模块收集用户感兴趣信息关键词，表面上与传统的关键词信息订制方式相类似。
构建用户兴趣模型的第二个要素是兴趣关键词列表的构建。在用户注册时系统会提示选择信息订制内容，为保证订制内容（关键词）具有一定的代表性，供选择的订制内容是参照农业本体中概念来设置的，还可以保证基于农业本体扩展时，尽可能少的出现重复的兴趣关键词。从提高兴趣度方面考虑，当出现两个或多个概念上下位关系时，一律选择下位概念，并写入用户兴趣模型中。如同时订制了“蔬菜”和“西红柿”，系统会合并两个相近的兴趣关键词，只保留“西红柿”。
构建用户兴趣模型的第三个要素是兴趣关键词列表的表示。它不仅与兴趣关键词列表存储表示有关，还与关键词兴趣度大小计算有关。本系统对用户兴趣关键词列表描述为集合：U=｛（C，i，t，F）｜C：关键词，i：为关键词兴趣度，t：为订制信息类型，F：为是否本体扩展，取值0或1，0表示没有扩展，1表示有扩展｝，初始时，关键词兴趣度缺省值为1。
2用户兴趣模型关键词的扩展
用户兴趣模型初步建成后，需要对用户兴趣模型中没有扩展过的兴趣关键词借助农业本体技术进行扩展，形成了兴趣关键词（概念）组，增强了对用户兴趣的语义理解。具体的扩展过程如下：从用户兴趣模型中，读取没有扩展的兴趣关键词（概念）。假设没有扩展的兴趣关键词集合为keywordSet={key1,key2,….keyn},其中n表示没有扩展的兴趣关键词数量,keyi(1
当读取没有扩展的兴趣关键词西红柿时，基于以上本体对西红柿概念进行扩展，分别读取西红柿概念的同义概念番茄和下位概念新红宝、粉贵人、加州518、黄金粉王。扩展后的新概念按照集合U中元素的格式被存储到用户兴趣模型中，与原来的兴趣关键词集合构成完整的用户兴趣模型。
3用户兴趣模型关键词兴趣度度量
用户关键词兴趣度是衡量协会级用户对关键词感兴趣程度大小的一个量化指标，也是动态修改用户兴趣模型的一个重要参考依据。影响兴趣度的因素有很多，但主要因素有三个文献[2]：兴趣关键词的检索频率，兴趣关键词浏览时间和检索兴趣关键词的时间跨度，考虑到农户的特殊性，仅考虑前两个，即兴趣关键词的检索频率，兴趣关键词浏览时间。不考虑检索兴趣关键词的时间跨度原因主要有：一是农业生产具有一定的季度性，在每年只有一季农作物生产的地区的农户可能关注某个订制信息（概念）的时间间隔有半年多久，但这不影响对该概念的兴趣，二是农户或农业组织并没有专职人员负责信息的审核、推送工作，由于其它农事影响系统的使用时，检索兴趣关键词的时间跨度必然加大，但并不影响对该概念的兴趣。
定义Frequency(C)，用来表示用户对某个概念C的访问频率。它是通过用户检索过程中与概念C相关的浏览次数S(C)与浏览的总次数S的比值来计算的，具体公式如下：Frequency(C)=S(C)/S
定义itime(C)，用来表示用户对某个概念浏览的平均停留时间。这个定义取决于两个因素：用户停留的时间、页面长度。可用概念C所涉及的文档的停留时间time(C)和概念C所涉及的文档的大小Size(C)的比值来表示：itime(C)=time(C)/Size(C)
显然，用户兴趣度与概念的访问频率成正比，访问的比重d大，说明用户对该概念越感兴趣。同时也与概念的平均停留时间成正比，停留时间越长，说明用户对这个概念越感兴趣。
在一次检索中，概念C的访问频率是它所涉及的文档的访问频率之和，记作Frequency(C)计算公式如下：
其中，Doci是用户访问过的包含概念C的文档，Frequency(C)表示该用户对概念C的访问频率，n(Doci)为该用户访问文档Doci的次数；n为该用户访问资源的总次数。n为用户访问过的包含概念C的文档数量。
同样，一次检索中，用户对概念的平均停留时间，是用户浏览的所有包含概念C的文档的总时间与这些文档的大小的总和的比值，记为itime(C)，可用下列公式表示：
其中，time（Doci）表示用户浏览文档Doci的停留时间，Size（Doci）表示文档Doci的大小，n为用户访问过的包含概念C的文档数量。对由于外来干扰影响用户在某一页面停留时间过长，并不能反映用户对这一文档的关注程度，可用本次计算时的平均停留时间来代替。
定义用户对概念兴趣度为计算为interestRate(C)，可表示为：interestRate(C)=Frequency(C)(1-a)+a*itime(C)/total(itime)，其中a∈[0,1]，为调结因子，可以根据实际情况动态改变概念C的访问频率和停留时间对兴趣度的贡献，total(itime)为本次计算所有兴趣关键字的停留时间总和。
4用户兴趣词列表的维护
兴趣关键词数量经过农业本体概念扩展后会显著增加，用户检索的速度也会变慢，不利于用户模型的个性化和更新，需要对用户兴趣列表维护。本文采用过web日志挖掘功能隐性改变用户兴趣模型，设定固定某个时段内，根据一定的规则修改或置换兴趣模型中的关键词的兴趣度。具体步骤如下：
步骤1、web日志数据的过滤，去除不需要的信息的干扰。选取用户的iD、用户请求访问的页面及访问时间，其他属性可以去掉。
步骤2、提取用户名、请求访问的页面URL及访问时间存入数据库，实现数据存储的结构化，便于相关数据统计计算。
步骤3、遍历某个时间段内数据记录，载入访问的页面URL所对应的具体文档，通过规则表达式除去与分析无关的其它信息。
步骤4、对得到的语料进行中文分词，将文本转换一个词的集合a，并只保留所有兴趣关键词列表存在的兴趣关键词。
步骤5、保留下来的兴趣关键词则意味着该文档包含有兴趣关键词，用户对包含该概念的文档的访问次数就是用户对该概念的访问次数，包含该概念的文档访问时间和停留时间也就是关注该概念的访问时间和停留时间。
步骤6、上述过程得到的数据，根据兴趣度计算方法，修改用户兴趣模型中的各个兴趣关键词的兴趣度，从而得到用户兴趣模型的动态更新。
将用户反馈结果来修正用户兴趣模型的兴趣度，使用户的兴趣点再次聚焦。特别是具体到某一个农业协会，譬如蔬菜协会来说，他们可能真正关注是白菜和芹菜的农业生产，但经过农业本体扩展后，其用户兴趣模型中还可能出现他们并不关心的其它的青椒、黄瓜等蔬菜。经过修正用户兴趣模型的兴趣度后，可以去掉青椒、黄瓜等协会并不关心的关键词，向协会推荐他们需要的农产品信息。
5总结
本文提出了一种基于农业本体的用户兴趣模型理论构建方法，详细介绍了用户兴趣模型的构建和表示、用户兴趣关键词的扩展、用户兴趣模型关键词兴趣度的度量以及用户兴趣模型的修正等。基于该模型构建的安徽农村信息精准推送平台和山东禹城农村信息精准推送平台在实践中检验说明，该兴趣模型能在语义层次上理解用户的兴趣，从而在检索时能获取较满意的查全率和查准率，提高了个性化信息服务系统的质量和水平。
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数字农业的概念篇9
关键词：农业发展模式，术语，标准化
中图分类号：n04；S01文献标识码：a文章编号：1673-8578（2013）04-0035-05
收稿日期：2013-01-06
作者简介：李军（1968—），男，上海奉贤人，博士，研究员，研究方向为农林经济管理。通信方式：。
从中国农业发展的历史状况来看，与不同阶段农业发展模式相关的术语概念极大地丰富了中国的农业知识体系，为农业发展提供了重要的支撑。然而，不可否认的是，这些术语的丰富性也在一定程度上造成了概念应用的混乱失序。而在农业的发展过程中，整理、分析此类术语，对于提升农业科学的认识水平和应用程度都具有基础性的意义。正因为如此，随着中国现代农业发展模式的形成和深化，规范其术语表达，实现术语的规范化就显得尤为重要。
一农业发展模式及其相关术语
农业发展模式是指农业发展的基本类型及其实现方式。从农业发展的历史轨迹来看，农业发展模式主要经历了三个阶段：以“刀耕火种”为基础的原始农业阶段；依靠畜力铁器的传统农业阶段；以现代工业和科学技术为支撑的现代农业阶段[1]。随着中国现代化建设进程的加快，当代中国正处在从传统农业向现代农业转型的关键时期，农业发展模式的嬗变不可避免地带来了诸多新概念、新术语，为农业科学提供了新的研究对象和表达方式。如何准确、清晰地把握农业发展模式的内涵与特点，如何认识现代农业的发展趋势和前景，是一个值得关注和研究的重要问题。
在百花齐放、百家争鸣的学术氛围下，科学技术的迅猛发展使得概念体系变得愈发丰富和复杂，如何规范科学术语因而也就成为一个具有重要意义的话题。随着现代化的发展，在现代农业的发展过程中出现了如“石油农业”“精细农业”“有机农业”“白色农业”“蓝色农业”“绿色农业”“生态农业”“质量农业”“都市农业”“设施农业”“立体农业”等诸多农业发展模式新的概念。20世纪90年代初，中国在组织探讨可持续农业等发展模式时，又先后提出了“都市农业与城郊农业”“绿色农业与绿色生态农业”和“可持续农业、低碳农业与循环农业”等多种农业发展模式[2]。
正是由于农业科学范畴内的农业发展模式新概念、新名称大量涌现，出现了相当数量的新术语，所以研究者有必要用科学的方法来定义、指称这些新的概念，促进农业发展模式相关术语向规范化的方向发展。这既可以反映科学工作者的科学素养和治学态度，同时又有利于促进学科发展和学术交流，促进现代农业的科学发展，具有重要的语言学意义和科学意义。
二术语规范化的必要性
术语规范化不仅是语言文字规范化工作的重要前提和基础，也是专业学术交流、促进学科发展和中国现代农业的重要前提和基础。如果术语不统一、不规范，就会影响各种信息的记录、交流和传播，从而也影响经济发展和社会进步。农业标准化是指将先进的农业科技成果和成熟的农业经验转化为普遍的农业生产、经营标准，提升现代农业的系统性和科学性，以取得更为良好的经济效益和社会效益。农业标准化是提高农业生产效率，实现农业现代化的必然要求，《中共中央国务院关于促进农民增收若干政策的意见》明确提出，要“进一步加强农业标准化工作，深入开展农业标准化示范区建设”[3]，进一步凸显了农业标准化在农村经济社会发展中的重要地位。
实现农业标准化的前提条件之一就是农业科技术语的规范化，尤其是在农业结构调整，农村经济转型发展的背景下，现代农业发展模式术语体系的规范化是关系到现代农业能否真正实现标准化的重大问题。
1农业信息的标准化是农业标准化的题中应有之义，而信息标准化必然需要首先实现术语概念在一定范围内的统一
具体而言，在描述现代农业发展模式的过程中，为农业科技术语做出最基础、最通用、最有规律的规范定义与内涵阐释，不仅有助于相关农业科技信息的传播、共享和开发利用，而且能够有效避免农业科技信息的模糊化或重复利用，在农业生产、经营上提高决策的可靠性和科学性。例如，在“生态农业”“绿色农业”等概念的使用上，由于此类术语在概念内涵方面具有相当程度的交叉性，因而在术语的应用上常常造成语义混淆、概念外延不清晰的缺失。然而，由于这两个概念之间存在差异，将其混为一谈必然会在农业生产、经营过程中导致信息的不对称，从而影响决策行为的准确性。因此，提升农业科技术语的规范化水平，是农业信息交换的必然要求，也是农业信息标准化的必然步骤。
2农业术语的标准化对于现代农业理论的建构和更新，具有举足轻重的作用
在中国现代农业的生产、经营实践中，农业理论及其指导意义是不容忽视的内在动力，也是农业标准化的实现途径之一。纵观中国农业的历史与现状，我们可以清晰地认识到：自传统农业典籍起，农业理论不仅起到了概括、总结农业实践的作用，而且是传播和延续农业知识的基础性因素。因此，农业理论的重要性不言而喻。农业理论形成和发展的基本单位就是农业科技术语。换句话说，完善、成熟的术语体系是现代农业理论得以建构的充要条件。对这些术语进行规范化的界定，实质上是对相关理论概念的梳理、辨析，增强了现代农业理论的科学性和系统性，有助于在理论指导实践的过程中减少因概念不统一而造成的诸多障碍。
三术语使用的现实问题
术语规范化的工作不仅与农业标准化的实践密切相关，也与术语在使用过程中存在的现实问题有着直接的联系。正是由于在当前的农业发展中出现了混用、错用相关术语、概念的现象，为现代农业发展模式中的相关术语建立统一标准才成为中国现代农业发展的必需环节。
农业科技术语是农业学科语言基本的和不可缺少的核心单位，是涉及“三农”问题信息沟通所必需的媒介，所以现代农业发展模式相关术语在农业科学领域内也得到了广泛的使用。然而，问题在于：一方面，在特定的知识领域中，概念是用定义进行描述的，与之相关的术语被赋予约定的指称，因而农业发展模式的相关术语必然要具有单一化、专业化、系统化与准确化的特点；另一方面，各种不同的农业发展模式在概念、原则、特征等方面既有共性，又有着截然不同的个性差异，这就导致与其相关的术语概念存在着口语化、含糊化、内涵不确定等诸多缺陷，也使这些术语在概念、内涵、层次关系、基本特征等方面出现了认识不到位、界定不清楚、重复使用等现象，从而造成术语的实际运用与概念内涵不相匹配。
1术语用词的不规范
在术语的使用上，一个较为突出的问题是术语用词的不规范。按照术语规范化的基本原则，术语应当反映所指示概念的特征，词语本身能够确切地表达其意义[4]。然而，在现代农业发展模式的术语体系中，部分术语的内涵与名称不能完全对应，从而造成语义的混淆和概念的不明确。例如，“绿色农业”的概念就存在着指向不清的问题。从词形来看，“绿色”是对这种农业发展模式的限定，突出其注重环境保护、自然无公害的特点。在实际使用中，“绿色农业”往往是指广义上的“大农业”，即包括“白色农业”“蓝色农业”“设施农业”“观光农业”等概念在内。诚然，“绿色农业”指称的是该模式的绿色性，即农业生产过程及产品使用的安全性和可靠性，有其命名的内在理路。然而，“绿色”一词在很大程度上限制甚至误导了人们对于这一概念的接受和解读，使人们将“绿色农业”和“白色农业”“蓝色农业”等概念作为同一层级的术语加以认识，随之造成了该术语内涵的狭窄化和片面化。
2术语概念的一义多词
在术语的使用上，另一个较为常见的问题是术语概念的一义多词。从术语规范化的角度来看，科学、标准的术语应当具有单义性的特点，即一个术语仅指称一个概念，而一个概念也同样仅用一个术语来表达，实现术语和概念内涵的一一对应。然而，在现代农业发展模式的术语体系中，一义多词的现象比较普遍，如“质量农业”又被称为“精致农业”，“白色农业”又被称为“微生物农业”，“设施农业”又被称为“环境控制农业”或“工厂化农业”，“观光农业”则常被“休闲农业”“旅游农业”的概念替代。由此造成的问题在于，一个概念以不止一个术语加以表达，从而产生同义词，极易引起使用上的误解和混乱，对于农业知识体系的建构和农业科学的传播形成了一定程度的阻碍。
3术语表达缺乏准确性
在术语的使用上，我们还应当注意到，一部分术语是对外来术语单词的直译，而在直译的过程中其名称过于宽泛，使术语表达缺乏准确性。
例如，“精细农业”的概念就比较容易引起误解。“精细农业”主要是指在高新技术的基础上，农业生产、经营活动的精细化。然而，“精细”一词并未突出这个概念的基本前提，即现代化信息高新技术、作物栽培管理辅助决策支持技术、农业工程装备技术等现代化高新科技。不仅如此，“精细农业”这一术语指代比较模糊，未能凸显出这一农业发展模式的现代性。换言之，中国传统农业长期以来已经形成了“精耕细作”的传统，从词义上看也可以被称作“精细农业”。因此，“精细农业”这一术语存在着概念含糊、不准确的缺失，混淆了“现代农业”与“传统农业”的差异性。与之相类似，“质量农业”的术语概念也存在着这样的问题。尽管这个术语指的是一种质量优先的现代农业发展模式，但“质量”一词不仅仅适用于“现代农业”，而且同样也适用于“传统农业”对农业生产以及农副产品质量的关注和重视。所以，这个术语也未能明确概念内涵的阶段性，造成了意义指向的不明确。
总之，从农业实践的角度来看，术语的不规范必然导致农业发展模式间选择的不确定性、随意性，使之缺乏因地制宜的针对性，导致农业发展模式实际运用的多变性、反复性，使之缺乏科学规划的长效性，使人们过度地追求农业发展模式的时尚性和概念的炒作性，致使其脱离实际，带来了发展的被动性。
四中国现代农业发展模式相关术语规范化的方法
《GB/t16—1997术语规范编写规定》明确指出：“制定术语规范的目的之一就是协调概念、概念体系和不同语种中的术语”，术语规范化工作“应为每个标准建立相应的概念体系”，“概念的定义应能在某种语境中替代该概念对应的术语”，“概念的定义应以汉语或国家规定的少数民族语言文字表达”，“不同语种所表述的定义应在内容上等同，并尽可能使用类似结构”，“应指出国际标准的概念体系与国家标准的概念体系以及不同民族语言的概念体系之间的差异。如果一个标准对于某个语种有所限制或规定，应指出这样的限定”。以此作为术语规范化工作的准则，在中国现代农业发展模式的术语体系建构过程中，我们可以从如下几个方面对术语进行规范化。
1充分利用与术语规范有关的各类原始资料，对术语的概念内涵形成清晰、全面的认识
这也就是说，对中国现代农业发展模式及其相关术语的研究，必须立足于尽可能全面地掌握第一手资料的基础上，从原始资料中梳理某一种发展模式的历史演进以及术语形成和发展的过程，从而切实理解和把握这一术语提出的历史语境及其概念内涵的变化与特点。尤其是对于术语规范化的工作而言，相对应的国际标准和国外发达国家在定义农业发展模式相关术语方面的先进经验，都值得我们充分地借鉴，而与之有关的各类出版物如专业词典、叙词表等工具书也对于术语规范化的工作具有重要的参考价值。例如，在讨论“可持续农业”的概念时，首先要对与这个名词有关的资料进行梳理，即agricultureSustainabilityinChangingworldorder一书提出“农业可持续性”的思想，《丹波宣言》重申了“可持续农业”的发展模式，此后“可持续农业”的观念与实践不断得到完善，并最终形成了当前我们所认识的“可持续农业”概念。从这种方法出发，我们能够动态地、历史地发掘现代农业发展模式相关术语的具体内涵，从而在很大程度上提升农业科技术语的精确性。
2运用语言学知识对术语的概念定义、内涵与外延进行语法分析，规范术语用词，统一术语界定
语言学知识是术语规范化的重要支撑，术语的命名和释义必然要在词汇、语法、语义等相关知识结构中完成。因此，以语言学知识为基础对术语的概念定义、内涵及外延做出分析，是实现术语规范化的必要步骤，而规范化的术语也必然要遵循汉语以及其他少数民族的语言规范。当前，科技术语的使用不可避免存在着盲目借鉴西方术语的缺失，不少名词来自外来词的音译，术语用词、词语搭配和概念表述都在很大程度上违背了通用性原则，从而造成语言的陌生化，为术语应用增添了阻碍。在这种情况下，现代农业发展模式的相关术语应当按照汉语语法或国家规定的少数民族语言语法来加以规范，如“精细农业”“高效生态农业”等从外来词中转译而来的名词都要坚持“约定俗成”的准则，将precisionagriculture、efficientecoagriculture等词译为符合汉语规范、且被大多数人接受的“精细”“高效生态”等。
中国现代农业发展模式相关术语的词语构造是有规律可循的，从内部结构形式来看，是合成词中常见的偏正式。如“石油农业”“精细农业”“有机农业”“白色农业”“高效生态农业”等术语，前一词素显然与后一词素“农业”属于同一义类。因此，这种构词法也就成为规范术语命名的一个重要前提。不仅如此，术语的概念内涵同样要根据语言学知识加以界定。例如，“生态农业”“可持续农业”“有机农业”等概念都应放在语境论的前提下加以探讨，强调这些术语的语义离不开具体的语境，使其虽然在术语用词上与传统农业有所关联，但在概念内涵上又与后者形成了较大的差异，从而有效地推动了术语概念的准确性和单义性。正因为这样，语言学对于术语规范化具有十分重要的意义，现代农业发展模式的术语系统必然要以语言学方法为抓手建构起来。
3对术语进行分类研究和比较研究，编纂术语手册，构建概念体系
在实现术语规范化的过程中，不同术语在词形、词义等方面的交叉、含混无疑为标准化工作制造了相当程度的障碍。正因为这样，对术语进行分类研究和比较研究才显得尤为重要。科技术语具有系统性和开放性，由此导致的是不同术语的概念内涵往往相互联系，而新的术语又源源不断地出现。在这样的情形下，术语规范化工作所要完成的一项重要任务就是将术语进行分类，按照术语的概念内涵及其主要特征来加以区分，从而形成相应的术语类型集合。因此，术语规范化的工作必然需要对术语作出比较研究，从内涵、外延等不同方面加以辨析。在此基础上，术语规范化的另一项重要任务就是要编纂术语手册，按照术语的类型特点罗列其定义、概念内涵、基本特征等内容，从而构建起关于现代农业发展模式的概念体系，清晰明确地呈现出相关术语和整个术语系统。
综上所述，对中国现有农业发展模式相关术语的规范化是一个影响农业活动的关键问题，对其进行规范是提升现代农业信息化、标准化程度的重要举措之一，也是术语学科学发展和术语规范化趋势的必然结果。正因为如此，术语规范化问题实质上是探讨和梳理中国现代农业发展模式相关术语的出发点和落脚点，对于完善术语的使用和农业知识体系的实践性具有不可低估的价值与意义。
参考文献
[1]靳明绿色农业产业成长研究[m]浙江大学出版社，2008：40
[2]李军论中国当代农业发展模式的术语体系研究之背景、意义与原则[J]上海农业学报，2011（3）：51-54
数字农业的概念篇10
石声汉先生是位硕学多能型学者，治学精明睿智，又坚韧不拔。早年立业生物科学，为著名植物生理学家。中晚年转重古代农书校注整理，益擅博学交叉研究之长，深得《齐民要术》堂奥及古代农家者流的著作要领，遂以“贾学创始者”称著世界科技史学坛[3]。本文正是在创通贾学的制高点上，见识石声汉先生的学术境界，彰明贾学之幸所在。
一、学科思想——古农学的科学标帜
石声汉先生受任古农学研究时近“五十而知天命”之年，弘扬民族传统文化的使命感，促其从炙热的现代生物科学转入“于功名进取毫不相关”[4]的故纸堆中。当时新中国在规划宏伟的社会主义蓝图，继承中华古国数千年物质财富和精神文明遗产，是共和国奠基自立的基础。同志早在40年代初就未雨绸缪，告诫本党：“清里古代文化的发展过程，剔除其封建性的糟粕，吸收其民族性的精华，是发展民族文化提高民族自信心的必要条件”；申明中国共产党人“必须尊重自已的历史，绝不能割断历史”[5]的历史唯物主义立场。建国后传统医学和农学领域首先根据中央指示开展历史遗产整理，农学方面“清家底”工作在农业部督导下，制定规划，建立机构，延揽专才，起势有声有色．石声汉先生恰是在此鼎革时期的学术背景下，改道易辙，厕身古农书领域。石声汉先生对祖国农业遗产素怀珍重之情，大约青年时代就有兴于古农书的探索，唯因昔日社会条件所限而只能“临渊羡鱼”，但却从未自泯夙愿，多年来长期关注这一领域的学术动态。细读石声汉先生有关著作，许多古代农书农事似乎早有深思熟虑，某些重大的国内外农史资料早年已有涉猎或备录。石声汉先生与饱经忧患的同代知识分子一样富有民族自尊心，曾负笈欧洲获伦敦大学植物生理哲学博士，英国学者称其学术上有“剑桥气质”[6]。但他却并不自以为是，从骨子里痛恶数典忘祖的民族虚无主义，自信在古农书领域内本民族独具优势，颇不安于本国古农书研究水平落于人后，深为时人不自重祖国农业遗产而焦虑。从其现存信稿和有关口碑资料看，他多年一直为此耿耿于怀，“心里始终是个疙瘩”[7]，在“”时期许多公众场合曾坦诚申明，维护本民族应得的国际学术地位，也是他倾心于古农学的重要原因。
中国农业遗产宝藏自本世纪初始走上现代开发轨道，最初涉足者即为精于现代农学的专家，但在旧中国毫无统筹擘画的状况下，先觉者只能自发地进行零碎的个案研究，较新中国继承农业遗产的宏图大略和大规模的整理工作相去甚远。所以当石声汉先生筚路蓝缕进入这一领域时，仍面临着披荆斩棘的草创艰辛。特别是要遵循马列主义唯物史观，科学地清理数千年农业遗产，更是前无古人的事业。这里既要对历史悠久、内涵复杂的古代农业科学技术作出符合实际的认识，更要运用全新的科学理论和方法加以研究，并把二者结合起来，形成具有现代学科意义的主导性学术思想。前辈学者初涉这个特殊的科研领域，总是自觉或不自觉地依据自己的学识和专长，逐步实践、探索，直至确立或选择这种学科思想，以统领整个研究工作。尽管他们对这一过程并无郑重声明或详确论证，但从其整体思路和具体工作之中仍可看出各自不同的研究方向、途径、方法、风格等，即后人评论常谓的“治学路子”。石声汉先生整理研究农业遗产的“路子”集中体现在他所倡导的“古农学”之中，他以此概括自立的学科思想，又用以命名主持的研究机构，作为鲜明的学术标帜。
石声汉先生标帜的“古农学”概念本身已很明确，顾名思义，古农学即古代农业科学；申言之，就是我国传统农业在数千年发展中形成的经验性的科学技术知识体系，主要以古农书的载体形式在古代农业中传播演进。古农学的提出绝非即兴而名的标新立异，说到底还是石声汉先生在古农书整理研究中实践认识的产物。当农业遗产整理工作发起之始，中央农业部就邀集各方专家，确定以农书校注为遗产整理的重点，并直接领导组织了大型骨干农书的校释和出版。这一具有战略意义的决策，总揽数千年祖国农业遗产中的珍藏，在博大深厚、纷繁驳杂的农业遗产宝库中首先划出易于科学开发的领域．石声汉先生则全力投入古农书中潜心探研，深入认识这一领域基本矛盾及其特殊性，准确地把握其学科范畴，给古农书赋于科学的意义，在历代农家的故纸中首次树立起“农学”的旗帜，作为一门当代科学研究不断从实践和理论上开拓。
石声汉先生古农学思想渗透在他的古农书校注研究之中，特别是在分析解释古代农事问题的观点、思路、方法等方面，更容易感受到这种学科思想的内涵。科学亦属历史范畴，农业科学也包含着不同的历史形态，经历从低级到高级的发展过程。传统古农学与近百余年的现代农学水平虽不可同日语，甚至在某些理论家眼里还有本质的不同，但毕竟是中国农业科学前后相承的发展阶段，古农学同样占有不可磨灭的历史地位，理所当然应归属于中国农业科学范畴。就实质而论，科学是有系统的知识体系，我国古代农业科学技术在农书记载中自成体统，有关生产系列、技术环节、农事概念等等，古今农学大体相通，唯建立学科的理论、观点、方法有所差异。前者立学于古代哲学观念，凭借经验性感知建立知识体系，后者立学现代生物科学理论，依靠实验性的研究建立知识体系。大约考虑到这种同中之异，石声汉先生命名时特冠以“古”字，以体现与现代“农学”既相联系又有区别的学科关系。他在给好友杨东莼先生的致函中所说的“攘窃前人所积，近年来思路渐成体系”[8]，从总体看即指古农学学科体系臻于成熟而盲。古农学的学科价值，除资以科学地“识古”，客观地揭示古代农业科学技术的基本面貌和内部规律外，同时更有“察今”的作用，“古为今用”始终是我国农业遗产整理的方针，对此石声汉先生也曾有深刻的思考：首重古农学的直接使用价值，石声汉先生指出农书中尚有增产效益的技术经验，改进提高再用于农业生产；尤其重视至今仍行于农业中的传统农业工具、作物和技术知识，主张用现代农业科学技术加以总结和改造，发展其生命力，以更好地服务于当代农业。次重古农学对认识我国农业传统和未来道路的历史价值。用石声汉先生的话说，“研究古农学，只是为了更好地了解今天农业所根据的优良传统，更重要的还在于‘溯往知来’，为提高农业生产寻找广阔的道路”[2]。这种价值取向、也是我们今日探讨走中国式农业现代化道路所遵循的基本思路。
任何新建学科都不可能一立而就，古农学建设必然经历长期的曲折过程，石声汉先生为此做了大量坚实的基础建设，自谦为“服务性的工作”。他通校了历代骨干农书，并加以理论的总结研究，《中国古代农书评介》和《中国农学遗产要略》，可视为古农学概论之作。同行学者在五六十年代也出刊许多重要校注农书和研究论著，其中《中国农学书录》、《中国农学史》亦屑古农学支柱性著作，从所有这些校注农书和研究论著即可反映出农业遗产整理高潮时期，古农学学科建设的规模和水平。在农业遗产研究领域，早期与古农学同时发生、相辅相兴的，还有农业历史学科，前者着重于古代农业科学技术的横向系统研究，后者则侧重整个古代农业的纵向历史考察；古农学为农业历史做了基本资料的深入研究，至80年代农史研究终于出现前所未有的高潮，发展规模远超乎兴盛一时的古农学。然而，显隐兴替本是学科发展的正常现象，古农学近年虽步履迟缓，但学科自在的地位和固有的学术价值规律，决定其势必再度中兴，并将取得进一步的发展。
二、研究方法——小学兼农学的考证法
石声汉先生研治古农学既有鲜明学科思想，又具富有创造意识的科学方法，英国著名科技史专家李约瑟称赞他“巧思过人”，即就其古农学思想和研究方法而推崇。关于石声汉先生研治古农学的基本方法用自已的话概括起来说就是“传统的小学修养和近代科学的最新成就”[9]，他运用这种方法校注整理农书，也用于考证研究重大古代农事农史。“小学和农学”[10]相结合的考证方法，是在严守校勘成法、绝不轻改原书的基础上，充分利用传统语言文字学(小学)手段考证农书古籍文字的形体、读音和意义，并结合文献学的手段解决版本方面的各种问题，昭明古代农事名物的原本情状。在此基础上极尽现代科学理论、方法之优长，剖析其中的农业技术原理，揭示生产经验和农业知识的科学成分，并指出局限、错误及违背现代科学之处。通过深入考证研究再将结论和凭据，按通常校注方式加以记载。这种传统学术与现代科研相结合的研究过程似乎顺理成章，其实很不简单。翻阅石声汉先生的校注，便知这种大跨度的学科交叉结合，实为一创造性的研究过程，能以一人才力而兼之，实屑大不易。兹仍就“农学”和“小学”两方面，分析石声汉先生创用的这种研究方法，以及何以独能运用此法的个人原因。
就农学方面看，采用现代化农业科学知识和研究方法主导农书、农事考证，这是石声汉先生倡立的古农学与旧考据学的本质区别，而现代农学的具体应用又表现在不同的层次上。首先是将现代农学理论和知识体系作为农事考证的参照，石声汉先生的注文和著作并未完全遵循古农书经验性的理论和知识系统，而是站在现代农学理论的高度考注农书，充分运用现代科学的体系分科别类地研究古代农业。同时，注意学随时变，把现代农学概念大量移植于古农学，古今概念间则通过严谨的训诂统一名实关系，既不违古代农业实际，又保持所用概念的科学性而易为现代人接受。因此在农书校注中很重视农事名物古今概念的“对释”，重大农书则以今语通释，创行了古农书“今释”体例．其次是现代农学研究方法普遍应用，使古代农事的考证过程和结果科学化。在以田间实验为中心的多种途径的农业科学研究方法之中，综合运用各种现代科学技术手段，已成精良研究方法体系，古农学虽很少径用其具体的实验方法，但从石声汉先生实际工作和论著中仍可看出现代科学方法论的思想主导着整个感知、思维及研究的全过程。例如在搜集整理资料时，除善用历史文献外，也很重视实际观察和调查；选题研究过程中更能巧妙使用具体与抽象、分析与综合、归纳与演绎、逻辑与历史等辩证思维方法形成科学认识，进而以统计、类比和系统方法等建立理论体系。他重实践。躬亲资料到著述的整个研究工作环节，有实证学者的风格，同时重视理论探索，有思辩学者的风采，大约是攻获植物生理哲学博士的功力，对于农业科学技术善作哲学思考，故研究结论显得精辟而富有哲理。总之，无论从宏观还是微观角度检阅石声汉先生的古农学研究，在名物的考证、农事的解读、农史的研究、农书的整理、论作的撰著等方面，几乎都可看出科学方法在这一古老领域的创造性运用，日本学者据其书而识其人，也惊异地发现他“作为自然科学者所磨炼的分析能力，不随从别人而展示独自的境地”[11]的创新意识。石声汉先生现代农学知识和科学方法素养显然源于长期从事的生物学专业基础，17岁入武昌高等师范生物系就读，21岁助教于中山大学即授动、植物学并进行脊椎动物分类研究，26岁考入英国伦敦大学攻读植物生理学，29岁回国先后任杭州大学、武汉大学、西北农专生物学教授，并以植物生理学家名世。解放后20多年久居西北农学院，执教植物生理生化，主攻作物水分生理研究。生理生化为生物学基础，而生物学又是现代农业科学基础科学的中坚学科，正是以精深的植物生理学和广博的生物学基础，再加对西北农业和本校农学各专业的全面涉猎，石声汉先生蓄蕴了精博的现代农业科学修养，故在古农学研究中能驾熟就轻，触处即通。
石声汉先生研究方法另一面是小学为中坚的传统考据学，主用于古农书整理，也行之于有关农事农史的研究。由于古农书毕竟属于古籍文献，古农学概以古代农业科学技术为对象，完全凭借现代科学尚难解决本学科基本矛盾，唯有结合运用传统考据学首先扫清古代语言文字、农事名物、文献形式等方面的障碍，才能客观地认识学科对象的历史面貌及其本质。考据学本是我国古代学术研究中相沿既久的一种常规方法，至前清臻于科学完善，鼎盛时期百余年几乎统治了整个清代学术界，近现代之交尚存遗风余韵。清代考据学的精萃在于“实事求是”的学术精神，强调通过严谨的文献资料考核研究古代事物。从方法论角度看，其科学性在于严格地运用归纳法，依靠大量例证加以结论，致有“例不十，论不立”之说．至晚清西学东渐，在现代科学方法全面兴起的历史条件下，考据学相形见绌，逐渐显露种种弊端，但考据学“求实”精神和“归纳”研究方法，终不失为我国学术的优良传统，仍有可信用的科学成分，有待在某些领域继续使用、改造和光大发扬。石声汉先生正是在这种立场上将传统考据的科学精华移植于古农学领域。考据学的中心学问是传统的语盲文字学，即由文字学、音韵学、训诂学组成的所谓“小学”，着重从形、音、义方面训释古籍字、词、语义。小学三科中以音韵为中坚，通过语音历史演变规律推求古音，进而因声求义以获正解，故音韵在考据中最关键也最艰深，令人惊异的是石声汉先生音韵学造诣极高，即使专攻音韵学的传统语言学家也常叹服其精。据西北农大图书馆一位前辈回忆，石声汉先生在一次诚挚交谈中曾言，他所以敢受农书整理之命，实与“自巳懂古音，在音韵学上下过功夫”有很大关系。因为音韵学是古代文献语言的核心，通音韵则小学通，小学通则古书通，古书通则考据遂通。当然，多种学科构成的传统考据也并非音学一把锐器可以包揽，还需要文字、训诂、目录、版本、校勘、辑佚、辨伪以及整个历史文化的知识，方可考明古代文献中的复杂事物。这种综合才能或称为“考据功力”，清代学者即以此相矜尚，然石声汉先生竞能在这多方面头头是道，俱见功力。从石声汉先生农书注释和古农学论著中，常见以声音为主的古文字形、音、义彼此互求，或以古汉语构词和语法规律求农作物名类，或用方言俗语及某些外来古语辨农史是非，小学方法运用十分娴熟。有关文献学知识也颇为渊博，古籍学家所论的目录、版本、校勘三长，似乎无一不精，故善从各类文献中钩沉辑佚为人鲜知的农书和资料，有时胆色俱励地直斥某书之伪，并详确地辨明伪书、伪文、伪者和作伪时代。在古代历史和中外文化知识方面，更见博闻强记之长，披揽积蓄极为丰富，故能随时将古代农书农事置于具体历史背景下加以综合研究。
人或不解长期从事现代科学研究的专家，何以对传统学问有如此广博精深的修养?据知其人者论，实不唯其才华横溢，先天秉赋过人，主要还是生平于文史知识为主的“国学”孜孜不息的涵养之功。石声汉先生出身一贫穷的寒士之家，他的父亲曾为人佣笔，精诗文、书法、国画、金石、篆刻等，所以他在清苦中尝得较早的家学启蒙。5岁习《四书》，7岁读《诗经》、《左传》，8岁看《聊斋志异》。幼年阅《红楼梦》即达十多遍。小学已诵读大量诗词古文，自幼铺奠了古典文学艺术的根基。后来从业现代自然科学，终不减嗜古好文兴趣，过盛的文才处处溢露，日常以诗词记事盲志，有时还用文盲文备课作文，为刊物撰写杂文、小说，或翻译外国文学作品；书法、篆刻为工余养心消遣，潦倒岁月也书刻鬻字聊补薪俸不足。在语言方面无论从实践到理论都保持长期的研习之功，精通多种外语，可以英文和德文著作，又学习各地方言，能说长江以南大部分地区方语；至于历史语音似乎用力更勤，在20多岁时就开始研究《广韵》，能熟练检用历代韵书，50年代还同山东大学80多岁的栾调甫先生书信商研音韵学，讨教整理古籍的“家法”，往来函件数万言之多[12]。明了石声汉先生久养而成的这种独特的学识结构，便知其转入古典学术领域并无行山阻隔，古农书整理唯有象他这样博通古今、文理兼养之士，才能出色当行地创用“小学兼农学”的研究方法。
三、学术成就——凿空《齐民要术》之功绩
石声汉先生的学术成就，在植物生理学和古农学领域皆负盛名，而以农书校注研究影响最为广泛深远。总计精校出版的骨干农书有《?锸ぶ?榻袷汀贰ⅰ镀朊褚?踅袷汀贰ⅰ端拿裨铝钚wⅰ贰ⅰ侗忝裢甲胄wⅰ贰ⅰ杜┥＜??wⅰ贰ⅰ杜??樾wⅰ?种，有关古代农书、农史研究著作8种，论文多篇。在总计数百万字的著作中有专书专题研究，同时有对农书和古代农业遗产的总体研究，其中《农书系统图》、《中国古代农书内容演进表》、《中国农书评介》、《中国农学遗产要略》等，所谓的“一图一表一评一略”，即屑多年农书、农史研究的总结。这些丰硕成果也得到国家有关部门的嘉勉，曾获得全国科学大会和部省级多种奖励。然而仅从这些方面尚不足以深论石声汉先生，唯有从凝聚其才智和创造力的《齐民要术》校释和研究中，方能观见他在古农学领域攀登的学术高度。
《齐民要术》是北魏著名农学家贾思勰撰写的综合性大型农书，也是世界古代农书中无与伦比的著作。全书记载了公元6世纪以前我国传统农业的生产经验和各种科技知识，内容包括大农业各部门、各专业的技术，颇具农业百科书体的特点，开农家大全式农书体例之先河。《齐民要术》的价值在于全面展现了我国传统农业技术体系渐臻完善时期的发展情况，对日益成熟的精耕细作技术措施作出深入的总结记录，显示出中国农业悠久的优良传统和早熟的高超农艺水平，观其书即可知中国农学的非凡历史成就，亦可知其在世界古代农学史上的绝对领先地位。全书引先秦至魏晋的上古文献多达160多种，其中有些后世日渐散失而成逸书，本书存载的文字可供考据古书，古史之用，因而兼有多方面的学术价值。这部农学巨著隋唐以后一直在民间抄刻相传，并为后来的农书大量地引用。除历代农家视为宝典倍加珍重外。经学传注家还用以校勘经典和古书文字。至本世纪《齐民要术》始为现代科学家注意，特别是农业科学家颇为倾心其古农学价值的探索。日本学者由于农史源流关系对《齐民要术》似乎更富热情，利用本国独藏的较早版本和侵华战争形成的特殊历史环境，颇有组织地长期开展《齐民要术》研究。1940年日本占领北京后，便在北平高校设立专门机构开始译解原书；后来在日本京都大学又组织《齐民要术》轮读会，集中了多种专业的优秀学者全面研究这部世界农学名著．日本学者钻研既广泛而且专深，心得感知的境界也大不相同，特将《齐民要术》研究视为专门学术领域，效法学界将许慎《说文解字》称“许学”、郦道元《水经注》称“郦学”之类的风气，尊贾思勰《齐民要术》的综合研究为“贾学”，并对中国人在这一领域的落后局面不无微辞。虽然当年我国学者初闻“贾学”之称多以为“未见其可”，然从《齐民要术》于国内外古典科学中的地位及在今日自由活泼学术风气之下，复言“贾学”，亦未见其不可。尽管日本学者较早步入贾学领域，但是国外学者要完全贯通根植于中华历史文化传统的《齐民要术》终不免障碍重重，正如日本另一位著名的贾学旗手熊代幸雄所称，本书中确实有许多“日本方面不可能到达的深奥理解”，故以释译《齐民要术》为主攻目标的日本贾学研究，也不免“牛步漫漫”[13]。因为本书经一千五百多年的传抄刻印演生出许多讹、倒、衍、脱，几无一个版本无错字破句，有的地方根本无法通读．早在宋代人已觉其“奇字错见，往往难读”[14]；辗转至明代，人们对所引的某些古字，“或不得其音，或不得其义，文士犹嗫之，况民间其可用乎?”[15]所以到了清代，《四库全书总目提要》便以“文词古奥”作出总评结论，故近世以来，读者不免叹为“奇书”，“未敢通读”。中外古今学者所以感到《齐民要术》难读难懂，实因通解这部古典农学名著所需知识学科跨度太大，而学界又往往缺乏“对于小学和农学都有素养的有志之士”[10]。
上文第二部分预先分析了石声汉先生于传统小学和现代农学的精深修养，评介了他据此创行的考证研究方法，正是凭借这种独特的学识和考据法通解了《齐民要术》，终于拨开了长期弥漫贾学的迷雾，作成《齐民要术今释》。今从攻坚的角度看，石声汉先生今释本突破了前人备受困惑四大难题：一是奇字、难词、疑句的解读。此类问题原书颇多又最令读者望而生畏，今释极尽小学之长，形、音、义考据多端，除个别字句以外，疑难文字词句基本解决。二是版本演生伪异字句的勘订。因本书流传版本种类较多，系统也比较复杂，再加类书摘引中的异同，利用起来使人难以适从。今释本出入经史子集，采用版本、目录、校勘等文献研究手段，比较折衷，去伪存真，以求原书本来面貌。三是原书正文与注文、大字与小字掺杂的厘定。原书除正文之外，还有作者的注文，各本虽多用大小字体加以区别，但因古籍错简和抄刻错误，不少注文以大字掺入正文，注文中也时有后人批语札记相杂，真伪莫辨。今释本采用综合考证方法，匡谬纠误详加分析，终使正文、注文各归其位。四是用现代科学技术知识恰当地注释原书农事名物，阐明农学原理，亦是今释本最大特色。清朝乾嘉时代的考据大师于《齐民要术》也曾竭力用功，然而有所发明之处甚少，皆因无农业科学专长之故。今释本充分显示出注释者精深的现代农学造诣，以及善于“古今结合”进行综合考证研究的优长，不仅使本书农艺、农史条条件件得以发明，而且还对全书的农业科学技术系统地分析，形成纵(时代)横(类别)分明的知识体系。并撰写《从齐民要术看中国古代的农业科学知识》一书，以通俗的方式直接宣传原书的农学成就。总之，石声汉先生今释本及其研究著作既富古典学问深厚功力，同时也充满现代科学的气息，使这部古代农学名著与当今人的认识方式终于沟通，在历代《齐民要术》注释和研究中具有划时代的意义。
石声汉先生通解通释《齐民要术》的历史功绩，在国内和国外学术界同时带来深刻影响。这种“凿空”之功不唯使一书贯通，而且以根本上扫除了古农书和农业遗产整理的最大障碍。为我国古代农学和农业历史研究开辟了全面发展的道路，近40年来本专业日益兴旺的历程即昭明了石声汉先生的不朽功绩。同时今释本在国外贾学领域也颇负盛誉，当第一、二分册传至日本后，以谦恭严谨称著的东邻同行即致函石声汉先生，申明将暂停持续了十多年的《齐民要术》日文翻译工作，待今释本第三、四分册出齐后再全面参阅翻译；日本《校订译注齐民要术》工程终于1959年告竣，日本学术界亦誉为“堪称划时代的业绩”[16]。石声汉先生为进一步传流《齐民要术》，在世界范围内弘扬历史悠久、成就卓著的中国传统农业科学技术。特将《从齐民要术看中国古代的农业科学知识》译为英文向国外发行，英文版连刊四次皆磬售一空。当世界人民粗知中国这部伟大的古农书及其价值后，更欲亲自阅读或研究，于是英国和德国学者也分别以两种文本翻译出版属于中国、也属于世界的古典农学名著，而英德文本的《齐民要术》也主要是依据石声汉先生今释本翻译。
石声汉先生于1971年病逝，但是他通解《齐民要术》并广传于世界的功德是永世不没的，正如英国学者李约瑟悼念文中所说，石声汉先生以今释的不朽名著《齐民要术》而“在西方世界已很出名，因此石声汉是不会被忘记的”。看来日本西山武一与英国李约瑟西位东西方汉学大师见解正相互补；西山以石声汉其人为贾学之幸，而李约瑟又以贾学亦石声汉其人之幸。
参考文献
[1]石声汉．《从齐民要术看中国古代农业科学知识》，科学出版社，1957。
[2]孙健．《石声汉教授和古农书研究》，见《光明日报》，1962-05-13。
[3]日渡部武．《贾学的创始者们》，见：《石声汉教授纪念集》，内部资料。
[4]宋应星．《天工开物·序》，石声汉先生常以此明志。
[5]．《新民主主义论》，见：《选集》,1967横捧袖珍本。
[6]英李约瑟．《给石定栩的倌和纪念文》,1985-03。
[7]石声汉致刘仙洲的信．见：姜义安，《深切怀念石先生》，油印稿。
[8]石声汉给杨东莼的信．见：姜义安，《深切怀念石声汉先生》，油印稿。
[9]西北农学院1956年呈报的“全国科学技术研究成果登记卡片”，石声汉先生亲笔撰写栏目。
[10]石声汉．《齐民要术今释》小引，科学出版社，1957-12。
[11]日渡部武．《石声汉教授对中国古农书研究的成就及其对日本汉农学界的深刻影响》，见：《农业考古》，1986年第1期。
[12]此一大段有关事实见姜义安《古农学专家石声汉先生事略》，《西北农学院学报》，1982(2)。
[13]日熊代幸雄给石声汉的信，收北农大古农学研究室。
[14]宋李煮．《孙氏[齐民要术]音义解释序》。