信息技术在农业上的应用

《计算机在农业上的应用》课程论文

年级、专业： 06农学（农产品标准化与贸易方面） 班 别： 1班 姓 名： 费云滟 学 号： 200630010505

信息技术及其在农业上的应用

摘 要

本文简单介绍了几个主要农业信息技术。阐述了国内外信息技术在农业上的应用状况。说明了国内农业信息技术应用存在的问题，并提出了建议。 关键词 信息技术 应用

当今，世界正进人一个以知识经济、信息技术为主要标志的信息化时代。计算机技术、通信技术和网络技术等高新技术的发展，从根本上改变了传统产业的经营和管理模式，信息化和网络化同样向农业渗透，并与之相互融合。

农业信息化,就是农业领域全面地发展和应用现代信息技术,使之渗透到生产、市场、消费以及农村社会、经济、技术、文化等各个领域和环节,加速传统农业改造,使农业基础设施装备信息化,农业技术操作自动化,农业经营管理信息网络化,彻底改变传统农业时空变异大、可控性差、稳定性和定量化程度低等弱质局面,大幅度提高生产效率和农业生产力水平,促进农业持续、稳定、高效发展。

1 农业信息化发展中主要技术[1-2]

2.1信息采集技术

信息的现实性、及时性与准确性是信息价值的重要体现。农业信息采集工作量巨大，涉及到空间信息、图像和录像信息、文字资料信息采集等几个方面。为了尽快把信息传递到需求者手中，同时降低信息采集的成本，信息采集工作必须广泛采用先进的技术手段。 2.1.2遥感技术(RS)

遥感技术(RS)是快速获取大面积空间信息的主要技术手段。目前遥感技术可以提供1米xl米、5米xs米、10米xlo米等不同几何分辨率的卫星或航空遥感数字图像。随着科技水平的发展，遥感技术的几何分辩率还会有所提高。

遥感图像只有经过加工、处理才能成为有用的信息源。目前遥感图像处理技术主要包括数字图像预处理和数字图像分类两个方面。

数字图像预处理包括对原始图像数据的初步处理，校正几何畸变，消除噪声，增加视觉维数，增强与背景的差异，直至正确地进行目标判读。一般数字图像处理技术包括对比度变换、空间滤波、噪声抑制、空间配准、几何变换、彩色合成等。

数字图像分类是在前者的基础上，根据图像的特征进行分类识别。有根据物体的光谱特征进行分类的统计概率法，也有根据物体的图形分类的语言结构法，还有根据光谱特征或图像本质特征所进行的模糊数学法。由于遥感影像的多义性，因此现在更强调在人工智能支持下综合分析遥感影像的光谱、结构、纹理、阴影，以达到正确分类从而提取目标信息的目的。 2.1.2全球定位系统(GPS)

全球定位系统(GPS)可以对任意一个地面点位给出精度在厘米数量级的坐标值。全站仪或激光测距仪可以精确地测量坐标距离，精度在厘米以内。这些信息获取的手段可以不经过传统的纸介质，直接向计算机信息系统传输数据。近年来全球定位技术与遥感技术相互补充，将遥感数据定位校正，大大拓宽了遥感信息的应用领域。

RS、GIS与GPS相集成的3S技术在农业上最有价值的应用是在精准农业的农艺措施上。通过在农田布设GPS定位点，在农机具上安装GPS接收机，根据RS获取的作物长势实时信息和GIS提供的电子地图，指挥农机行走，使农机自动完成耕地、播种、施肥、锄草、灌溉、收割等工作。在进行施肥、锄草、灌溉等农艺措施方面，根据局部田间作物的长势，精确定量地喷施不同的肥水、药剂，在保证农艺措施质量基础上，尽可能减少肥水、药剂的浪费及对环境造成的污染。 2.2GIS技术

GIS在农业上有应用价值的技术主要包括空间数据存贮与图形表达、空间分

析技术、空间定位与检索技术。

在进行农业区划与农业宏观决策时，需要具有行政区划、土地利用现状、土壤条件、气候条件、人口密度等信息图件资料，传统的方法是使用纸载体的图件，把图纸矢量化后存入GIS内，不仅可以完整地表达整个地区的图件，而且可以把各类信息分别存放，形成不同的图层，在图形显示时可控制各图层一起显示或分别显示。GIS空间定位与检索技术可以随时得到某一地区或地块的各种信息。

目前在GIS技术领域的先进成果是基于Interne/Intranet的Web GIS技术和具有时间维的T GIS技术。

近几年国内在TGIS方面的研究很多，用时间标记法建立时空数据结构是当前常用的方法之一。用这种方法存储空间信息时，除了记录现状与历史图斑边界数据外，还记录了图斑的创立时间和消失时间，图斑的属性也同时记录数据有效的起始时间和终止时间。当图斑发生变更时，只需将空间数据库和属性数据库的相应记录标记终止时间，并添加一些新记录来记录变化的新地块，从而完成历史记录和数据的更新。带有时间维的地理信息可以辅助人们进行空间变化的时序分析，研究土地利用、土壤和地下水变化等动态变化过程，从中发现规律。

基于Interne/Intranet的GIS产品不仅可以把图形数据加载到WWW网和局域网上后供用户在客户端进行查询、浏览，而且还具有空间分析和编辑功能。开拓了地理信息资源利用的新领域，为GIS信息共享提供了可能。

2 美国[3-7]

美国农场中计算机应用非常普遍，美国41.6%的家庭农场、46.8%的奶牛场都装备有计算机，并进入各种农业网络。农户可以通过计算机网络了解市场行情、农业和农业动态。美国专门的技术服务组织“农民软件协会（FSA）”可以向农民提供最好的计算机软硬件产品，其产品服务涵盖了主要的农场计算机管理系统的应用，包括农场财务、农牧业数据存储等，并可与地理信息系统软件集成使用。

美国农业部建立了全国性的电子邮件系统，通过农业部信息中心进行交换，对外连接到因特网。其中仅农业市场服务局，每天就通过计算机系统处理大约!\"5000\"万字符的市场信息，通过卫星传送到130个地面接收站，也可以通过提供电话语音系统查询。美国建立的农田灌溉自动决策系统，可以充分提高水资源利用效率，投资与效益比率高达1∶125。

3 德国

德国的农业信息工作已经进入应用电子计算机网络时期，并已与欧洲、北美、日本等国的通信网络连通。根据农业信息的性质，德国将其分为经济信息、科学技术信息和部门专业化信息3类，并对不同类型的信息采取了不同的管理策略。根据德国的情况，没有搞综合统一的信息系统建设。

德国的农业技术信息服务通过三种类型的计算机网络来实施。一是各州农业局开发和运营的电子数据管理系统（EDV），用户只要将计算机或电视机通过电话线与EDV系统联机，并交纳一定的费用，就可随时获得作物生长情况、病虫害预防和防治技术以及农业生产资料市场信息等。二是邮电局开发运营的电视文本显示服务系统（BTX），用户只需购买BTX主机和键盘，将其与电视、电话连接，即可通过邮局的通讯网络，获得农业技术信息服务。三是德国农林生物研究中心开发建设的植保数据库系统（PHYTOMED），以德国计算中心的大型计算机为宿主机，

凡与宿主机联网的计算机用户，可联机检索有关农业技术信息。

4 日本

日本农林水产省的农林水产统计情报组织（日本将“信息”习惯称为“情报”）是1947年针对当时粮食严重短缺，需要开展粮食生产状况的调查而建立起来的。1995年以后，又增加了农林水产、畜产品、蔬菜水果、价格等的统计调查。随着业务的扩大和组织的改组、合并，目前已形成了从到地方的完整的农业情报系统。建立了完善的农业市场信息服务系统。这两个系统主要由“农产品批发市场联合会”主办的市场销售信息服务系统和“日本农协”自主统计发布的全国1800个“综合农业组合”各种农产品的生产数量和价格行情预测系统组成。日本十分重视信息技术作为载体在农业科技推广中的作用。日本现已将29个国立农业科研机构、381个地方农业研究机构及570个地方农业改良普及中心全部联网，271种主要农作物的栽培要点按品种。按地区特点均可在网上得到详细的查询。其中，570个地方农业改良普及中心与农协或农户之间可以进行双向的网上咨询。完成了农业科技生产信息支持体系。日本于1997年制定了“生鲜食品电子交易标准”，建立了生产资料共同定货、发送、结算标准，并正在对各地的批发市场进行电子化交易改造。日本还在实施一项意在21世纪使所有农民拥有微机的“绿色天国”计划。

在日本，计算机已广泛应用于耕作、作物育种、农作物与森林保护、蚕业与昆虫利用、农业气象、农业经营、农产品加工等方面。2000年，日本有34%的农户拥有PC机，其中12.2%接入互联网。

5 中国

我国农业信息化建设起步较晚，但发展较快。1979年从国外引进遥感技术并应用于农业。1981年，中国建立第一个计算机农业应用研究机构，即中国农业科学院计算中心开始以科学计算、数学规划模型和统计方法应用为主的农业科研与应用研究。1986年，农业部提出了《农牧渔业信息管理系统总体设计》，1987年组建了农业部信息中心，开始重视和推进计算机技术在农业领域的试点和应用。在90年代，又先后提出了《农业部电子信息系统推广应用工作的“八五”计划及十年设想》和《农村经济信息体系建设“九五”计划和2010年规划》。这些设想和加速了农业系统的信息化建设。

我国农业信息基础设施建设取得阶段性成果，在农业、畜牧、渔业、农垦、农机、农业科技教育、农产品市场等领域，建立了一批、科研机构、农业院校、企业、学术和社会团体的网站，农业信息网络已有了一定规模和数量。

农业信息资源得到一定程度的开发利用，建立和完善了各种农业信息数据库，并正在实现网络化，研制了不少具有一定技术水平的农业信息化的技术产品，如各种数据库系统、农业模拟系统、农业专家系统、作物病虫害防治系统、农业地理信息系统等等。面向社会和农民的农业信息服务取得一定进展，信息服务已逐步走向规范化。

人才建设方面。通过这些年的培养建设，我国已经形成了一支集农业专家、计算机技术人员为一体的复合型信息研究队伍，这支队伍不断向年轻化、专业化、高水平、高素质方向发展。 6 我国农业信息化的存在问题

当前，我国农村(特别是西部地区)农业信息化程度很低，尤其是农业信息资源开发、利用与发达国家相比仍然存在较大差距，主要表现在以下几个方面: 6.1在农业信息化建设上主导作用发挥不够。

从国外看，农业是受国家保护的弱质产业，在信息化建设上发挥主导作用，主要是制订规划和、加强立法、增加投资。但从国内情况看，国家在这几方面作用发挥不够。

6.2农业信息化体系尚不健全和信息服务不完善。

当前，各省、市、县、乡都在建站、购机、人网，农业信息的收集、发布的格局已初步形成。但从整体上看，农业信息化体系的统一性、整体化水平低，如农业信息子系统、农业科技信息子系统、农业投人品市场信息子系统、农产品市场信息子系统等农业信息化体系尚不健全。农业信息服务不够全面、完善，缺乏针对性。

6.3农业信息发布和传输滞后。

具体表现为:一是信息传输网络不够畅通，存在着“最后一公里”的问题。二是在信息发布和传输方面缺乏网络、广播、电视、电话信息台、简报、报刊、集市、会议、讲座等各媒体之间的有机组合和搭配。三是各地市农业主管部门与同级信息中心、上级业务主管厅局、部委、同级涉农机构、兄弟地市、网上有价值的信息资源之间缺乏稳定、快速、大容量的信息交换和共享渠道，导致农业生产的大起大落，导致农产品过剩或短缺，引起价格波动，以至无法真正体现农产品的价值，影响农业结构调整的进程。 6.4农民的信息意识薄弱影响农业信息化的推广。

长期以来，小规模生产经营已使农民习惯了种什么、养什么全凭经验的作业方式，他们对信息的重要性缺乏认识;同时，由于国家财力和农民经济条件的以及农民普遍文化素质高等原因，很难普及和使用现代化网络电脑终端;加之农民居住分散，许多农村交通不便，给现代信息系统的建立与维护造成了很多困难。目前以服务农户为主的信息传播，因缺少连接信息网络与农户的有效载体，使农业信息难以从网上走进广大农户的家庭，也影响了农业信息化的推广。 6.5农业信息网络人才缺乏。

由于对农业信息网络人才不够重视，投人经费少，加上培训机制的不完善，目前农业信息网络人才相当缺乏，使得农业信息专业库的建设、更新速度缓慢。

21世纪是一个信息时代，信息化落后的中国农业面对着发达国家的强力挑战，尤其是在加入世贸组织以后，情况变得更为艰巨。因此，深入进行农业信息化发展的应用研究将为我国农业实现跨越式发展提供强有力的技术支持。

参 考 文 献

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