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英文摘要………………………………………………………………………………Ⅱ
1“數字農業”的內涵…………………………………………………………1
2國外“數字農業”關鍵技術發展與應用……………………………………………1
2.1美國………………………………………………………………………………………1
2.2英國………………………………………………………………………………………2
2.3德國………………………………………………………………………………………2
3我國發展“數字農業”的緊迫性…………………………………………………2
4“數字農業”的發展趨勢………………………………………………………………3
4.1農業生產全流程智能化將逐步成為現…………………………………………………3
4.2農產品流通電商化發展將更加迅猛……………………………………………………3
4.3農業多元化公共服務將更加完善………………………………………………………4
5 “數字農業”的實踐策略……………………………………………………………4
5.1實現農業農村業務數字化和可視化……………………………………………………4
5.2推動數字農業技術創新…………………………………………………………………5
5.3提高農業農村經營管理數字化水平…………………………………………………5
結語…………………………………………………………………………………………6
致謝………………………………………………………………………………………7
參考文獻……………………………………………………………………………………8
摘 要
數字農業是將信息作為農業生產要素,用現代信息技術對農業對象、環境和全過程進行可視化表達、數字化設計、信息化管理的現代農業。數字農業使信息技術與農業各個環節實現有效融合,對改造傳統農業、轉變農業生產方式具有重要意義。本文總結了國外“數字農業”關鍵技術發展與應用,結合我國發展數字農業的緊迫性與當前數字農業的發展趨勢,對我國“數字農業”的發展提出了幾條實踐策略。
關鍵詞:數字農業;農業信息化;發展策略
Abstract
Content:Digital agriculture is a kind of modern agriculture that takes information as agricultural production elements, uses modern information technology to express agricultural objects, environment and the whole process visually, digital design and information management. Digital agriculture makes the information technology and all aspects of agriculture achieve effective integration, which is of great significance to the transformation of traditional agriculture and the transformation of agricultural production mode. This paper summarizes the development and application of the key technologies of "digital agriculture" in foreign countries. Combined with the urgency of developing digital agriculture in China and the current development trend of digital agriculture, several practical strategies are put forward for the development of "digital agriculture" in China.
Key words:Digital agriculture; agricultural informatization; development strategy
淺析“數字農業”發展趨勢與策略
1“數字農業”的內涵
“數字農業”是農業數字經濟的重要實踐。當前,學術界和工業界尚未能夠對數字農業形成統一的定義。通用名稱包括信息農業,精確農業,“ Internet + 農業”等等。本文中提到的數字農業基于農業信息化,在農業鏈的所有環節中都強調了下一代信息技術的重要作用,代表了農業產業的新視野。現代農業與信息化的緊密結合使可以充分利用數字技術。數字技術在促進農業發展方面發揮著重要作用,并且不斷的提高現代農業產業的數字化水平,支持農村戰略的實施。
2國外“數字農業”關鍵技術發展與應用
2.1美國
美國完善的農業產業基礎和數字技術體系促進農業發展。美國數字農業發展建立在農業生產高度專業化、規?;⑵髽I化的基礎上,已經建成了完善的現代農業技術應用與管理系統。自20世紀90年代起,美國已開始應用數字農業技術,包括應用遙感技術對作物生長過程進行檢測和預報、在大型農機上安裝GPS設備、應用GIS處理和分析農業數據等,對大田作物進行生產前、中、后期的全面監測與管理。在21世紀初已經實現“3S”技術、智能機械系統和計算機網絡系統在大農場中的綜合應用,智能機械已經進入商品化階段。如JohnDeere公司的“綠色之星”精準農業系統,基于物聯網技術與“3S”技術搭建的新型精準農業管理系統,用以進行精細農作、農機管理、農藝管理和計劃管理,可繪制農場產量的“數字地圖”,在機械化生產大農場中的市場占有率達到了65%以上。在大數據、物聯網等數字技術飛速發展的助推下,美國數字農業技術已與農業生產的產前、產中、產后形成緊密銜接,應用范疇覆蓋從作物生長的微觀監測到宏觀農業經濟分析。此外,美國也已形成完善的技術服務組織網絡,美國服務類企業與公益機構可為經營主體提供較為完善的技術服務,例如美國農業技術服務組織(FSA)為農民提供豐富的信息。
2.2英國
英國信息化技術應用助推精準農業。信息化技術推動英國農業向數字化、智能化、精準化的方向發展。英國農村地區信息化基礎設施完備,互聯網、4G信號已實現基本覆蓋。在此基礎上,精準農業技術得以實現在農業的全方位應用,如借助遙感技術進行作物生產監測與產量預報、農業資源調查、農業生態環境評價和災害監測等;英國Massey Ferguson公司研發的“農田之星”信息管理系統,借助傳感識別技術和GPS技術能夠更為精準地進行種植和養殖作業、數據記錄分析和制定解決方案;智能機械已基本裝備衛星定位系統、電腦控制和軟件應用系統,能夠根據不同位置、不同質量的地塊情形實現自動化、精準化、變量化作業,同時可以采集作物信息用以制作電子地圖和調整生產策略。2013年英國啟動《農業技術戰略》,提出了應用大數據、物聯網技術和智能技術進一步發展精準農業,從而提升農業生產效率,如借助GateKeeper專家系統提供輔助決策和農場管理、LELY擠奶機器人等智能化設備在養殖場中的應用、自動感知技術在施肥施藥機械上的應用、二維碼技術在農產品產銷環節的廣泛應用等。
2.3德國
德國關鍵技術與設備的積極研發與推廣。在歐盟農業共同政策對數字農業的支持下,德國積極發展高水平數字農業,在農業生產高度機械化的基礎上,建立完善的計算機支持和輔助決策系統,提供數字農業綜合解決方案。德國投入大量資金與人力支持數字農業核心技術與智能設備研發,并由大型企業牽頭,如德國拜耳公司投資2 億歐元支持數字農業布局,已在60多個國家提供數字化解決方案,并旗下Xarvio品牌推廣數字農業,通過XarvioScouring識別系統高效識別和分析作物生長和病蟲害信息,幫助農民優化田塊單獨管理和農田統籌優化。擁有百年歷史的德國農業機械制造商CLAAS集團結合第四代移動通信技術和傳感器技術,實現收割過程的全面自動化。
3我國發展“數字農業”的緊迫性
今年雖然受到疫情影響,但我國大部分農產品仍然是一個“大年”,怎樣解決需求下降、部分市場關閉、物流受阻等難題,把農貨順利賣出去,讓農民實現豐產又豐收?加速數字農業發展是不二法門。
農業長期保持著傳統形態,技術進步一直較慢,特別是進入信息化時代后,農業技術滯后帶來的產業發展差距愈發顯著。隨著數字經濟的興起,越來越多的領域引入互聯網、大數據、人工智能等技術,實現了智能化、數字化重塑,生產率大幅度提高。2019 年,我國服務業、工業數字經濟滲透率分別為 37.8%、19.5%,但農業只有 8.2%,數字化改造的空間很大,需盡快趕上信息社會的發展步伐。
農業數字化轉型是農業現代化的必然選擇,也是破解目前農業難題的一劑良方,瞄準這個主攻方向,無疑將為農業高質量發展提供新動能,給予農民更多獲得感。對廣大農民來講,農產品銷售難的問題最頭疼,常常遭遇“多收了三五斗”的尷尬??梢哉f,農業數字化水平滯后,農產品質量不穩定、難以標準化、產銷信息不對稱等是導致農產品銷售難的主因。顯然,加快技術與傳統農業的融合,打造數字農業,對產業鏈進行全方位的數字化改造,使得傳統農業脫胎換骨,插上科技的翅膀騰飛,已成為農業發展新趨勢。
4“數字農業”的發展趨勢
4.1農業生產全流程智能化將逐步成為現實
物聯網技術在現代農業生產設施和設備領域中的應用極大地提高了現代農業生產設施和設備的數字和智能水平,實現了整個農業生產過程的數字化控制,實現了農業智能化生產和管理。它可以解決由托管服務流程引起的一系列問題。在種植業中,重點是如何精確控制生產環節,例如育苗,播種,施肥,灌溉和病蟲害防治。當前,荷蘭,日本,以色列和其他國家正在使用大數據,人工智能和信息技術來促進數字化,精確化和智能化作物種植的發展。
4.2農產品流通電商化發展將更加迅猛
電子商務的飛速發展為農產品流通提供了新的平臺和基礎。例如,美國著名的新鮮食品電子商務公司LocalHarvest是一個平臺,該平臺整合了有機農業的上下游,并連接了中小型農場和消費者。LocalHarvest平臺基于從相關農場收集的基本信息來支持地圖搜索系統,使消費者能夠搜索本地社區周圍的農場并購買難以保存的新鮮農產品,例如蔬菜和禽蛋。農產品在快速物流系統下,可以快速送到消費者家中,從而大大提高農產品物流的效率和質量。
值得欣喜的是,近年來,全國各地與各大電商平臺紛紛投入大量資源,重構產業鏈,培植人才,發力促進農產品上行。以河北省為例,近年來積極引入農業電商龍頭企業,與阿里巴巴、京東、拼多多等電商平臺開展合作,持續在直播助農、農產品品牌孵化、新農商人才培養等領域,合力打造河北數字農業“新基建”??梢钥吹?,利用大數據和分布式人工智能技術匹配優化資源,將需求傳導給供給端,有效緩解了供需信息不對稱造成的產銷脫節。在互聯網科技力量的加持下,傳統農業的“痛點”也得到有效解決,進一步打開了農產品從田間到餐桌的通路。
隨著電商農產品銷量的快速增長,廣大農民亦受益匪淺,農業生產模式發生重大變化,以需求引導生產、訂單式農業逐漸成為主流,精準種植、數字營銷提升了農民收入水平,促進更多農民融入數字農業的場景里。以往很多滯銷農產品位于貧困地區,數字農業重塑產業鏈,幫助貧困戶掌握技術、融入市場,實現了造血扶貧。實踐證明,此種創新扶貧模式具有很強的活力。比如,拼多多的“農地云拼”模式得到國務院扶貧辦的肯定,榮獲了今年的“全國脫貧攻堅組織創新獎”。截至 2019 年底,拼多多平臺直連的農業生產者超過 1200 萬人,累計帶貧人數超百萬。
4.3農業多元化公共服務將更加完善
通過將移動互聯網和大數據等頂尖技術運用在農業公共服務,農業服務也更加便利和靈活。這也是數字農業發展的重要趨勢。一些國家為了促進數字農業的發展,在農業信息化和農業公共服務方面做出了很多努力。
5 “數字農業”的實踐策略
5.1實現農業農村業務數字化和可視化
加快建立涵蓋農業資源,農村產業,生產管理,產品質量,農業機械設備和農村治理的數據庫。利用地理空間信息技術和遙感技術整合空間數據,獲取耕地資源,漁業水資源,糧食生產功能區,現代化農業園區,特色農產品優勢區,特色鮮明的農業村莊,生產經營實體,村莊分布等數據。地圖存儲在數據庫中,使農業和農村資源數據立體化。通過集成的農業調度系統,現場定點監控系統,集成的遙感信息,無人機觀測和地面傳感器網絡,可以建立農作物的空間分布。通過農作物的空間分布,重大自然災害和其他動態空間圖,形成了一個一體化的全域地理信息圖,為農業生產和管理的科學指導奠定了堅實的數據基礎。
5.2推動數字農業技術創新
創新,始終是鄉村振興的內生動力。要實現鄉村振興,離不開“數字農業”助力。手機變成新農具、直播成了新農活、數據成為新農資,隨著農業新業態新模式競相涌現,數字經濟發展紅利惠及三農必將更加給力,而農業信息技術已然成為數字農業發展的關鍵支持。未來依靠農業科學院和大學等農業科學研究和技術開發機構來充分發揮農業科技企業作為創新主題的作用,促進數字農業領域的“產學研”合作,并著重于先進技術和核心技術。為了提高對關鍵技術的了解和研發,精確操作和智能決策的數字化管理,智能設備的變量修改和應用,農產品的靈活處理,區塊鏈等技術,3S 加速,智能識別,模型仿真,智能控制和其他軟件和硬件產品數字農業的綜合應用,了解數字農業技術標準和規范體系的建立,數字農業技術創新以及應用服務系統的持續改進。
5.3 提高農業農村經營管理數字化水平
當前,就中國電子政務項目的發展而言,農業部門中的電子政務服務水平不能完全滿足領導決策應用程序和公共商務應用程序的功能要求。農業信息服務的總體水平有待進一步提高。同時,這意味著中國農業信息服務具有巨大的發展和利用空間。因此,有必要進一步擴大移動互聯網技術,云計算,大數據等先進技術在農業信息服務領域的應用,并通過建立靈活,便捷,高效,透明的農業生產經營管理體系,為農民提供更多便捷和信息服務。在信息公開,政府公共關系,信息服務,辦公室工作等方面,充分利用農民信箱和便攜式農業和農村地區的服務功能,提高了園藝,畜牧,水產品,田間管理和智能化管理水平。著眼于整個農業產業鏈的要求,以提高勞動生產率,研究和推廣適用于不同地形和環境的農業機械,并進一步促進農業“機器換人”。
結 語
數字農業的發展實現了對農業生產的自動,精確控制,智能和科學管理,提高了農業的可控性,降低了生產成本,并減少了環境污染,使農業向精準,環保和可持續的方向發展。此外,農村電子商務的發展可以有效克服農業產業化經營的不利因素,可以簡化交易聯系,提高交易效率,降低成本,消除農民對庫存余額的擔憂,并縮短生產周期。努力為農民提供更多的商機。由于時間和空間的限制,內容的選擇空間也越來越廣,這對于提高農業生產經營管理人員的科學文化素養具有重要意義。
致 謝
在這篇論文的撰寫過程中,我遇到了很多的困難和障礙,但都在老師、領導、同事、同學和朋友的幫助下順利解決了。尤其要強烈感謝周波老師在千里之外給我們線上授課進行指導和幫助,不厭其煩地為我們解答疑問、傳授知識,讓我非常感動,在此向幫助和指導過我的各位老師表示最衷心的感謝!
同時也要感謝這篇論文所涉及到的各位學者,本文引用了數位學者的研究文獻,如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發,我將很難完成本篇論文的寫作。
同時也要感謝我的領導、同事、同學和朋友,在我寫論文的過程中給予我很多素材,還在論文的撰寫和排版過程中提供給我很大的幫助。由于我的學術水平有限,所寫論文難免有不足之處,懇請各位老師和學友不吝批評與指教。
參考文獻
[1] 周清波 , 吳文斌 , 宋茜 . 數字農業研究現狀和發展趨勢分析 [J].中國農業信息 ,2019,30(01), 第 5-13 頁 .
1發展概況
從1993要1994年美國首先提出精準農業思想以來,精準農業在應用中逐步取得了巨大的發展,到如今精準農業已經成為農業可持續發展的重要途徑。中國自古以來就是世界農業大國,但同時又是一個農業水平相對落后的國家。因而我國在多個會議上就此問題進了探討,為農業發展提供技術、資金、政策支持。2017年野兩會冶關于農業熱點問題有很多討論院發展高效農業促精準扶貧、建議建立全國范圍農業大數據平臺、農業大數據捍衛舌尖上的安全等,可以看出國家對于農業態度的轉變,更加注重互聯網與農業的結合以及食品安全健康。我國在精準農業方面的發展目前主要關注于效率的提高,本文主要關注質量提升問題。果樹農藥噴灑是農業生產中較為重要的一個環節。通過無人機進行數據捕捉采集,再進行數字圖像處理,并依靠后臺數據庫進行分析可以獲得更精確、更全面的數據,從而獲得更準確的噴灑方式,從而解決我國農業發展面臨的環境資源問題,走可持續的農業發展道路。同時,更精準的農藥噴灑量可以減少農藥對人體健康的危害,實現綠色農業、綠色中國[1-3]。
2研究方法
2.1數據挖掘
利用統計軟件R在濟南超算中心平臺下,對數據進行高效準確的挖掘。主要基于關于果樹疾病研究的權威書籍、文獻,挖掘患病果樹樹葉圖像,治療各種果樹疾病的農藥種類及用量等的相關記載。
2.2數據庫構建
利用已經擁有的果樹疾病研究的權威書籍、文獻以及其他合作院校所提供的數據資料等有效研究資料建立數據庫,包括各種患病果樹的樹葉圖像,各種果樹疾病治療所需的農藥種類及用量。根據這些參數,利用統計軟件R在濟南超算中心平臺下,根據已經挖掘出地準確數據進行數據分析、計算得到最佳結果,實現農業的經濟、綠色發展。當獲得一張患病樹葉圖像時,可以根據圖像數據分析,搜索到該樹的患病種類、患病程度、所需噴灑的農藥種類、所需農藥噴灑量以及所需農藥噴灑濃度等。數據庫的建立工作是長期的,需要及時更新最新的農藥種類,最大程度上地保證搜索得到的農藥最適宜、對環境污染最小、對水果的質量影響最小,保證水果是綠色健康的。因此,要及時將最新數據導入數據庫,詳細搜集患病果樹的樹葉圖像,各種果樹疾病治療所需的農藥種類及用量,不斷完善數據庫,使分析結果更加準確。
2.3數據捕捉
采集利用無人機對目標果樹或目標范圍內的果樹進行圖像的采集,并將采集的數據傳送至系統后臺。
2.4數字圖像處理
將無人機采集的圖像進行數字圖像處理,提取有用信息,利用數據庫已有數據分析該樹的患病種類、患病程度。
2.5結果
得出將數字圖像處理得出的信息利用大數據分析,得出該樹的患病種類、患病程度、需噴灑的各種農藥種類選擇、所需農藥噴灑量以及最適宜噴灑濃度。
3研究過程精準
農業是當今世界農業發展新潮流。本項目是基于大數據與數字圖像處理的精準農藥的定量分析研究,致力于建造一個野因樹而異冶精確農藥噴灑量的綠色經濟農業大數據分析系統。該系統研究過程主要包括利用無人機對圖像進行捕捉傳遞;對傳遞回的信息進行數字圖像處理分析;以濟南超算為后端對完成數據挖掘、分析;得出最適宜的農藥噴灑濃度和噴灑量淵圖1冤。
4成效
4.1經濟
因樹而異,根據1株果樹或1片區域內果樹的患病程度不同,確定最適宜的農藥種類排名,相應給出最適宜的農藥噴灑量和噴灑濃度。這樣更有利于果樹的生長,降低了農藥的使用量,減少了農民的投入成本,降低了農民的經濟負擔,提高了農民的收益[4]。
4.2綠色
農藥使用量的不斷增加,不僅有技術層面和從農人員的原因,也有農藥質量參差不齊的原因,通過提高農藥質量、控制農藥噴灑量可以緩解日益嚴峻的農藥過度使用問題。農藥的過度使用,會污染大氣、水環境,造成土壤板結,同時還會增強病菌、害蟲對農藥的抗藥性。適宜噴灑農藥會減少環境污染,營造更綠色的環境,使農業生產可持續化。利用大數據及信息科學技術改造和裝備實現綠色農業產業科技化,進而實現經濟與綠色健康的相互促進[5]。
4.3健康
在食品健康日益受到關注的今天,精準噴灑農藥可減少因過度噴灑造成的農產品質量下降,嚴格控制農藥噴灑量及噴灑濃度更有益于人類健康。過度使用農藥不僅會危害人類健康,還會破壞生態平衡,造成野生生物和畜禽中毒等。因此,適宜的農藥噴灑量與噴灑濃度會大大減小對人類和動物健康的威脅。
4.4高效
提高農業生產效率以緩解我國人口不斷增多所帶來的糧食生產壓力,同時無人機的使用節約了人力資源,進一步實現了農業機械化、信息化。在我國農田集中處,研究、應用并推廣適合的精準農業,實施恰當的農藥噴灑技術,對提高農產品產量和質量具有重要意義。
2互聯網對農業發展的促進作用
當今社會是一個信息時代,互聯網無處不在,通過計算機和科技研發技術等手段來分析農業生產中的問題,通過計算機控制作業設備,不僅節約了勞動力,而且能夠精化作業效率?;ヂ摼W技術可以快速準確地記錄各種植物的光照時間、適應溫度及生長過程記錄等信息,可以通過計算機互聯網信息中心來分析農作物的生長狀況,若發現問題能夠及時補救,如缺水了可以及時灌溉,從而使整個農業生產過程能夠信息化、數字化、智能化,通過在耕地、播種、施肥、疾病預防、收割、存儲、育種和銷售等環節的應用來提高農業經濟效率?;ヂ摼W促進傳統農業轉型,應使傳統農業向信息化農業方面轉型,確保能夠在農業生產中做到精細播種、精細管理、精細收獲再加工,要充分利用現代科技來優化農業生產作業,從而節約時間和成本,使效益最大化,信息化和機械化的最主要目的是方便于農業生產作業,能夠使農業生產科學有效地進行,通過提高農業生產機械化來提高農業生產效率?;ヂ摼W技術是農民生產可靠的依據,是現代農業發展的需求,借助互聯網平臺提供的數據信息,在育種、栽培、施肥、灌溉等多個環節按照嚴格的標準進行,既實現了傳統農業的改革,也促成了農業生產的標準化,有助于提高土地生產率、勞動生產率、資源利用率、投入產出率。
3互聯網在現代農業中的應用
3.1在農業生產設備中的應用
互聯網在農業生產設備中的應用,主要體現在機械自動化方面,如GPS應用于大型機械中,能夠使機械自動駕駛、自動播種施肥、自動噴藥整個過程一次完成,既節約生產時間也節約生產成本。在農業灌溉方面,通過對農田土壤水分采集數據的分析來看,把數據反饋到灌溉系統中,實現灌溉實時化、標準化、智能化、可控化,這既保證了農作物的生長需水量,也節約了用水。在農田管理方面主要是發揮監控作用,通過監控能夠隨時隨地地查看作物生長狀況,依托地面自動氣象觀測站、數字化天氣雷達、病蟲害數據錄入系統及病蟲害數據管理測報專家系統,實現病蟲害及自然災害監測與預防的智能化,以便發現問題或病害能夠及時處理[1]。
3.2在農業生產管理中的應用
互聯網在農業生產管理方面的應用,主要是利用互聯網建立農村服務網絡平臺,這個平臺能夠使資源共享和信息共享,可以通過計算機網絡來查看哪個季節適合種植什么樣的農作物,也可以查看農作物在生產過程中需要注意的事項等,也可以隨時查看農產品生產資料和銷售方面的實時情況,可以在網上對農產品進行買賣交易,既快捷有方便[2]。
3.3在土地管理中的應用
隨著我國經濟與社會的發展,土地管理所涉及的內容越來越多,為實現土地管理標準化和科學化,必須建立高科技的土地管理方式。而只有現在的互聯網技術能夠滿足現在土地管理的需求,互聯網技術可以給土地管理提供準確的數據,在土地管理過程中可以利用這些數據來實現土地管理現代化,建立林地管理信息系統,其中最主要的是防火和防洪,互聯網技術能夠實現對森林和土地的實時監控,利用龐大的計算機數據庫來結合實際的地形地貌,在發生火災和洪災時能夠及時有效地進行控制治理,實現及時管理、有效預防的效果[3]。
4結語
互聯網的應用是未來我國農業發展的主要方向,農業經濟的發展離不開互聯網技術的大力支持,利用現代信息化的大數據和互聯網技術來分析農業發展前景,加快農業經濟快速發展和發展模式改革。因此,應共同研討如何運用最先進的互聯網思維、互聯網技術改造和提升傳統農業,創建一個全新的現代農業發展格局。
參考文獻
[1]錢晟磊.論計算機網絡對社會發展的影響[J].市場周刊(研究版),2005(S1):79-81.
農業現代化是相對于傳統農業而言的,其實質體現了當代科學技術在農業上的綜合應用,它是一個歷史的和動態的概念。在經歷了原始農業、傳統農業、工業化農業(石油農業或機械化農業)后,農業正在進入以知識高度密集為主要特點的知識農業發展階段。近些年來,隨著現代科學技術的迅速發展,世界上興起了以生物技術和信息技術為主導的新的農業科技革命浪潮,新型的農業模式――“數字農業”應運而生。
一、數字農業在世界及我國的發展
1998年1月31日,美國副總統阿爾.戈爾在加利福尼亞科學中心發表了題為“數字地球:21世紀人類認識地球的方式”的演講,提出“數字地球”(DigitalEarth)的概念,“數字地球”很快成為世界各國21世紀的發展戰略。“數字農業”(DigitalAgriculture)是“數字地球”的組成部分,是“數字地球”的子系統。依據“數字地球”的概念和含義,“數字農業”是指在數字地球的框架下,以有關標準和規范為指導,以“3S”技術(即,GPS技術,全球衛星定位系統;GIS技術,地理信息系統;RS技術,遙感技術)為支撐,運用計算機網絡技術、通訊技術,使數據獲取自動化,解決海量數據的存儲與分析問題,實現農業數據的網絡化,農業預測決策的智能化,最終實現農業的信息化。數字農業同時也叫信息農業、智能農業、精細農業和虛擬空間農業。海灣戰爭后,衛星定位系統(GPS)技術的民用化,促使它在國民經濟許多領域的應用研究迅速發展,推動了“數字農業”技術體系的廣泛實踐。1993年,美國開始試行數字農業模式。1993-1994年,數字農業首先在美國明尼蘇達州的兩個農場進行試驗。結果用GPS技術指導施肥的產量比傳統平衡施肥的產量提高30%左右,而且減少了化肥施用總量,經濟效益大大提高。數字農業的試驗成功,使得其技術思想得到了廣泛發展。目前,美國20%的耕地、80%的大農場都已實行這種模式,數字農業必將得到普及和發展。1996年,北美約19%的300公頃以上的規模化農場已經利用GPS技術,目前北美已有2000臺谷物康拜因安裝有產量傳感器。近些年來,歐美等若干國家已開始對玉米、甜菜、土豆、甘蔗、棉花等聯合收割機進行產量計量傳感的研究,以處方圖讀入裝置的可自動選擇種子類型、按處方調節播量的小麥精密播種機、自動施肥施藥機、可控噴水量的噴灌機等,均有商品化生產。與智能化農業機械配套的GPS定位系統,可用于農田土壤、苗情、病蟲、草害的信息采集和操作,通過電子傳感器和GPS裝在聯合收割機上的儀器,在整個收獲季節,可以不斷地記錄下幾乎每平方米面積的產量及其它信息。GIS用于數據存貯、分析、處理和表達地理空間屬性數據的計算機軟件平臺,主要作用于土地管理、土壤成份、土層厚度、土壤中氮磷鉀有機肥含量、當地歷年來的氣溫、降雨、雷災及大風風速等,以及作物苗情、病蟲草害的發生發展趨勢、作物產量的空間分布等方面的空間信息數據庫和進行空間信息的各種處理,為建立作物栽培管理的輔助決策支持系統,投入產出分析模擬模型和智能化專家系統,作出診斷,提出科學處方,指導科學調控制作。
進入90年代以來,信息技術的飛速發展,真正使農業產業產生新的變革。我國農業在過去的20多年時間里,有了很大的發展。但是,與國外發達國家農業相比,還有很大的差距,而且差距是全方面的,主要問題是:目前我國農業生產投入大、產出少,科技含量低,資源的利用率和轉化率偏低。據統計,國外發達國家農業產量的提高,83.3%依靠科技投入,只有16.7%依靠耕地面積的擴張。因此,解決我國農業存在的問題,必須依靠科技進步,新型的現代農業取代傳統農業已成必然之勢。我國對數字農業的認識尚處于啟蒙階段,但政府對此已予以高度重視。1998年6月1日,主席在接見出席中科院第九次和中國工程院第四次院士大會時,提出了發展“數字中國”的戰略。1999年12月,數字地球國際會議在我國召開,作為數字地球的主要應用領域之一的數字農業,成為大會討論的主要內容。我國也已經在新疆和北京分別建立了用GPS技術和遙感技術控制農業機械操作的試驗地。盡管在實現數字農業模式方面還有許多基礎工作要做,需要大量投入,但進入實質性階段,應該為時不遠。數字農業反映了農業現代化的大趨勢,它必將成為21世紀農業的嶄新模式。
二、縣級數字農業系統建設的必要性
縣級農業在全省乃至全國有著重要的地位,起著特殊的作用??h級數字農業系統建設,可以使農業各個方面(包括種植業、畜牧業、林業)的各種過程(生物的、環境的、經濟的)基本實現數字化;各種農業信息技術廣泛地應用于農業;在農業的各個部門(生產、科研、教育、行政、流通、服務等)基本實現數字化與網絡化管理。黑龍江省慶安縣是全國綠色食品之鄉、國家級生態示范區、全國商品糧基地縣和國家A級綠色食品水稻生產基地?,F以慶安縣數字農業系統建設的必要性為例,來說明縣級數字農業系統建設是必需的和重要的。這樣,不僅可以促進縣級農業信息化的發展,而且,也可以對全省乃至全國農業信息化的發展起到示范、引導和推進作用。
(一)提高農業生產技術水平的需要
我們現在的農業生產技術還相對落后,農業品種繁雜,優良品種普及率不高,農業生產技術還主要停留在經驗型階段,農業先進技術的推廣應用速度不快,傳統的農業生產方式還制約著農業的發展。實現數字農業,可以使各種農業科學技術與專家經驗通過網絡系統,直接傳播到農民的千家萬戶,各種現代化的種植、自動化的灌溉、科學化的施肥、智能化的溫室以及現代化的養殖、現代化的育林系統,將在縣級逐步普及,從而加快提高縣級農業生產技術水平。
(二)加快農業生物技術應用的需要
農業生物技術是現代農業中增加產量、提高品質的重要手段,而縣級農業生物技術的應用還十分有限,以農業生物技術促農業發展和加速發展的潛力還非常巨大。只有實現數字農業,才能把農業生物技術信息與農業的發展緊密地結合起來,進而加大縣級農業生物技術的應用范圍。
(三)增強農民科學文化素質的需要
農民科學文化素質對農業的發展至關重要。但是,縣級農民的科學文化素質還普遍不高,不能適應現代農業發展的要求。實現數字農業,通過網絡的信息傳遞,農民將終身地接受最先進地科學文化教育和農業技術教育,必將加快提高縣級廣大農民的科學文化素質。
(四)促進農業向優質、高產、高效發展的需要
發展“兩高一優”農業是市場經濟的客觀要求,縣級各種農產品雖然單產不低,但農產品的品質普遍不高,直接影響農產品在國內外市場競爭的能力和農民的收益。實現數字農業,可以使農民通過先進的信息手段,運用先進生產模式,促進“兩高一優”農業的發展。
(五)加大產加銷一體的農業產業化步伐的需要
農業與工業不同,它既受自然規律的影響,又受市場規律的制約,屬于弱質產業。農民一家一戶的生產經營,規模小、風險大、效益差,很難形成主導產業和主導產品,很難形成區域優勢。只有走銷、種養加、貿工農、農科教一體化經營服務的農業產業化之路,才是農業走出弱質產業的根本途徑。實現數字農業,各種農產品加工、保鮮、儲藏都將得到電子信息技術的武裝,提高自動化的程度;電子商務的應用,必將擴大縣級農產品的國內外市場,廣大農民將直接與國內外市場建立聯系,了解國內外的市場動向,以便對農業的生產與銷售做出相應的決策。
(六)保持農業可持續發展的需要
農業的可持續發展決定著人類的生存與發展??h級生態環境還存在著諸多不如人意的問題。實現數字農業,依靠宏觀農業模型與宏觀決策系統的支持,使縣級的農業發展與農業環境資源治理協調統一;農業遙感技術和地理信息系統與農業模型的結合,將使縣級對農業環境資源的動態監測工作更為完善;依托網絡技術和數據庫技術,及時正確地掌握農業環境資源數據,及時地制定和調整政策與對策,使縣級農業沿著最合理的方向可持續發展。
(七)加速縣級農業與世界農業接軌的需要
入世以后,我國的農業發展受世界農業的影響和制約,這是一個非常現實而又十分緊迫的問題,解決這一問題的關鍵在于實現數字農業,利用現代信息網絡手段,應用最先進的農業技術,提高農產品質量,加強農產品競爭力,使農業技術,農產品質量和價格與世界接軌。
總之,建立數字農業系統,實現數字農業,必將使縣級農業面貌得到極大的改觀,農業會從一種低水平的依靠經驗為主的產業,轉變為一種高水平的依靠高新技術的產業,實現傳統農業向現代農業的轉變。
三、縣級數字農業系統建設的總體構想
數字農業是發展現代化農業的大趨勢,是一個挑戰性的國家目標,是一項巨大的不間斷的系統工程。抓好縣級數字農業系統建設,將對全省乃至全國發展數字農業起到示范、引導和推進作用??h級數字農業系統建設的技術創新點,在于技術應用上的創新,在于系統管理上的創新,在于運行機制上的創新。
數字農業系統建設的著眼點應該是農業因素和過程的基本數字化,農業運行機制的基本數字化,農業信息技術全面應用的普及化。
數字農業系統建設的立足點應該是利用五年左右的時間,構建縣級數字農業系統基本框架。重點是搞好五大系統建設,即農業數據庫系統建設、農業控制系統建設、農業監測預測系統建設、農業決策支持系統建設和農業網絡信息系統建設。
(一)構建農業數據庫系統
農業數據庫系統建設,主要側重于三個方面,即農業生物數據庫、農業環境資源數據庫和農業經濟數據庫。農業數據庫的建立,是數字農業的最基礎工作。在建設過程中,遵循項目設計的規范化,堅持完備性、擴充性和實用性原則,充分保證數據一致性和完整性。在農業生物數據庫方面,對各種農作物、畜禽水產生物、食用菌藻生物建立其品種、品系和近緣生物的數據庫;各種農業病菌、農業昆蟲、農業微生物建立其分類體系,特性特征、生態類型、生理小種的數據庫。在農業環境資源數據庫方面,建立盡可能完備的氣候氣象數據庫、詳盡的土壤資源數據庫、水資源數據庫和農業環境數據庫。在農業經濟數據庫方面,建立比較完備的人口、土地、耕地,各種作物面積和產量,各種畜禽生物的數量,農民收入、農民消費、農民就業和鄉鎮財政等數據庫。
(二)構建農業控制系統
農業控制系統建設,主要側重于兩個方面,即農業自動化和精確農業。農業自動化是將環境監測、數據采集、數據分析、數據傳送與環境控制的軟件和設施相結合的整套系統。精確農業由于播種、施肥、灌溉、用藥等操作在用量上更為精確,因此,可以達到優質、高產、高效,并且將對環境污染減輕到最低的程度。在農業自動化方面,對糧食、蔬菜、畜禽產品的保鮮、儲藏實施自動化技術;對溫室大棚進行自動化控制。并且,把自動化技術應用于微生物發酵、農業菌藻生物的培育和農產品加工。在精確農業方面,應用現代信息技術、生物技術、工程技術等一系列高新技術,進行精確播種、精確施肥、精確灌溉、精確用藥和精確收獲。
(三)構建農業監測預測系統
運用地理信息系統(GIS)與遙感技術(RS),對農業環境資源進行監測和預測。地理信息系統是將系統科學、信息科學、計算機的數據采集、處理和分析模型,數據庫技術與計算機圖像技術密切結合起來的綜合性技術。遙感技術是將空間技術、傳感器技術、通訊技術與計算機技術相結合的綜合性技術。地理信息系統與遙感技術的結合應用,將使農業資源環境的監測與預測得到根本性的改觀。農業監測預測系統建設,主要側重于五個方面
(1)農業土地、耕地、土壤、森林、草原、水面等各種農業資源的探測、評價與動態監測。
(2)各種農業災害(洪澇、干旱、風暴、病蟲害等)的實時監測與預測。
(3)各種農業作物面積與產量的監測與預測。
(4)農業環境(大氣、土壤等)污染的監測與預測。
(5)各種農業作物、畜禽、水產,經濟林木的地區適應性分布的研究,為農業產業結構調整提供依據。完成以上任務,需要與各種相應的農業模型相結合。
(四)構建農業決策支持系統
農業決策支持系統是應用各種專門的計算機軟件,幫助對農業中的各種問題進行決策。農業決策支持系統建設,主要側重于四個方面:(1)農業規劃系統(PS)∶應用運籌學中的各種數學規劃方法(如:線性規劃,非線性規劃,動態規劃,整數規劃,決策論等),對農業問題進行決策。
(2)農業專家系統(ES)∶應用專家經驗的計算機軟件,解決一些主要依靠專家經驗進行決策的農業問題。
(3)農業模擬決策系統(SDS)∶將農業模擬與決策相聯系,主要采用二種方法:其一,通過計算機的模擬性試驗;其二,將模擬與專家系統相結合,這種方法與單純的專家系統相比,其機理性較強,但在決策中還是要受到專家經驗的局限。
(4)農業模擬優化決策系統(SODS)∶將農業過程的模擬與農業的優化原理相結合,在此基礎上,做出各種農業決策的完整軟件系統。SODS在農業生產指導上,既有很強的應用性,又有很強的通用性。同時,它還有預測的功能,可以提高農業生產的預見性。
(五)構建農業網絡信息咨詢系統
農業網絡信息與咨詢系統是向社會公眾提供服務的窗口,包括部分業務數據、圖形圖像數據以及多媒體數據等。農業網絡信息與咨詢系統建設,主要側重于硬、軟件兩個方面建設。就硬件建設而言,數字農業系統建設的各種信息都需要計算機網絡荷載,這就需要建設好中心交互平臺。就軟件建設而言,數字農業系統建設需要搞好各類信息的處理,建設各種數據庫,以滿足各有關部門及用戶的需要,這就需要建設好數字處理中心。搞好中心交互平臺建設,中心交互平臺是“數字農業”心臟,縱向上與國家、省、市 “數字農業”平臺鏈接,下與各鄉鎮(林場)平臺鏈接,通過鄉鎮(林場)平臺與村及農戶(包括林業生產點、養殖場)聯網;橫向與農、林、水、畜、機、氣象等涉農部門局域網平臺鏈接。搞好數字處理中心建設,數字處理中心是“數字農業”的“數字原料”集散地或貯存庫,它把農業的各種原始數據,通過數字處理中心收集、整理、加工后,根據需要,分門別類的貯存于各種數據倉庫。同時,它又把接收國家、省、市的需要再加工的各種信息,也貯存于數據倉庫,供領導決策和涉農部門提取和使用。各有關系統加工后的“數字產品”和決策系統的信息,通過數字處理中心及時給用戶,并在各種數據倉庫中歷史留存。
以上數字農業的五大系統建設,構成縣級數字農業系統建設的基本框架。在其系統建設中,以數據庫系統建設為基礎,以控制系統建設為手段,以監測預測系統建設為工具,以決策支持系統建設為目標,以網絡信息系統建設為窗口,重點突出中心互動平臺建設。要在有代表性的重點鄉鎮,實行數字農業系統建設的試點工作。
參考文獻:
關鍵詞:
農業信息化;農業技術;效率
1實現農業信息化的過程
實現農業信息化的過程如下:
1)農業信息基礎設施建設。該過程中,要建設信息網絡農業信息基礎設施,并對農業信息資源進行開發和建設;
2)對農業信息技術集成系統進行開發和應用。主要包括構建農業信息系統模型、集成信息系統開發以及實現農業信息技術產業化等;
3)信息農業階段。實現農業基礎設施裝備信息化、農業技術操作全面自動化和農業經營管理網絡化。
2農業信息化對農業技術效率的促進作用
2.1提高農業市場信息傳播范圍及速度
可將農業市場信息細化為農產品市場信息和農業生產資料信息。對各農產品信息具備清晰地認識和了解,明確市場需求,繼而依據潛在需求,進行農產品生產及開發,避免生產銷售過程中過于盲目。在該過程中,實現農業產值增加,使農業生產技術效率不斷提高。對各類農業生產資料市場信息具備清晰地認識和了解之后,有助于農戶和企業優選性價比高的農資產品,實現農業生產成本控制,減少不必要的資金浪費,提高農業生產技術效率,對我國農業發展起到推進作用[1]。
2.2有助于政府政策信息推廣
傳統農業發展背景下,農戶一般通過村廣播或村集體會議,對國家農業政策具備初步認識,信息傳播速度慢,甚至出現失真情況。近年來,網絡信息化背景下,可將國家最新農業政策傳達到農村,使每個農戶都能夠對其具備清晰的認知,無論是信息傳播速度,還是準確率,都有所提升。而農業生產者依據具體政策,結合區域性因素及市場需求等,對農業生產方式和結構等進行科學調整,使農業生產更加合理,實現農業生產技術效率的提高,為區域性農業發展提供助力。
2.3提高農業技術信息的傳播范圍和速度
采用現代生產技術,使病蟲害防治及灌溉工作更加科學、合理,從而使農業生產技術效率得到根本性提高。傳統生產觀念的制約,及信息手段落后,增加了農業技術信息的推廣及應用難度。而受制于發展水平,我國農業科技成果轉化率比較低,難以滿足農業信息化要求。借助現代信息技術優勢,在農村實現農業技術信息傳遞,從根本上提升新技術的推廣和應用速度,使我國整體農業技術生產效率及水平不斷提高。
2.4提高農業生產技術效率
在農業生產中,應用以現代信息技術為背景的農田信息管理系統、墑情監測系統和遙感系統等數字農業技術,能實時監測農作物和土壤,對農作物生長發育情況、病蟲害問題、水肥狀況及外部環境信息等具備清晰的認知和了解,使信息系統更具動態性和空間性,以有效模擬農業生產現象及過程。在農業生產中,對各項資源進行優化配置,實現生產成本控制,并改善生態環境,從根本上提高農作物的品質和產量,為人們供應高質量農產品。數字農業技術有助于農業生產技術效率的提高,使農業生產朝向集約化方向發展[2]。
2.5提高農業人員科技文化水平
農業工作人員和農民的素質及技術水平,直接關乎農業生產技術效率。農業信息化背景下,加大科技文化知識傳播力度,對農民進行培訓,以提高其綜合素質及農業生產水平。并確保農業工作人員具備很高的專業技能水平,真正服務于農業生產[3]。采用該種方式,能夠使他們對信息和市場進行更好地把握和應用,提高勞動生產率,并促進農業生產技術效率的提升。
3結束語
綜上所述,農業信息化以其獨特的優勢,促進了農業技術效率的提升。而農業信息化對農業技術效率的作用受區域因素影響,政府和相關部門要依據我國各地區農業發展背景及要求,對其進行合理應用,降低農業生產成本,提高農產品質量和糧食產量,最大程度上保障農業生產效益,為我國農業發展及農產品開發提供廣闊的市場競爭空間。
參考文獻:
[1]何鋒,李俊杰.我國農業信息化對農業技術效率的促進作用研究[J].農業網絡信息,2014(8):5-11.
1.前言
農業空間管治是強調控制和協調,對農業地域空間資源的計劃性配置的新理念川。跨人21世紀,國家正在建設信息高速公路、構筑數字農業。農業空間管治面臨著發展的機遇和挑戰。一方面,數字農業可為農業空間管治提供多元、分散、網絡型和多樣性的農業管理和控制決策支持信息流,利用數字農業信息高速公路網絡構建農業管治決策支持系統,實現科學化的最佳決策。對現代農業這一規模龐大、結構復雜、功能綜合的自然與系統施行科學管理,對農業問題做出全面、準確地分析和評價,對農業未來發展進行科學、合理的推斷與預測,使其協調可持續發展,并對農業空間管治決策進行科學論證。另一方面,經濟的網絡化、全球化,使農業空間格局發生變化,農業構造單元的活動已不再局限于本物理空間。若不采取新的農業空間管治模式,即沒有數字化、網絡化信息平臺支持,農業空間管治就會失控失調。
農業空間管治是以農業空間資源分配為核心,將經濟、社會、生態等可持續發展,以及資本、土地、勞動力、技術、信息、知識等生產要素,在虛擬四維時空中的數字化實現。數字農業空間管治可為政府部門和非組織管治決策提供多要素、多層次、多時態的農業自然、生產、社會與經濟信息,使其能更好、更有效地實現農業空間管治目標。
數字農業空間管治信息是農業空間管治最基本和最重要的數據組成部分。農業空間管治所涉及的信息須按一定的標準和規范置于統一管理之下,使農業空間管治工作有一個規范標準化的高質量數據基礎。信息數據質量的好壞,直接影響著空間管治分析評價與決策結果的可靠程度和空間管治目標的真正實現。對于農業空間管治,由于其操作對象具體,功能目標明確,應用范圍集中于農業區域,空間信息的尺度變化較大,數據質量對應用結果的影響非常明顯,在數據質量方面的要求也就更高。因此,在數字農業空間管治研究中,信息數據質量體系研究是一項十分重要的基礎研究工作。
2數字農業空間管治信息數據質量的影響因素
數字農業空間管治信息數據主要有圖形數據和屬性數據兩大類。圖形數據包括基礎數據和專題數據,如土地測量數據、地圖數據和遙感圖像數據等。這些數據的各種數據源都帶有一定的誤差因素,并將之引人數字農業空間管治信息管理的數據庫中。另外,數據源在時間精度(即現勢性)和數據空間范圍與數據內容方面,若不能滿足農業空間管治應用的需要,也會嚴重影響農業信息數據應用的質量。
數字農業空間管治信息數據的質量問題,實際上是伴隨著數據的采集、處理與應用過程而產生并表現出來的。第一個階段是空間管治信息數據的采集和保存;第二個階段是數字農業空間管治信息系統數據庫的建立,包括數字化、數據錄人和必要的數據轉換、數據處理;第三個階段則是在數字農業空間管治決策支持信息系統中對數據的操作、分析評價和決策。每一個階段都包含前一個階段所帶來的原有誤差,并增加了本階段所引人的新的誤差因素。因而,數據質量的影響因素可以數據獲取和應用過程的這三個階段為線索來考查。
(1)數字城市空間管治數據源影響數據質量的因素
數字農業空間管治的數據源,通常包括外業測量、勘丈、調查記錄的數字化數據、圖紙、圖像和文檔材料等。數字農業空間管治數據源的質量問題,包括這些數據源的采集和生成過程中產生的誤差,如測量中由測量方法、儀器及人員操作帶來的誤差,遙感的系統誤差及干擾誤差,文檔材料在社會調查和統計時產生的誤差,地圖本身固有的誤差(包括數學基礎的展繪、編繪、清繪、制圖綜合、地圖復制以及套色誤差),遙感解譯過程中產生的定位和分類誤差等等,以及數據源在保存過程中產生的誤差,如圖紙變形誤差等。
(2)數字農業空間管治決策支持數據庫建立中對數據質量產生影響的因素
根據目前的技術方法和設備條件限制,數字農業空間管治決策支持信息系統所采用的數據源,主要還是來自土地利用規劃圖、外業測量和調查、統計資料等。這類數據源,必須經過數字化和數據錄人以及二者之間的連接配準,也許還要經過一定的格式轉換,才能進人空間管治決策支持系統,成為數字農業空間管治決策支持信息系統數據庫中的原始數據。
這一部分數據質量問題,包括決策支持信息系統數據獲取、數字化和數據錄人以及數據格式轉換所引起的質量問題。影響這部分數據質量的因素主要在于數字化采集儀器的精度、數字化方法以及數字化操作精度、統計數據錄人中的差錯等。這類數據質量問題相對比較簡單,影響因素容易發現,可控制程度相對較高。
(3)數字農業空間管治分析和處理過程產生的數據質量問題
在數字農業空間管治評價和決策過程中,運用農業空間管治決策支持信息系統分析和處理,可能影響其數據質量問題的因素包括計算、拓撲、疊加。這一部分的數據質量問題,是由數字農業空間管治決策支持系統的分析和處理過程引人的問題比較復雜,影響因素較隱蔽,產生的誤差也比較難估計。
3數字農業空間管治信息的質量指標
3.1數字農業空間管治評價與決策指標體系
數字農業空間管治是一項起源于農業發展中土地結構的更新改造活動,促進農業可持續發展的工作。從任何一項農業更新改造規劃開始,到更新方案實施,農業空間管治都需要依據國家的各種法規對更新項目進行空間準人審批和空間管制決策評價。從規劃控制的系統結構來看,評價對農業更新改造有著十分重要的意義。
(1)農業空間管治評價類型與結構。根據農業空間管治評價對象和方法的不同,農業空間管治的評價可分為三種不同的類型:
現狀評價:分析和評價土地利用、農業生產結構和環境質量優劣程序,確定現狀綜合評定值。對現狀息信進行評價是農業更新規劃控制的起點。一方面,總體上根據現狀評價的結果在整個農業區劃范圍內界定更新的對象,排列土地結構更新的先后次序。另一方面,針對具體更新區域的不良因素進行罰分評價,為下一步制定更新目標提供充分的現狀信息。
空間準人評價:針對農業發展目標,評判農業更新改造項目對現狀的改進程度,確定更新方案的綜合評定值,是確立正確的土地利用規劃目標所依靠的有力手段,它不僅可以對單一的目標進行評價,以確定它是否符合農業區劃建設,社會、經濟、環境發展的原則和農業更新的實際需要,而且可以對多種土地利用方案和目標進行比較和優選,從中選出最為合理的方案和目標。
空間管制評價:評價土地利用規劃目標的實現程度,確定更新后的綜合評定值,是對于更新以后的土地利用所進行的檢測。它一方面對前一階段的土地利用規劃目標進行檢驗,另一方面為下一步的土地利用規劃控制提供新的決策信息。
其評價體系主要由兩大部分構成,即評價指標體系和評價方法體系。指標體系是整個評價程序的框架和基礎,也是建立科學的評價方法的必要前提。因此,我們有必要建立一套較為完善的農業空間管治評價指標體系,使農業空間管治的評價在內容上趨于客觀和全面.在結構上趨于系統和嚴密,使得農業空間管治的決策更為科學和合理。
(2)農業空間管治評價指標體系的建立
影響因素分析:影響農業空間管治的因素很多,諸如國家對國土資源開發利用、耕地保護、建設社會主義新農村的農業政策,國家的經濟實力,農業的整體結構和功能,社會對土地利用規劃更新的期望值,以及更新區域的社會物質條件等等。其中,對農業空間管治最具直接影響的因素是土地結構更新區域的物質和社會狀況,農業的社會物質條件所包含的內容極為豐富,既包括土地結構、建筑建造、農業基本設施、道路交通等,也包括社會組織、歷史文化、人文景觀、農民收人等經濟文化因素。它是土地結構更新地區農民生活質量和農業現代化的尺度和標志,也是農業土地結構更新評價指標的原始素材。因此,需要根據國家現行的各類相關法規和規程規范,全面綜合地考慮農業空間管治的各種影響因素,建立評價指標體系。評價指標體系:根據其不同內容將其分為兩大類。即空間準人評價體系和空間管制評價體系。
評價體系均以統一標準的位置(坐標)、高程、面積三種幾何物理量作為評價指標。無縫鑲嵌于數字農業空間管治信息分類體系中。圖1為空間準人評價指標體系之一:農業生產控制評價指標體系。
3. 2數字農業空間管治信息數據質量指標確定
數據質量指標是農業空間管治數據質量控制的重要依據。根據對數據誤差來源、性質、類型和大小以及產生的原因的分析。提出數據質量控制指標確定思路。
首先,數據質量是一個相對的概念,甚至衡量數據質量的標準也會隨具體應用的特點和要求而變化。其次,數據質量本身具有不確定性,除了可度量的空間和屬性誤差外,許多質量因素是很不明顯或是很難確定的。因此,數據質量問題中,有可以減小甚至消除的誤差,也有很難檢測和控制的因素。本文研究數字農業空間管治信息的數據質量控制,先僅針對其中可度量和可控制的質量問題而言,主要集中在數據源的信息采集、數字化處理和過程部分。數據質量不確定性另設專題研究。例如土地使用與管理單項空間管治數據質量指標確定,土地資源調查質量指標確定如圖2所示。
根據上述確定的空間管治信息質量分類指標,可將空間管治信息質量分類指標歸納統計于表1.
1重要意義
1.1能為我國糧食自給自足和糧食安全性提供精確的數據
為了使獲得的農業數據真實可靠并且具有全面性,需要對我國農業科技開展基礎性長期性數據監測工作,從而促進我國農業更快地發展,為國家的相關重要決策提供數據支持。在這個過程中,需要工作人員對影響我國糧食安全的所有要素和數據都進行采集,并進行科學保存和系統分析,以保證國家能夠在第一時間掌握我國農業發展現狀,并能以這些數據為依托制定出更符合農業發展特點的宏觀決策。此外,做好農業科技基礎性長期性數據監測工作也能夠同時解決農業環境、消耗資源、糧食產量、農業發展等重要問題,在此基礎上才能建立起一套完善的、科學的、能夠準確跟蹤并掌握我國糧食安全問題的機制[1-2]。這不僅方便對收集來的信息進行整理、分析以及深入研究工作,還能對未來農業的發展起到預警和預測的作用。
1.2有效促進農業發展、科學技術進步以及科學理論創新
從目前農業發展情況來看,我國農業發展受到了一定阻礙。究其原因是隨著人們生活水平的提高,人們對資源的需求也越來越大,但隨之而來的生態環境惡化問題也對農業發展造成了不良影響。目前,農業發展過程面臨的主要問題是環境污染嚴重、土地質量下降以及地下水存量不足等問題,要解決這些問題就必須應用綜合集成技術,該技術整體性較強的特點有助于農業技術的整體提升。同時還應該了解到,農業科學的試驗性很強,因而就需要通過長時間的系統動態監測來對農業生產過程中的關鍵要素進行全面掌握。這樣不僅對農業發展有著極大的促進作用,還對探索自然規律、人們的日常生活對自然界的影響以及在多種觀測數據的基礎上構建模型有著較大的幫助。
1.3全面促進農業科技的資源集成
隨著科學技術的不斷發展,人們逐漸認識到科技基礎性工作的重要作用,其對于科學技術的革命和突破有著關鍵作用。在此前提下,農業科技研究和創新也在朝著社會化、網絡化和全球化的方向發展,從而使相關的服務和數據資源建設全面邁入數字化時代。在現代農業發展過程中應用單項技術對生物、信息和工程技術進行了科技創新,并使其呈現集成化的發展態勢?,F代農業的科技創新,離不開大量基礎數據的收集以及分析整理,這就需要依靠系統的長期性監測數據的支持,從而為農業科學技術創新打下良好基礎。
2現狀
科技基礎性長期性數據監測工作無論是對于發達國家還是對于發展中國家都有著重要意義,科學技術創新離不開科技基礎性長期性數據監測工作,這對于農業科技創新來說也同樣適用。我國的專家學者們也基于此工作為農業科技發展以及創新而努力,并取得了重大突破。在農業科技基礎性長期性數據監測工作的要求下,我國先后在20世紀60要70年代建成了包括湖南祁陽、山西壽陽以及山東德州在內的多個環境科學實驗站,并在“七五”期間投資近700萬元建成數據標本庫,從而組建了土壤肥力監測網絡,對全國進行農業數據的監測和整理分析。編制了國家農業科學數據中心觀測監測指標清單及標準規范,這些規范在作為后續觀測工作的依據的同時也形成了完整的工作體系,不僅在多個方面(如生態環境數據研究、土地質量數據分析等)取得了積極的進展,也使我國農業基礎性長期性的科技工作進入了系統化、全面化以及深入化的新階段。
3存在的問題
3.1規劃不充分
傳統的農業數據監測通常是將其并到某一個科技項目中執行,在這個過程中由于數據監測工作不是作為獨立工作存在,因而對農學數據監測工作的規劃就不夠充分,從國家的角度來看缺乏長遠規劃。再加上我國農業科研機構眾多,各部門之間缺少相互協調機制,這就使當前的農業數據監測工作缺乏系統設計,繼而在某些重要的學科領域有空白現象產生。
3.2各監測部門缺乏共用共享機制,監測網絡尚未形成
由于各農業科研機構各自為戰,嚴重缺乏合作和互動,這就使各機構不能進行數據互通并實現數據共享。同時還要注意的是,各監測機構沒有統一的管理規范,在工作過程中沒有工作依據,共享方式落后,嚴重阻礙了學科之間的交叉和滲透,從而影響研究成果的產出。
3.3對數據缺乏系統分析及正確的處理應用
雖然目前我國通過長期對各區域進行監測取得了大量的農業科研數據,但還缺少一個能將科學數據進行二次開發的平臺,這也是提升我國農業發展水平的關鍵。
3.4經費投入不足,科技創新能力不足
目前,我國對于數據監測工作的投資機制還不完善,這就使監測研究工作的系統性和長期性受到嚴重影響。同時,由于經費不足,相關設備比較落后,限制了各機構的科技創新能力,影響了農業科技的發展速度。
4建議
4.1農業大數據前沿基礎研究
各科研機構應對農業大數據的特點進行分析,對數據密集型的知識理論進行深入探究,并在結合當前對于農業科技技術的需求前提下,開展對于農業大數據的復雜性研究,從而更快地構建出復雜性模型,以促進農業科技水平的發展[3]。
4.2完善農業大數據的標準規范
應根據農業大數據的特點,基于協同方法對網絡化農業大數據采集和監測技術進行進一步的完善。針對農業大數據的采集和監測過程的各個環節建立一套科學的管理規范和標準化體系,使工作人員在進行相關工作時有據可依。
4.3農業生物資源的數據構建
工作人員在進行監測工作時,要注意對農作物的品種、畜禽養殖資源以及產品效應進行數據監測并進行進一步的整理分析,全面掌握其變化規律,以全面提升農業生物育種效率。
4.4農業生產要素的數據構建
進行生產要素的數據構建,主要是對農田土壤質量以及農業生產過程中的各個環節進行長期的數據監測。這其中包括使用的肥料和農藥種類、田間的水分含量、養殖過程中喂養禽畜的飼料類型以及用過的獸藥,在對這些要素的長期觀測中應掌握變化規律,為農業生產要素的科學使用打下良好的基礎。
4.5農業災害數據構建
利用先進的信息采集系統將一片土地的土壤類型、肥力等土壤信息,降雨、日照等氣象信息,以及農業生產動態等信息收集起來,利用信息分析系統將這些信息進行綜合分析處理,決定耕作的種類、方式,在生產過程中使用具有變量施肥、噴藥功能的農用機械根據不同地塊的情況進行精耕細作,從而有效提高產出、節約投入、減少環境污染———在位于北京市海淀區的國家農業信息化工程技術研究中心,中心精準農業工程技術部主任孟志軍為記者描繪了這樣一幅與傳統農業截然不同的圖景,這就是精準農業。
隨著信息時代的來臨,信息技術的飛速發展改變了人類的生活,這一技術在農業上的應用改變了幾千年來傳統農業的生產方式,翻開了農業發展的嶄新一頁?;凇?s”技術即遙感技術(rs)、地理信息系統(gis)、全球定位系統(gps)在農業中的應用,20世紀90年代中期以來,精準農業在美國、日本等發達國家中的實驗研究與實踐有了快速的發展,被譽為“信息時代作物生產管理技術思想的革命”。
承擔這一項目的是一支年輕的隊伍,平均年齡33歲,70%具有博士學位,多是有著農學與計算機專業背景的復合型人才,短短的五年時間,項目的研發已經有了實質性進展,他們開發出了收集信息的農田地理信息系統、分析信息的變量農業處方圖系統、能進行全自動化操作的變量施肥機、變量噴藥機等,目前他們正在打造一個更大的具有綜合分析功能的平臺系統。
——打造“數字農業”技術體系
事實上,精準農業也好、專家系統也好,還有設施農業、虛擬農業等等,這些基于現代信息技術的農業技術系統,都有一個共同的名字———“數字農業”。
“數字農業”是利用信息技術全面促進農業、農村可持續發展,建設現代化農業重要的科學支撐技術?!皵底洲r業”的內容主要包括農業要素、農業過程及農業管理的數字信息化。
“數字農業”是農業信息化的核心,也是農業信息化的具體表現形式。
“數字農業”正在使人們對科學利用農業資源潛力的認識和作物生產管理觀念產生深刻的變革,促進農業科技界突破傳統的以單學科研究為主的工作方式,通過多學科的融合和協調,將多種科技成果組裝集成,直接為農業生產的持續發展服務。
——以國產化與社會化為目標
“數字農業”是一個具有挑戰性的國家目標。幾乎所有現存的技術基礎,目前都還不足以支撐這樣一個戰略目標的實現?!皵底洲r業”在國內的發展,一方面是將其作為開展農業高新技術研究的重要方向,另一方面是通過“數字農業”技術體系的研究,從中分解出一系列適用新技術,進行國產化和社會化推廣。
作為“數字農業”的核心之一,精準農業的發展正面臨著令人振奮的前景。從精準農業示范基地的實施情況看,這一技術可以廣泛應用于小麥、玉米等大田作物,對品質要求高的經濟作物如煙葉、茶葉等效果也非常明顯,可以有效提高產出率,節約肥料使用率,提高產品質量。
然而同所有引進的技術一樣,精準農業面臨成本過高以及如何本土化的問題,目前基地使用的全球定位系統和聯合收割機等設備都由國外進口,價格高達100多萬元人民幣,只有實現國產化,其成本才能大幅降低,所以,今后精準農業要在關鍵技術上進行自主知識產權的研發和儲備,建立完全的國產化的精準農業信息采集、分析以及應用體系。
新型職業農民和新型農業經營主體的培育問題,從國家到地方政府已經很重視,黨的十也特別提出要求??墒恰靶滦吐殬I農民”的概念在社會民眾中知名度很低。筆者通過網絡進行“你對職業農民是怎樣認識的?”的調查,只有2%的人能夠正確回答。但是,在“你是否愿意做一名職業農民?”問題回答中,只有3.2%回答“愿意”。歧視務農的世俗傳統思想根深蒂固。大量80后、90后遠離農村家鄉,不選擇學習農口專業也不見怪了。如何從思想輿論上重視職業農民,我們的宣傳教育部門任重道遠。
(二)開放教育職業農民培育制度建設與模式創新有待加強
培育新型職業農民是黨的十提出的戰略目標。在國內是個新生事物,因此,職業農民培育的研究剛起步,教學、管理模式有待探索。開放教育職業農民培育創新研究缺乏,教學、管理制度缺失、模式落后。
(三)開放教育職業農民數字化教學資源短缺
適合職業農民教育的開放教育數字化教學資源短缺,甚至是“零”起步。開放教育如何為新型職業農民培育提高優質的學習支持服務已迫在眉睫。
(四)開放教育職業農民培育的實踐基地建設和利用有待加強
如何利用開放教育現有的農民大學生實踐基地建設和創業基地,為新型職業農民服務,需要從硬件和軟件兩個方面加以改革。
二、開放教育拓展職業農民培育業務的對策
(一)充分發揮開放教育網絡作用,做好職業農民重要意義的宣傳
在電大網站開始專欄,廣泛宣傳職業農民和新型農業經營主體對我國社會發展的重要作用,宣傳新型職業農民的優越性和光榮感,特別是要宣傳身邊“新型職業農民”的成功案例,以榜樣的力量吸引社會關注,消除傳統輕農思想的影響,鼓勵青年一代積極選擇農口專業學習。
(二)建立以政府為主導,電大為平臺的職業農民培育管理體系
在市(縣)政府的統一領導下,建立新型職業農民培育領導小組,統籌各縣(區)培育工作。電大作為新型職業農民培育工作的業務指導單位,負責制定指導性培訓計劃、師資統籌、督導評估、認定組織等工作。各縣(區)落實培訓單位,負責培訓組織、教學管理、檔案管理、認定材料申報等工作。
(三)創建適合職業農民特點的管理與教學模式
針對職業農民的特點,堅持“實際、實用、實效”的原則,實事求是,大膽探索,勇于創新,形成組織高效、務實管用、農民歡迎的新型職業農民培育模式。要順應務農農民學習規律特點和生產生活實際,以方便農民和貼近生產為原則,電大要采用校社融合的模式,就地就近下鄉進村辦班,充分利用村級組織活動場所以及現代農業示范園區、農業企業、農民合作社、家庭農場等生產基地開展培訓;緊密結合農時季節組織培訓,理論學習與生產實踐交替進行,促進學用結合和學習、生產“兩不誤”,避免不尊重農民意愿和脫離生產的遠距離和走國場的培訓。
(四)創建適合新型職業農民的數字化教育資源
一是開發“微課”形式的“通識”與“專業”課程。在“微課”設計的目標上要符合現代農業發展,培育具備良好的職業素養和職業道德,掌握農業生產經營的基本能力和技術,具有高產、優質、高效、安全的生產經營理念,能夠從事農業專業化、標準化、規?;图s化生產經營的新型職業農民的要求。在“微課”設計的內容上,包括農業“通識”與“專業”兩個方面?!巴ㄗR”一般包括現代農業和新型農業生產經營體系、農業政策與法規、農業生產標準化和農產品營銷與品牌建設等等?!皩I”要分類,一般分類為:蔬菜生產經營專業技術、果樹生產經營專業技術、水產生產經營專業技術、茶葉生產經營專業技術和畜牧生產經營專業技術等等。二是創建新型職業農民資格認證考核的無紙化考試模擬試題庫。三是在電大網站主頁開設新型職業農民培育欄目。包括:農技資料、技術鑒定、三農信息、培訓管理等。四是創建豐富的由教師團隊統一制作培訓輔導視頻和農業專業技術講座的微課視頻資源。
在我國2000年的《農業科技發展綱要》中,將數字農業放在農業信息技術的首要位置,引起了人們的普遍關注。本文試圖談談對數字農業的認識、存在的問題和建設數字農業的基本設想,以供參考。
1對數字農業的認識
數字農業(digital agriculture)就是用數字化技術,按人類需要的目標,對農業所涉及的對象和全過程進行數字化和可視化的表達、設計、控制和管理。其本質是把信息技術作為農業生產力要素,將工業可控生產和計算機輔助設計的思想引入農業,通過計算機、地學空間、網絡通訊、電子工程技術與農業的融合,在數字水平上對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制,使農業按照人類的需求目標發展[1]。
有的學者認為[2],數字農業是“數字地球”在農業領域的延伸。正如“數字地球”的概念一樣,數字農業這一概念體現了數據和技術的綜合集成。數字農業可以有廣義和狹義之分。廣義的數字農業,即信息化農業,包括農業要素(生物要素、環境要素、技術要素、社會經濟要素等)、農業過程(生產、管理、儲運、流通等)的數字化、網絡化、自動化以及智能化,形成數字驅動的農業生產管理體系。狹義的數字農業,是以農業空間信息機理為基礎的、以“3S”技術為支撐的農業系統空間信息技術體系。
事實上數字農業是一個學術性很強的綜合概念。近年來,與數字農業技術體系有關的理論基礎和應用技術研究,已經成為主要發達國家發展高新技術農業的側重點,成為極其活躍的科技創新領域。數字農業是一項集農業科學、地球科學、信息科學、計算機科學、空間對地觀測、數字通訊、環境科學等眾多學科理論與技術于一體的現代科學體系,是由理論、技術和工程構成的三位一體的龐大系統工程。數字農業是對有關農業資源(植物、動物、土地等)、技術(品種、栽培、病蟲害防治、開發利用等)、環境、經濟等各類數據的獲取、存貯、處理、分析、查詢、預測與決策支持系統的總稱。數字農業是信息技術在農業中應用的高級階段,是農業信息化的必由之路;農業信息化、智能化、精確化與數字化將是信息技術在農業中應用的結果。實現農業農村現代化、保障我國的食物安全、全面建設小康社會的關鍵在于推動農業科技的發展,創造條件進行一次新的技術革命,促使傳統農業向現代農業轉變,促使粗放生產向集約化經營轉變??梢灶A言,數字農業及其相關技術的快速發展和推廣應用,必將成為新世紀農業科技革命不可缺少的重要內容,必將推動農業向高產、優質、高效及可持續方向發展,在帶動廣大農民致富和全面建設小康社會中發揮越來越重要的作用[3]。
2存在的問題
2.1農業信息化水平較低
收集信息、處理信息、傳播信息的軟硬件設備與網絡體系不健全;已開發的大量農業經濟信息系統、農作物病蟲害數據庫、作物品種資源管理數據庫系統、農業土壤系統分類數據庫系統等大多不涉及空間維度,難以適應當前對空間數據信息的需求;對于來源多種多樣、格式也不盡相同的各種數據的實時性、地域性、綜合性處理還需作出很多努力。
2.2農業信息化意識和利用信息的能力不強
一方面,許多基層農技人員和廣大農業從業者,知識老化,整體素質有待進一步提高,對于利用現代技術,收集、處理、利用農業信息的意識和能力不強;另一方面,農業信息加工處理的技術人員缺乏,當前,就連最基本的能夠及時、準確地提供農產品供需信息,對網絡信息進行收集、整理,分析市場形勢,回復網絡用戶的電子郵件,解答疑問等方面的人才也不多,更談不上能夠滿足數字農業發展對于人才的需求。
2.3農業信息化效益不明顯
數字農業還剛剛起步,在國內總體上尚處于探索階段,實用性、普遍性的技術應用還很少,直接帶來的經濟效益還沒有很好地顯現出來。
2.4農業信息數據的管理和標準化工作有待進一步加強
地理信息系統(GIS)以及其他農業信息管理系統為了完成某種分析工作所要求的各種農業數據往往格式與結構不同,而且往往掌握在不同的管理部門或研究機構中。因此,未來建立在網絡上的農業地理信息系統要具備獲取和分析分布式存儲數據的能力,也就是說我們要使所謂的WebGIS能夠協同處理來自不同組織和機構的農業數據[2]。
3建設數字農業的基本設想
隨著經濟社會的快速發展和科技進步,臺州在數字網絡建設、原始數字化數據積累、數字化信息采集及其處理等
方面的工作已有一定的基礎,起動發展數字農業不僅是必要的,而且是可行的。借鑒許多學者的研究結果[4,5],提出建設臺州數字農業的基本設想,就是要在臺州已有農業信息化建設成果基礎上,建立可視化的臺州農業地理信息系統,構建直觀形象的農業信息管理與輔助決策視頻體系,實現農業信息的現代化綜合管理、分析、共享和,徹底改造臺州傳統的農業管理模式,全面提升臺州農業工作的信息化和現代化水平。
3.1整合已有的農業信息
在國家、省級信息基礎設施建設的基礎上,以各級農業部門為依托,建設中央一省一市縣信息骨干網絡系統,形成一個功能完善、性能優良的農業綜合信息網絡系統,并與其他網絡互聯,成為一個全方位的農業資源和經濟信息網絡系統。
3.2信息表達要直觀、形象,并要實現信息系統的聯網
把市內的地形、地貌、交通、村鎮、行政區劃等基礎地理信息以及耕地分布、土壤類型、種植結構、水肥狀況、農作物生長發育、氣象、病蟲害、農民知識、鄉鎮企業、農業法律法規等各種農業信息以圖形圖像等直觀形象的可視化電子地圖與相關信息的形式在投影視頻系統上進行顯示和表達,隨著數字農業的發展,逐步做到與省級、國家級類似的信息系統進行交互式查詢等。
3.3強化對科研、管理等的服務工作
通過對基礎地理信息和農業專題信息的空間分析、網絡分析和追蹤分析等,實現農業科研、管理和決策人員在全市三維農業電子模型上,對農業生產中的現象、過程進行模擬,高效、直觀、形象地為農業工作的規劃、設計、建設、經營、管理、服務、決策等提供科學依據。
[中圖分類號] S126 [文獻標識碼] A [文章編號] 1003-1650 (2014)04-0017-01
一、地理信息系統
地理信息系統(GIS):美國聯邦數字地圖協調委員會(FIC-CDC)關于GIS的定義及概念框架, FIC-CDC認為GIS是由計算機硬件、計算機軟件和不同的方法組成的系統,該系統設計支持空間數據的采集、管理、處理、分析、建模和顯示,以便解決復雜的規劃和管理問題。
二、精細農業
精細農業是綜合應用地球空間信息技術、計算機輔助決策技術、農業工程技術等現代高新科技以獲得“高產、優質、高效”的現代農業生產模式和技術體系。運用全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)、遙感技術(RS)、傳感器及檢測系統、計算機控制器及變量執行設備等信息技術,對大田作物生產實施監控,從而提高農作物的產量和質量,最大限度地保護生態環境,節約資源,保證農業可持續發展。
三、GIS在精細農業方面的應用分析
地理信息系統萌芽于20世紀60年代,我國在80年代開始了這方面的研究和應用。
1.GIS在農業土地地塊等級分類中的應用
利用GIS設定農業用地的取樣位置,對農業用地的營養成分的抽樣采集或者農業用地的年平均產量的數據整理,在Arcmap中借助于SQL語言的編輯篩選功能,從而把收集到的數據進行分類,以達到農業土地地塊的分類分級的效果。
2.GIS在農業病蟲害防治
在農業病蟲害防治方面,主要是利用GIS與GPS、RS的有機結合來實現的,通過全球定位系統(GPS)和遙感技術(RS)把該區域內的農作物的長勢情況以圖像數據的方式傳輸給GIS,通過GIS軟件對于圖片強大的分析系統,分析出病蟲害的傳播、遷移、擴散規律和種群分布空間動態以及病蟲害的發生和環境關系,對病蟲害進行全方位、立體掌握[1],根據GIS圖像數據的顏色值變化趨勢從而能夠準確的對于農作物的病蟲害狀況做出判斷,適時地采取有效的病蟲害防治措施。
3.GIS在農產品估產方面的應用
GIS與GPS、RS相結合,通過遙感技術(GPS)采集清晰的圖像信息,全球定位系統(RS)進行精準圖像定位,通過數據的采集、存儲、分析和輸出地面的要素資料,獲得實況信息,再利用GIS對于采集到的信息進行高精度提取農作物的種植面積,遙感估產區劃,估產產量分布圖的生成與輸出[2]。在我國,玉米、小麥、水稻等多種農作物已經用到遙感估產。
4.GIS在農產品的運輸和銷售方面的應用
在GIS中,通過對農產品集聚地和農產品運輸道路的分布,利用ArctoolBox,建立消費群體和運輸距離的緩沖區以及消費目標領域的地區分布等級,還可以利用ArctoolBox中的疊置分析,添加農產品銷售和運輸條件限制以及與其他農產品競爭力的權重系數,GIS強大的數據分析功能通過限制條件的疊加可以發生地區顏色的變化,從而可以很直觀地分析出農產品的銷售最佳途徑。
四、國外精細農業發展現狀
精細農業首先出現在美國,而法國對于GIS在精細農業方面的應用技術已經相當成熟,尤其是聯合收獲機產量圖生成以及質量測定、施肥機械及電子化植保機械利用GPS和GIS系統進行變量作業已經成為現實[3]。法國在實現精細農業現代化的同時,還經常與其他國家經常進行精細農業這方面的科研和合作交流,在實現精細農業推廣方面提供了有效的技術支持。
五、GIS的前景展望
1.“3S” ( RS、GIS、GPS)技術的集成成為一種必然趨勢
建立基于“3S”的空間決策支持系統, 實現系統各部分間利用管理實時化、一體化、空間化。例如:利用GPS精確定位系統,在小麥或者玉米的收割過程中,均勻分布產量測試點,收集產量測試點的產量數據,把收集來的數據輸入到GIS中與其原有的數據(土壤的PH值、土壤成分表等數據)進行匯總疊加,從而分析出農業用地中各種因素對農作物產量帶來的影響,進而及時有效地做出解決方案,提高農產品的單位面積產量。
2.GIS與專家系統(ES)結合組成的智能GIS系統將成為未來解決農業領域空間復雜問題的重要途徑。
利用GIS作為有效的交流平臺,廣泛開展農業專家系統的研究,建立成熟的基于GIS的數據自動采集和數據分析的專家系統和決策支持系統,利用智能型的GIS系統來解決精細農業中復雜難題。
3.GIS系統的發展將促使“3S”系統的快速集成
“3S”系統將為精細農業數據的自動采集、自動分析、自動處理和應用提供決策支持,提高“3S”的集成度,推動精細農業在中國的快速發展。
六、結束語
我國是一個農業大國,人口數量位居世界第一,而人均國土占有面積卻很少,精細農業的優勢在于既能提高糧食單位面積產量又能減少人力物力,因此精細農業已經成為了當代中國農業發展的必然趨勢,而GIS在農業上的應用推動了我國精細農業的發展,只有把GIS和GPS、RS相結合組成的“3S”系統,甚至與專家系統(ES)、決策支持系統相聯系應用到精細農業,參與到農業氣象服務、農產品估產、采集和銷售等領域中,才能實現農業數字化、產量化和規?;?,在減少資源投入的同時又保證了農產品的產量和質量。
參考文獻
[1]鄭宇鳴、李淑斌、肖植文、劉振環 GIS在農業病蟲害信息管理中的應用 農機化研究,2011
[2]饒衛民、章家恩、肖紅生、胡月明 地理信息系統(GIS)在農業上的應用現狀概述 云南地理環境研究,2004