數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)

數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來(lái)趨勢(shì)摘要：分析數(shù)字農(nóng)業(yè)的技術(shù)內(nèi)涵，數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的結(jié)構(gòu)、功能和主要內(nèi)容，論述了國(guó)內(nèi)外數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)研究與應(yīng)用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)，以及近階段數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)的主要研究領(lǐng)域和方向。關(guān)鍵詞：數(shù)字農(nóng)業(yè);數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)體系;現(xiàn)狀;趨勢(shì)中圖分類(lèi)號(hào)：文章標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：ThedigitalagriculturedevelopmentsituationandfuturetrendsAbstract:Analysisoftheconnotationofdigitalagriculturetechnology,thedigitalagriculturetechnologysystemstructure,functionandmaincontents,discussesthedigitalagriculturetechnologyresearchandapplicationstatusanddevelopmenttrendofdigitalagriculture,andthemainresearchfieldsanddirection.Keywords:digitalagriculture,thedigitalagriculturetechnologysystem,statusTrend1、引言1、1數(shù)字農(nóng)業(yè)的含義及特點(diǎn)。"數(shù)字農(nóng)業(yè)"是將遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通訊和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等高新技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，實(shí)現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)農(nóng)作物、土壤從宏觀到微觀的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)、發(fā)育狀況、病蟲(chóng)害、水肥狀況以及相應(yīng)的環(huán)境進(jìn)行定期信息獲取，生成動(dòng)態(tài)空間信息系統(tǒng);對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)象、過(guò)程進(jìn)行模擬，達(dá)到合理利用農(nóng)業(yè)資源，降低生產(chǎn)成本，改善生態(tài)環(huán)境，提供農(nóng)作物產(chǎn)品和質(zhì)量的目的。簡(jiǎn)單地說(shuō)，數(shù)字農(nóng)業(yè)就是把數(shù)字地球技術(shù)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)相結(jié)合的綜合的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理技術(shù)系統(tǒng)。它具有如下幾個(gè)特點(diǎn):（1）"數(shù)字農(nóng)業(yè)"數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)的數(shù)字具有多源、多維、時(shí)態(tài)性和海量的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)的多源是指數(shù)據(jù)來(lái)源多種多樣，數(shù)據(jù)格式也不盡相同，可以是遙感、圖形、聲音、視頻和文本數(shù)據(jù)等。（2）研究新一代時(shí)態(tài)數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，并進(jìn)而形成時(shí)態(tài)空間信息系統(tǒng)。這種時(shí)態(tài)空間信息系統(tǒng)不僅可以有效地存儲(chǔ)空間數(shù)據(jù)，同時(shí)能夠形象地顯示多維數(shù)據(jù)和時(shí)空分析后的結(jié)果。（3）"數(shù)字農(nóng)業(yè)"要在大量的時(shí)空數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上，對(duì)農(nóng)業(yè)某一自然現(xiàn)象或生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)過(guò)程進(jìn)行模擬仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)。2、數(shù)字農(nóng)業(yè)的理論基礎(chǔ)和技術(shù)體系 2、1數(shù)字農(nóng)業(yè)的理論基礎(chǔ)數(shù)字農(nóng)業(yè)首先是農(nóng)業(yè)，但不是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)，二是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和高科技農(nóng)業(yè)。因此，數(shù)字農(nóng)業(yè)的基礎(chǔ)理論由以下3個(gè)部分組成。（1）農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)生態(tài)理論農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)生態(tài)理論是數(shù)字農(nóng)業(yè)的理論基礎(chǔ)，現(xiàn)代農(nóng)業(yè)或高科技農(nóng)業(yè)必須符合農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)生態(tài)理論，農(nóng)業(yè)的機(jī)械化、自動(dòng)化和信息化都要遵循農(nóng)業(yè)與農(nóng)業(yè)生態(tài)理論才能發(fā)揮作用和產(chǎn)生很好的效果。（2）農(nóng)業(yè)工程技術(shù)理論包括農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程理論和農(nóng)業(yè)信息工程理論在內(nèi)，農(nóng)業(yè)系統(tǒng)工程不僅是農(nóng)業(yè)種植、農(nóng)業(yè)耕作技術(shù)的理論基礎(chǔ)，而且還是農(nóng)業(yè)機(jī)械化、自動(dòng)化等工程的理論基礎(chǔ)。（3）農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)管理理論數(shù)字農(nóng)業(yè)屬于高度科學(xué)管理的農(nóng)業(yè)。數(shù)字農(nóng)業(yè)要達(dá)到較好的經(jīng)濟(jì)效益，必須遵循農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與農(nóng)業(yè)管理理論。2、2數(shù)字農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)的數(shù)字化，須建立相應(yīng)的技術(shù)體系。理論上，數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)體系與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術(shù)體系相比具有更廣泛的方面和內(nèi)容。圖1簡(jiǎn)要的描述了數(shù)字農(nóng)業(yè)的技術(shù)體系。我省關(guān)于“數(shù)字農(nóng)業(yè)”的整體研究與應(yīng)用尚未開(kāi)展，但有關(guān)農(nóng)村信息化等科技工作已經(jīng)有了一定基礎(chǔ)。經(jīng)過(guò)近10年，特別是“九五”期間的發(fā)展，全省范圍內(nèi)實(shí)施廣播、電視、電話“村村通”、“科技110”等工程，無(wú)論是信息傳播基礎(chǔ)設(shè)施，還是農(nóng)業(yè)信息平臺(tái)和資源建設(shè)等方面都有了一定的基礎(chǔ)。初步形成了覆蓋全省的農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)框架，全省農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)站己有50多個(gè)，并在信息服務(wù)內(nèi)容和服務(wù)手段上進(jìn)行著不懈的努力不斷取得新的進(jìn)展。在有農(nóng)業(yè)作物模擬方面我們也取得了一些可喜的進(jìn)步和成績(jī)：

“九五”期間，我省承擔(dān)了國(guó)家“863計(jì)劃”智能化信息技術(shù)應(yīng)用示范工程—山東示范區(qū)項(xiàng)目，研發(fā)出了小麥、玉米、水產(chǎn)、果樹(shù)、蔬菜、花卉等共5類(lèi)19個(gè)品種的專(zhuān)家系統(tǒng)，在煙臺(tái)、威海等地區(qū)進(jìn)行了集中示范，共舉辦培訓(xùn)班40期，培訓(xùn)1萬(wàn)人次，年增經(jīng)濟(jì)效益2億多元。

2001年，山東省小麥智能化管理決策系統(tǒng)已經(jīng)完成，同時(shí)，山東省主要作物生態(tài)平衡施肥決策系統(tǒng)已經(jīng)完成初步開(kāi)發(fā)。此外，果樹(shù)研究新方法探討與科研數(shù)據(jù)處理軟件、高效蔬菜育種計(jì)算機(jī)管理模式、防治抗性棉鈴蟲(chóng)計(jì)算機(jī)指導(dǎo)系統(tǒng)、花生、大白菜等數(shù)據(jù)庫(kù)建立等成果的取得，推動(dòng)了我省智能化信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用。另外，省農(nóng)業(yè)科學(xué)院承擔(dān)的省科技攻關(guān)項(xiàng)目“農(nóng)業(yè)信息化關(guān)鍵技術(shù)的研究與開(kāi)發(fā)”、“農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)關(guān)鍵技術(shù)研究與開(kāi)發(fā)”及擬開(kāi)展的研究項(xiàng)目“基于模擬模型和知識(shí)庫(kù)的主要作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效智能化決策系統(tǒng)的研究”將會(huì)推出適合山東情況的主要糧食、油料、棉花、蔬菜等作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)高效智能化決策系統(tǒng)，“優(yōu)質(zhì)專(zhuān)用小麥生態(tài)分布與評(píng)價(jià)地理信息系統(tǒng)的研究”將對(duì)山東省優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有重要的科學(xué)與實(shí)踐意義，關(guān)于“花生模擬優(yōu)化決策系統(tǒng)的研究”將會(huì)填補(bǔ)國(guó)內(nèi)同類(lèi)研究的空白。

“十五”期間，我省農(nóng)村信息化科技工作將會(huì)繼續(xù)得到國(guó)家863計(jì)劃“智能化農(nóng)業(yè)信息處理系統(tǒng)山東示范區(qū)”、國(guó)家科技攻關(guān)“農(nóng)業(yè)信息化技術(shù)應(yīng)用示范”、國(guó)家星火計(jì)劃科技行動(dòng)“山東省農(nóng)村信息化體系建設(shè)與示范應(yīng)用”等重大項(xiàng)目的支持。以上工作的開(kāi)展將為發(fā)展我省的“數(shù)字農(nóng)業(yè)”奠定良好的基礎(chǔ)，但從“數(shù)字農(nóng)業(yè)”的內(nèi)容和要求上看，我省在“數(shù)字農(nóng)業(yè)”的基礎(chǔ)和核心技術(shù)如3S技術(shù)與農(nóng)業(yè)模型等的研究與綜合應(yīng)用方面仍有很大差距。4、我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望4、1我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)在發(fā)展過(guò)程中的問(wèn)題A、農(nóng)業(yè)信息化水平較低

收集信息、處理信息、傳播信息的軟硬件設(shè)備與網(wǎng)絡(luò)體系不健全；已開(kāi)發(fā)的大量農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)信息系統(tǒng)、農(nóng)作物病蟲(chóng)害數(shù)據(jù)庫(kù)、作物品種資源管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)土壤系統(tǒng)分類(lèi)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)等大多不涉及空間維度，難以適應(yīng)當(dāng)前對(duì)空間數(shù)據(jù)信息的需求；對(duì)于來(lái)源多種多樣、格式也不盡相同的各種數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性、地域性、綜合性處理還需作出很多努力。

B、農(nóng)業(yè)信息化意識(shí)和利用信息的能力不強(qiáng)一方面，許多基層農(nóng)技人員和廣大農(nóng)業(yè)從業(yè)者，知識(shí)老化，整體素質(zhì)有待進(jìn)一步提高，對(duì)于利用現(xiàn)代技術(shù)，收集、處理、利用農(nóng)業(yè)信息的意識(shí)和能力不強(qiáng)；另一方面，農(nóng)業(yè)信息加工處理的技術(shù)人員缺乏，當(dāng)前，就連最基本的能夠及時(shí)、準(zhǔn)確地提供農(nóng)產(chǎn)品供需信息，對(duì)網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行收集、整理，分析市場(chǎng)形勢(shì)，回復(fù)網(wǎng)絡(luò)用戶(hù)的電子郵件，解答疑問(wèn)等方面的人才也不多，更談不上能夠滿(mǎn)足數(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展對(duì)于人才的需求。C、農(nóng)業(yè)信息化效益不明顯數(shù)字農(nóng)業(yè)還剛剛起步，在國(guó)內(nèi)總體上尚處于探索階段，實(shí)用性、普遍性的技術(shù)應(yīng)用還很少，直接帶來(lái)的經(jīng)濟(jì)效益還沒(méi)有很好地顯現(xiàn)出來(lái)。

D、農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)的管理和標(biāo)準(zhǔn)化工作有待進(jìn)一步加強(qiáng)地理信息系統(tǒng)（GIS）以及其他農(nóng)業(yè)信息管理系統(tǒng)為了完成某種分析工作所要求的各種農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)往往格式與結(jié)構(gòu)不同，而且往往掌握在不同的管理部門(mén)或研究機(jī)構(gòu)中。因此，未來(lái)建立在網(wǎng)絡(luò)上的農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)要具備獲取和分析分布式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的能力，也就是說(shuō)我們要使所謂的WebGIS能夠協(xié)同處理來(lái)自不同組織和機(jī)構(gòu)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。4、2數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)化體系研究、遠(yuǎn)程診斷與農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā)、共享農(nóng)業(yè)信息資源數(shù)據(jù)庫(kù)研究開(kāi)發(fā)、農(nóng)業(yè)遠(yuǎn)程教育多媒體信息系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、數(shù)字化宏觀監(jiān)測(cè)技術(shù)與動(dòng)態(tài)決策系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)和數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)軟件平臺(tái)研究開(kāi)發(fā)等作為農(nóng)村信息化的支撐技術(shù)必須首先開(kāi)展；對(duì)研究與設(shè)備開(kāi)發(fā)相結(jié)合的手持農(nóng)業(yè)技術(shù)咨詢(xún)或檢測(cè)產(chǎn)品研究開(kāi)發(fā)、數(shù)字化溫室環(huán)境智能控制系統(tǒng)研究開(kāi)發(fā)、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)及設(shè)備研發(fā)、農(nóng)田信息采集技術(shù)研究與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等應(yīng)著力加強(qiáng)，并在逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)村信息化的基礎(chǔ)上加快應(yīng)用步伐；對(duì)于農(nóng)作物生長(zhǎng)模型與數(shù)字化設(shè)計(jì)技術(shù)研究、生物信息學(xué)研究與產(chǎn)品開(kāi)發(fā)等數(shù)字農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)研究要與其他研究相結(jié)合有重點(diǎn)地逐步開(kāi)展。在開(kāi)展研究的同時(shí)，加強(qiáng)示范應(yīng)用基地建設(shè)，盡快把研究成果轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。小結(jié)"數(shù)字農(nóng)業(yè)"是一個(gè)挑戰(zhàn)性的國(guó)家目標(biāo)。幾乎所有現(xiàn)存的技術(shù)基礎(chǔ)，目前都還不足以支撐這樣一個(gè)戰(zhàn)略目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。但是，近幾年來(lái)，"數(shù)字農(nóng)業(yè)"技術(shù)體系有關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)與應(yīng)用技術(shù)研究己經(jīng)成為主要發(fā)達(dá)國(guó)家發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)研究極其活躍的領(lǐng)域?？梢灶A(yù)言，它的應(yīng)用實(shí)踐和快速發(fā)展，將在21世紀(jì)成為世界新的農(nóng)業(yè)科技革命的重要內(nèi)容，使人們對(duì)科學(xué)利用農(nóng)業(yè)資源潛力的認(rèn)識(shí)和作物生產(chǎn)管理觀念上產(chǎn)生深刻的變革，促進(jìn)農(nóng)業(yè)科技界突破傳統(tǒng)的以單學(xué)科研究為主的工作方式，通過(guò)多學(xué)科的融合和協(xié)調(diào)，將多種科技成果組裝集成，直接為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的持續(xù)發(fā)展服務(wù)。進(jìn)入信息經(jīng)濟(jì)時(shí)代，不同國(guó)家發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應(yīng)用研究的時(shí)間差距在縮小，重視在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術(shù)領(lǐng)域跟蹤高新技術(shù)進(jìn)步，在某些方面跨越傳統(tǒng)的循序漸進(jìn)發(fā)展模式，對(duì)農(nóng)業(yè)發(fā)展是一種機(jī)遇和挑戰(zhàn)。它不但對(duì)推動(dòng)農(nóng)業(yè)高新技術(shù)應(yīng)用和發(fā)展，而且對(duì)有關(guān)基于信息和知識(shí)的主要支持技術(shù)產(chǎn)品制造業(yè)、知識(shí)產(chǎn)業(yè)和服務(wù)業(yè)，將開(kāi)拓出廣闊的消費(fèi)市場(chǎng)。筆者認(rèn)為數(shù)字農(nóng)業(yè)是一個(gè)系統(tǒng)工程，需要制定一個(gè)科學(xué)的規(guī)劃，以及有完備的領(lǐng)導(dǎo)機(jī)制。當(dāng)前，我們應(yīng)該在建設(shè)完善的信息化農(nóng)村、加強(qiáng)信息網(wǎng)絡(luò)建設(shè)、培養(yǎng)一批擁有大量信息化知識(shí)的農(nóng)民等方面入手，以便順利完成數(shù)字農(nóng)業(yè)工程?；谖覈?guó)的現(xiàn)實(shí)情況和我國(guó)的社會(huì)特色，我們應(yīng)把對(duì)"數(shù)字農(nóng)業(yè)"技術(shù)體系的研究，當(dāng)作開(kāi)展農(nóng)業(yè)高新技術(shù)研究的重要方向之一。通過(guò)"數(shù)字農(nóng)業(yè)"技術(shù)體系的研究，將可從中分解出一系列的適用新技術(shù)，進(jìn)行適當(dāng)?shù)募山M裝，引導(dǎo)適用新技術(shù)的開(kāi)發(fā)，并可優(yōu)先在大型國(guó)營(yíng)農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)業(yè)高新技術(shù)示范區(qū)、商品糧基地和大城市郊區(qū)示范推。參考文獻(xiàn)[1]梁勇，寧偉，梁阜，張永常.數(shù)字工程導(dǎo)論[M].成都：西南交通大學(xué)出版社，2007.2[2]賈科利，常慶瑞，張俊華，等．信息農(nóng)業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)[J]．西北農(nóng)林科技大學(xué)學(xué)報(bào)（社會(huì)科學(xué)版），2003，3(6)：13-17[3]

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