農(nóng)業(yè)信息化技術及應用

農(nóng)業(yè)信息技術與應用河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院熊淑萍二月23農(nóng)業(yè)信息技術形成的背景農(nóng)業(yè)信息技術的概念與主要技術農(nóng)業(yè)信息技術的發(fā)展應用農(nóng)業(yè)信息技術與新農(nóng)村建設河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*一、農(nóng)業(yè)信息技術的形成背景

當今世界，以計算機多媒體、光纖和通訊衛(wèi)星等技術為主要特征的信息化浪潮正席卷全球。信息技術以其廣泛的影響和巨大的生命力成為當今世界發(fā)展最為迅猛的科技領域,并廣泛滲透到人類社會的各個方面。信息化水平已成為衡量一個國家和地區(qū)現(xiàn)代化水平的重要標志。2004年一號文件：信息化：服務體系2005年一號文件：

信息化：加強農(nóng)業(yè)信息化建設（加快…信息技術的研究，電子商務）2006年一號文件：信息化：要積極推進農(nóng)業(yè)信息化建設，充分利用和整合涉農(nóng)信息資源，強化面向農(nóng)村的廣播電視電信等信息服務，重點抓好“金農(nóng)”工程和農(nóng)業(yè)綜合信息服務平臺建設工程。2007年一號文件：現(xiàn)代社會（水利化、機械化、信息化）加快農(nóng)業(yè)信息化建設。用信息技術裝備農(nóng)業(yè)，對于加速改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)具有重要意義……..鼓勵有條件的地方在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中積極采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、遙感和管理信息系統(tǒng)等技術。2008年《中共中央國務院關于切實加強農(nóng)村基礎設施建設，進一步促進農(nóng)業(yè)發(fā)展農(nóng)民增收的若干意見》強調：提出要走中國特色農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路。

黨和國家對農(nóng)業(yè)信息化的高度重視

國信辦的二號和九號文件電子商務農(nóng)業(yè)部九大行動農(nóng)村信息服務體系建設、“金農(nóng)工程”、“三電合一”、“百千萬工程”信息產(chǎn)業(yè)部的“十一五”規(guī)劃六“信”工程，第一就是“農(nóng)信工程”商務部“信服”工程河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*我國是農(nóng)業(yè)大國，其農(nóng)業(yè)從業(yè)人口和土地面積均占我國的大多數(shù).農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)系統(tǒng)是一個復雜而獨特的多因子動態(tài)系統(tǒng)，受氣象（年份和季節(jié)）、土壤、品種特性、技術措施、社會需求等不同因素的影響，因而具有顯著的時空變異性、區(qū)域分散性、管理經(jīng)驗性、災害突發(fā)性、市場多變性，以及較差的定量化和規(guī)范化程度。信息技術獨特的優(yōu)勢農(nóng)業(yè)發(fā)展的要求農(nóng)業(yè)信息技術（一）農(nóng)業(yè)信息技術也叫“3C”技術，是指利用電子計算機和現(xiàn)代通信手段實現(xiàn)獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息和顯示信息等的相關技術。信息技術與農(nóng)業(yè)的結合稱之為農(nóng)業(yè)信息技術（agriculturalinformationtechnology，AIT），也稱為信息農(nóng)業(yè)。

農(nóng)業(yè)信息化二、農(nóng)業(yè)信息技術的概念及其主要技術河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*農(nóng)業(yè)信息技術與農(nóng)業(yè)信息化信息技術應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營和管理的過程。不同歷史發(fā)展階段，農(nóng)業(yè)信息化具有不同的內涵。目前，至少包括五個方面的內容:農(nóng)業(yè)信息技術應用；農(nóng)業(yè)信息資源；農(nóng)業(yè)信息基礎設施；農(nóng)業(yè)信息安全；農(nóng)業(yè)信息化環(huán)境。

信息技術應用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營和管理所衍生的信息技術。如農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)、農(nóng)用3S技術、精準農(nóng)業(yè)、設施農(nóng)業(yè)、虛擬農(nóng)業(yè)和農(nóng)產(chǎn)品電子商務等。農(nóng)業(yè)信息技術農(nóng)業(yè)信息化關鍵技術數(shù)據(jù)庫技術系統(tǒng)模擬技術農(nóng)業(yè)空間信息管理技術農(nóng)業(yè)信息服務技術農(nóng)業(yè)管理決策技術農(nóng)業(yè)信息采集技術農(nóng)業(yè)人工智能技術（二）主要技術自動控制技術系統(tǒng)虛擬技術1、農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫技術

農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫建設是農(nóng)業(yè)信息資源建設的重要手段，而信息資源建設是農(nóng)業(yè)信息化工作的基礎。

2、農(nóng)業(yè)信息采集技術

農(nóng)業(yè)信息監(jiān)測是農(nóng)業(yè)信息獲取的主要內容，其主要技術原理是通過光譜遙感、紅外成像、機器視覺、圖象處理等手段，對農(nóng)業(yè)土壤水分、土壤肥力（氮、磷、鉀）、雜草、病蟲害、作物苗情等農(nóng)情狀態(tài)進行實時無損監(jiān)測和診斷，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)預測預報和管理決策提供基礎信息。河南農(nóng)業(yè)大學·農(nóng)學院2023年2月3日

遙感技術就是通過衛(wèi)星或飛行器上安裝的傳感器，對地面目標進行監(jiān)測分析的一項新技術。分類：

根據(jù)工作平臺層面區(qū)分：地面遙感、航空遙感（氣球、飛機）、航天遙感（人造衛(wèi)星、飛船）。根據(jù)工作波段層面區(qū)分：紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感、微波遙感、多波段遙感。根據(jù)傳感器類型層面區(qū)分：主動遙感（微波雷達）、被動遙感（航空航天、衛(wèi)星）。

在農(nóng)業(yè)中的應用：土地資源調查

作物估產(chǎn)災情監(jiān)測與預報

作物病蟲害監(jiān)測與預報遙感技術河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*3、農(nóng)業(yè)空間信息管理技術

農(nóng)業(yè)空間信息管理技術主要包括地理信息系統(tǒng)（GIS）技術和全球定位系統(tǒng)（GPS）技術。

地理信息系統(tǒng)是對整個或部分地球表面空間中有關地理分布數(shù)據(jù)進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述表達的技術系統(tǒng)。農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)的主要應用：1、農(nóng)業(yè)資源管理

主要應用于農(nóng)業(yè)和林業(yè)領域，解決農(nóng)業(yè)和林業(yè)領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統(tǒng)計、制圖等問題。2、土地信息系統(tǒng)和地籍管理

土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化等許多內容，借助農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)技術可以高效、高質量地完成這些工作。3、生態(tài)、環(huán)境管理與模擬

區(qū)域生態(tài)規(guī)劃、環(huán)境現(xiàn)狀評價、環(huán)境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環(huán)境與區(qū)域可持續(xù)發(fā)展的決策支持、環(huán)保設施的管理、環(huán)境規(guī)劃等。4、應急響應

最佳路線的選擇5、農(nóng)業(yè)基礎設施管理灌溉設施的分布河南農(nóng)業(yè)大學·農(nóng)學院2023年2月3日農(nóng)田地理信息系統(tǒng)：田塊屬性信息專題分析功能河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*

GPS是有24顆衛(wèi)星組成的空間定位系統(tǒng)，可以在任何時間確定任何物體的三維空間坐標，即空間位置屬性。農(nóng)業(yè)上的應用包括：①空間變量信息采集的定位，如作物產(chǎn)量的定位計算等；②用于農(nóng)田面積和周邊的測量；③引導農(nóng)業(yè)機械實施操作。需要指出，GPS通常與GIS和RS結合應用，組成“3S”技術，更能有效地發(fā)揮整體作用和效能。河南農(nóng)業(yè)大學·農(nóng)學院2023年2月3日

精確變量噴藥機精確變量灌溉設備河南農(nóng)業(yè)大學·農(nóng)學院2023年2月3日河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*4、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)模擬技術與虛擬技術系統(tǒng)模擬的技術思想是，運用系統(tǒng)學原理，根據(jù)事物發(fā)生和演變的動態(tài)過程，對系統(tǒng)結構成分與系統(tǒng)環(huán)境之間的機理性關系進行定量描述和動態(tài)模擬。

河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*5、農(nóng)業(yè)人工智能技術人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是研究人類智能規(guī)律，構造具有一定智能行為，以實現(xiàn)用電腦部分取代人腦勞動的綜合性科學。人工智能的應用主要包括專家系統(tǒng)、神經(jīng)網(wǎng)絡、遺傳算法等。在農(nóng)業(yè)方面，以專家系統(tǒng)為代表的研究最多，取得了一系列的研究成果和應用效益。河南農(nóng)業(yè)大學·農(nóng)學院2023年2月3日6、農(nóng)業(yè)管理決策技術

農(nóng)業(yè)管理決策技術關系到“生產(chǎn)什么”、“怎么生產(chǎn)”等直接影響農(nóng)業(yè)增效、農(nóng)民增收等重大問題。它是一個組織實施信息農(nóng)業(yè)的領導決策和技術管理服務體系。根據(jù)職能可概分為農(nóng)業(yè)宏觀管理決策支持系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理決策支持系統(tǒng)。

農(nóng)業(yè)宏觀管理決策支持系統(tǒng)主要是為國家或區(qū)域農(nóng)業(yè)和農(nóng)村經(jīng)濟的結構調整宏觀決策服務，解決“生產(chǎn)什么”的問題，其決策依據(jù)是農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境條件、農(nóng)村社會經(jīng)濟狀況、農(nóng)業(yè)科技發(fā)展和應用水平、國內外市場需求等綜合信息。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理決策支持系統(tǒng)主要是為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理經(jīng)營單位提供技術支持服務，解決“怎么生產(chǎn)”的問題，其內容包括農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理信息服務系統(tǒng)、專家決策支持系統(tǒng)、生產(chǎn)力與效益分析系統(tǒng)等。河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*7、農(nóng)業(yè)信息服務技術

農(nóng)業(yè)信息服務是農(nóng)業(yè)信息利用的主要內容，是組織實施信息農(nóng)業(yè)的應用平臺和服務體系，一般包括農(nóng)業(yè)資源環(huán)境信息管理、農(nóng)業(yè)系統(tǒng)監(jiān)測評估、農(nóng)業(yè)技術的推廣與培訓（遠程教育）、農(nóng)業(yè)電子商務等應用系統(tǒng)、。

8、農(nóng)業(yè)自動化技術

農(nóng)業(yè)自動化技術就是通過計算機對來自于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)中的信息進行及時采集和處理，以及根據(jù)處理結果迅速地去控制系統(tǒng)中的某些設備、裝置或環(huán)境，從而實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的自動檢測、記錄、統(tǒng)計、監(jiān)視、報警和自動啟停等。

農(nóng)業(yè)自動化技術在美國、西歐和日本已廣泛應用于工廠化養(yǎng)殖、工廠化蔬菜花卉生產(chǎn)、倉庫管理、環(huán)境監(jiān)測與控制以及農(nóng)產(chǎn)品精深加工中。如配合飼料全部生產(chǎn)流程的自動控制，日光溫室中溫濕度控制、灌溉、采收自動化控制。通過研制和使用農(nóng)業(yè)機器人代替人從事一些繁重的農(nóng)事操作，如蘋果收獲、擠奶、噴藥、組織培養(yǎng)、作物育種等方面。三、農(nóng)業(yè)信息技術的發(fā)展應用農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫技術作物生長模擬人工智能3S技術數(shù)字農(nóng)業(yè)信息技術的不斷發(fā)展管理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)模型系統(tǒng)專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)領域的廣泛應用信息技術在農(nóng)業(yè)領域的應用始于20世紀70年代末，數(shù)據(jù)庫技術是應用最早至今仍是農(nóng)業(yè)信息科學最重要的研究基礎之一。早期研發(fā)成功聯(lián)合國糧農(nóng)組織的農(nóng)業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(AGRIS)、國際食物信息數(shù)據(jù)庫(IFIS)、美國農(nóng)業(yè)部農(nóng)業(yè)聯(lián)機存取數(shù)據(jù)庫（AGRICOLA）和國際農(nóng)業(yè)生物中心數(shù)據(jù)庫（CABI）四大農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫20世紀80年代，作物生長模擬模型、作物生產(chǎn)管理專家系統(tǒng)研究。美國的CERES系列模型和荷蘭的通用作物生長模型SUCROS為典型代表20世紀80年代末，航空航天技術的快速發(fā)展和傳感器性能的迅速提高，RS、GPS商業(yè)化和農(nóng)業(yè)上的應用加快豐富的信息數(shù)據(jù)催生了地理信息系統(tǒng)(GIS)隨后作物系統(tǒng)模型及專家系統(tǒng)的結合，彌補了模擬模型在管理決策功能方面的不足，實現(xiàn)預測功能和決策功能的統(tǒng)一

20世紀90年代以來，管理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)模型系統(tǒng)、專家系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)快速發(fā)展及應用精準農(nóng)業(yè)國外農(nóng)業(yè)信息技術發(fā)展現(xiàn)狀世界農(nóng)業(yè)信息技術的發(fā)展階三個階段

新發(fā)展時期

數(shù)據(jù)處理和知識處理

科學計算

20世紀90年代以來20世紀70-80年代20世紀50-60年代計算機、人工智能、網(wǎng)絡和多媒體技術等美國美國農(nóng)業(yè)人口已由50％以上減少到2％，而從事信息技術的勞動力在20世紀80年代初就已超過60％，依靠現(xiàn)代化方式經(jīng)營的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式已經(jīng)形成。美國國家農(nóng)業(yè)統(tǒng)計局擁有200多萬個家庭農(nóng)場的基本數(shù)據(jù)資料庫。對農(nóng)作物進行種植面積和產(chǎn)量的調查與預測。美國已形成一套比較完整的農(nóng)產(chǎn)品市場信息收集和發(fā)布體系，農(nóng)產(chǎn)品市場信息的運用規(guī)范。河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*從農(nóng)場到市場、從農(nóng)村到國家中央信息處理中心，已普遍使用了衛(wèi)星定位技術。

美國的精確農(nóng)業(yè)在上世紀70年代起步。80年代初，美國已有精確農(nóng)業(yè)概念的商業(yè)化應用。90年代，精確農(nóng)業(yè)迅速發(fā)展成新的農(nóng)業(yè)工業(yè)，并在世界范圍內形成了科學的新的農(nóng)業(yè)發(fā)展道路。以空間信息技術為核心，旨在實現(xiàn)精確、集約、節(jié)約、高效、優(yōu)質、可持續(xù)。歐洲的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)

以精細管理與生態(tài)安全為核心的大田種植業(yè)與GPS全球定位系統(tǒng)連接，推測土壤有機質等的含量。土壤電導率測定儀大型自走噴灌設備35－40公斤/平方米6個工人，8萬平方米河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院專家系統(tǒng)作物模型環(huán)境模型河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*3個工人，600畝地，3000頭豬，100頭奶牛河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*我國農(nóng)業(yè)信息技術的應用實踐1．農(nóng)業(yè)資源和農(nóng)情動態(tài)的無損化監(jiān)測

20世紀80年代以來，遙感技術最先用于農(nóng)業(yè)環(huán)境資源調查、評價與規(guī)劃研究。90年代開始研制與應用基于遙感監(jiān)測的各類資源信息系統(tǒng)?；诳臻g遙感的土地利用和作物長勢監(jiān)測的研究也取得了突破性進展，小麥和水稻衛(wèi)星遙感估產(chǎn)技術已經(jīng)達到實用化的水平。河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*2．農(nóng)作產(chǎn)量與生產(chǎn)力的數(shù)字化預測作物生長模擬模型是當今最為活躍的農(nóng)業(yè)前沿性研究領域之一，是數(shù)字農(nóng)業(yè)的重要基礎和關鍵技術。美國、荷蘭、英國等國家在這方面的研究水平處于世界前列。國內的研究工作一方面引進國際上領先的作物模擬模型，另一方面，針對我國的特色開展相應的研究工作。河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*3．農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化決策專家系統(tǒng)在世界農(nóng)業(yè)領域中的應用始于70年代末。經(jīng)過20余年發(fā)展，農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的研制和應用已遍及農(nóng)業(yè)灌溉施肥、栽培管理、植物保護、品種選育、產(chǎn)量預測、畜禽飼養(yǎng)和水產(chǎn)養(yǎng)殖等各方面，產(chǎn)生了良好的應用效果，并展示出廣闊的發(fā)展前景。河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*4．農(nóng)業(yè)溫室的自動化控制代表當今世界溫室設施及溫室自動監(jiān)控系統(tǒng)最高水平的是由奧地利Ruttuner教授設計的Complexsystem和日本中央電力研究所推出的蔬菜工廠等。自上個世紀80年代開始，我國農(nóng)業(yè)工程科技人員，相繼開展了數(shù)字技術在溫室設施中相關技術的研究。

河南農(nóng)業(yè)大學農(nóng)學院*5．精確農(nóng)業(yè)的集成化示范目前，在精確農(nóng)業(yè)的支持技術方面，已有商品化產(chǎn)品和系統(tǒng)，主要包括GIS適用平臺及農(nóng)作物資源空間信息管理軟件，作物生產(chǎn)決策支持系統(tǒng)，帶GPS接收機、小區(qū)產(chǎn)量傳感器和產(chǎn)量分布繪圖裝置的谷物聯(lián)合收割機，自動變量調控的施藥機、施肥機、播種機等。四農(nóng)業(yè)信息技術與新農(nóng)村建設河南農(nóng)業(yè)大學·農(nóng)學院2023年2月3日（一）建設社會主義新農(nóng)村產(chǎn)生的背景1.1992年，經(jīng)濟發(fā)展與農(nóng)村流動人口增加，農(nóng)村問題突顯。

1999年,北京大學林毅夫教授提出“新農(nóng)村運動”概念。

--農(nóng)村自來水化、電氣化、道路網(wǎng)為核心的基礎設施建設

2001年,重視“三農(nóng)”問題，理論界提出“公平與效率”誰為先的問題.2002年，“十六大”正式提出全面建設小康社會

2003年,十六屆三中全會--“科學發(fā)展觀”

2004年,十六屆四中全會提出了新的執(zhí)政理念--構建和諧社會。2.2005年黨中央強調“建設社會主義新農(nóng)村是我國現(xiàn)代化進程中的重大歷史任務”河南農(nóng)業(yè)大學·農(nóng)學院2023年2月3日（二）新農(nóng)村建設的目標

建設社會主義新農(nóng)村，全方位推進農(nóng)村的物質文明、精神文明、政治文明和生態(tài)文明建設，從根本上解決“三農(nóng)”問題：社會主義新農(nóng)村建設目標:

生產(chǎn)發(fā)展、生活寬裕、鄉(xiāng)風文明、村容整潔、管理民主。河南農(nóng)業(yè)大學·農(nóng)學院2023年2月3日河南農(nóng)業(yè)大學·農(nóng)學院2023年2月3日生產(chǎn)發(fā)展鎮(zhèn)域經(jīng)濟村域經(jīng)濟工業(yè)園區(qū)一二三產(chǎn)業(yè)鎮(zhèn)辦企業(yè)企業(yè)狀況勞動力就業(yè)鎮(zhèn)域經(jīng)濟管理系統(tǒng)農(nóng)村經(jīng)濟管理系統(tǒng)招商引資項目管理系統(tǒng)工業(yè)園區(qū)綜合管理系統(tǒng)商業(yè)管理信息系統(tǒng)企業(yè)綜合管理系統(tǒng)勞動力綜合服務系統(tǒng)生