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

數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢摘要：分析數(shù)字農(nóng)業(yè)的技術內(nèi)涵，數(shù)字農(nóng)業(yè)技術體系的結(jié)構(gòu)、功能和主要內(nèi)容，論述了國內(nèi)外數(shù)字農(nóng)業(yè)技術研究與應用的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢，以及近階段數(shù)字農(nóng)業(yè)技術的主要研究領域和方向。關鍵詞：數(shù)字農(nóng)業(yè);數(shù)字農(nóng)業(yè)技術體系;現(xiàn)狀;趨勢中圖分類號：文章標識碼：A文章編號：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。"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)、計算機技術、通訊和網(wǎng)絡技術、自動化技術等高新技術與地理學、農(nóng)學、生態(tài)學、植物生理學、土壤學等基礎學科有機地結(jié)合起來，實現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對農(nóng)作物、土壤從宏觀到微觀的實時監(jiān)測，以實現(xiàn)對農(nóng)作物生長、發(fā)育狀況、病蟲害、水肥狀況以及相應的環(huán)境進行定期信息獲取，生成動態(tài)空間信息系統(tǒng);對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)象、過程進行模擬，達到合理利用農(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。簡單地說，數(shù)字農(nóng)業(yè)就是把數(shù)字地球技術與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術相結(jié)合的綜合的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理技術系統(tǒng)。它具有如下幾個特點:（1）"數(shù)字農(nóng)業(yè)"數(shù)據(jù)庫中存儲的數(shù)字具有多源、多維、時態(tài)性和海量的特點。數(shù)據(jù)的多源是指數(shù)據(jù)來源多種多樣，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）研究新一代時態(tài)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，并進而形成時態(tài)空間信息系統(tǒng)。這種時態(tài)空間信息系統(tǒng)不僅可以有效地存儲空間數(shù)據(jù)，同時能夠形象地顯示多維數(shù)據(jù)和時空分析后的結(jié)果。（3）"數(shù)字農(nóng)業(yè)"要在大量的時空數(shù)據(jù)基礎上，對農(nóng)業(yè)某一自然現(xiàn)象或生產(chǎn)、經(jīng)濟過程進行模擬仿真和虛擬現(xiàn)實。2、數(shù)字農(nóng)業(yè)的理論基礎和技術體系 2、1數(shù)字農(nóng)業(yè)的理論基礎數(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)的基礎理論由以下3個部分組成。（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，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)的機械化、自動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)耕作技術的理論基礎，而且還是農(nóng)業(yè)機械化、自動化等工程的理論基礎。（3）農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與農(nóng)業(yè)管理理論數(shù)字農(nóng)業(yè)屬于高度科學管理的農(nóng)業(yè)。數(shù)字農(nóng)業(yè)要達到較好的經(jīng)濟效益，必須遵循農(nóng)業(yè)經(jīng)濟與農(nóng)業(yè)管理理論。2、2數(shù)字農(nóng)業(yè)的技術體系實現(xiàn)農(nóng)業(yè)的數(shù)字化，須建立相應的技術體系。理論上，數(shù)字農(nóng)業(yè)技術體系與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術體系相比具有更廣泛的方面和內(nèi)容。圖1簡要的描述了數(shù)字農(nóng)業(yè)的技術體系。我省關于“數(shù)字農(nóng)業(yè)”的整體研究與應用尚未開展，但有關農(nóng)村信息化等科技工作已經(jīng)有了一定基礎。經(jīng)過近10年，特別是“九五”期間的發(fā)展，全省范圍內(nèi)實施廣播、電視、電話“村村通”、“科技110”等工程，無論是信息傳播基礎設施，還是農(nóng)業(yè)信息平臺和資源建設等方面都有了一定的基礎。初步形成了覆蓋全省的農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡框架，全省農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)站己有50多個，并在信息服務內(nèi)容和服務手段上進行著不懈的努力不斷取得新的進展。在有農(nóng)業(yè)作物模擬方面我們也取得了一些可喜的進步和成績：

“九五”期間，我省承擔了國家“863計劃”智能化信息技術應用示范工程—山東示范區(qū)項目，研發(fā)出了小麥、玉米、水產(chǎn)、果樹、蔬菜、花卉等共5類19個品種的專家系統(tǒng)，在煙臺、威海等地區(qū)進行了集中示范，共舉辦培訓班40期，培訓1萬人次，年增經(jīng)濟效益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，山東省主要作物生態(tài)平衡施肥決策系統(tǒng)已經(jīng)完成初步開發(fā)。此外，果樹研究新方法探討與科研數(shù)據(jù)處理軟件、高效蔬菜育種計算機管理模式、防治抗性棉鈴蟲計算機指導系統(tǒng)、花生、大白菜等數(shù)據(jù)庫建立等成果的取得，推動了我省智能化信息技術在農(nóng)業(yè)中的應用。另外，省農(nóng)業(yè)科學院承擔的省科技攻關項目“農(nóng)業(yè)信息化關鍵技術的研究與開發(fā)”、“農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡關鍵技術研究與開發(fā)”及擬開展的研究項目“基于模擬模型和知識庫的主要作物高產(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)專用小麥生態(tài)分布與評價地理信息系統(tǒng)的研究”將對山東省優(yōu)質(zhì)小麥產(chǎn)業(yè)化發(fā)展有重要的科學與實踐意義，關于“花生模擬優(yōu)化決策系統(tǒng)的研究”將會填補國內(nèi)同類研究的空白。

“十五”期間，我省農(nóng)村信息化科技工作將會繼續(xù)得到國家863計劃“智能化農(nóng)業(yè)信息處理系統(tǒng)山東示范區(qū)”、國家科技攻關“農(nóng)業(yè)信息化技術應用示范”、國家星火計劃科技行動“山東省農(nóng)村信息化體系建設與示范應用”等重大項目的支持。以上工作的開展將為發(fā)展我省的“數(shù)字農(nóng)業(yè)”奠定良好的基礎，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)”的基礎和核心技術如3S技術與農(nóng)業(yè)模型等的研究與綜合應用方面仍有很大差距。4、我國數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀及展望4、1我國數(shù)字農(nóng)業(yè)在發(fā)展過程中的問題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備與網(wǎng)絡體系不健全；已開發(fā)的大量農(nóng)業(yè)經(jīng)濟信息系統(tǒng)、農(nóng)作物病蟲害數(shù)據(jù)庫、作物品種資源管理數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)土壤系統(tǒng)分類數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)等大多不涉及空間維度，難以適應當前對空間數(shù)據(jù)信息的需求；對于來源多種多樣、格式也不盡相同的各種數(shù)據(jù)的實時性、地域性、綜合性處理還需作出很多努力。

B、農(nóng)業(yè)信息化意識和利用信息的能力不強一方面，許多基層農(nóng)技人員和廣大農(nóng)業(yè)從業(yè)者，知識老化，整體素質(zhì)有待進一步提高，對于利用現(xiàn)代技術，收集、處理、利用農(nóng)業(yè)信息的意識和能力不強；另一方面，農(nóng)業(yè)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(nóng)產(chǎn)品供需信息，對網(wǎng)絡信息進行收集、整理，分析市場形勢，回復網(wǎng)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(shù)字農(nóng)業(yè)發(fā)展對于人才的需求。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，在國內(nèi)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(jīng)濟效益還沒有很好地顯現(xiàn)出來。

D、農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)的管理和標準化工作有待進一步加強地理信息系統(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或研究機構(gòu)中。因此，未來建立在網(wǎng)絡上的農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)要具備獲取和分析分布式存儲數(shù)據(jù)的能力，也就是說我們要使所謂的WebGIS能夠協(xié)同處理來自不同組織和機構(gòu)的農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)。4、2數(shù)字農(nóng)業(yè)的發(fā)展趨勢數(shù)字農(nóng)業(yè)技術標準化體系研究、遠程診斷與農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的研究開發(fā)、共享農(nóng)業(yè)信息資源數(shù)據(jù)庫研究開發(fā)、農(nóng)業(yè)遠程教育多媒體信息系統(tǒng)開發(fā)、數(shù)字化宏觀監(jiān)測技術與動態(tài)決策系統(tǒng)研究開發(fā)和數(shù)字農(nóng)業(yè)技術軟件平臺研究開發(fā)等作為農(nóng)村信息化的支撐技術必須首先開展；對研究與設備開發(fā)相結(jié)合的手持農(nóng)業(yè)技術咨詢或檢測產(chǎn)品研究開發(fā)、數(shù)字化溫室環(huán)境智能控制系統(tǒng)研究開發(fā)、精準農(nóng)業(yè)關鍵技術及設備研發(fā)、農(nóng)田信息采集技術研究與產(chǎn)品開發(fā)等應著力加強，并在逐步實現(xiàn)農(nóng)村信息化的基礎上加快應用步伐；對于農(nóng)作物生長模型與數(shù)字化設計技術研究、生物信息學研究與產(chǎn)品開發(fā)等數(shù)字農(nóng)業(yè)基礎研究要與其他研究相結(jié)合有重點地逐步開展。在開展研究的同時，加強示范應用基地建設，盡快把研究成果轉(zhuǎn)化成現(xiàn)實生產(chǎn)力。小結(jié)"數(shù)字農(nóng)業(yè)"是一個挑戰(zhàn)性的國家目標。幾乎所有現(xiàn)存的技術基礎，目前都還不足以支撐這樣一個戰(zhàn)略目標的實現(xiàn)。但是，近幾年來，"數(shù)字農(nóng)業(yè)"技術體系有關的應用基礎與應用技術研究己經(jīng)成為主要發(fā)達國家發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術研究極其活躍的領域。可以預言，它的應用實踐和快速發(fā)展，將在21世紀成為世界新的農(nóng)業(yè)科技革命的重要內(nèi)容，使人們對科學利用農(nóng)業(yè)資源潛力的認識和作物生產(chǎn)管理觀念上產(chǎn)生深刻的變革，促進農(nóng)業(yè)科技界突破傳統(tǒng)的以單學科研究為主的工作方式，通過多學科的融合和協(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。進入信息經(jīng)濟時代，不同國家發(fā)展農(nóng)業(yè)高新技術應用研究的時間差距在縮小，重視在農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)技術領域跟蹤高新技術進步，在某些方面跨越傳統(tǒng)的循序漸進發(fā)展模式，對農(nóng)業(yè)發(fā)展是一種機遇和挑戰(zhàn)。它不但對推動農(nóng)業(yè)高新技術應用和發(fā)展，而且對有關基于信息和知識的主要支持技術產(chǎn)品制造業(yè)、知識產(chǎn)業(yè)和服務業(yè)，將開拓出廣闊的消費市場。筆者認為數(shù)字農(nóng)業(yè)是一個系統(tǒng)工程，需要制定一個科學的規(guī)劃，以及有完備的領導機制。當前，我們應該在建設完善的信息化農(nóng)村、加強信息網(wǎng)絡建設、培養(yǎng)一批擁有大量信息化知識的農(nóng)民等方面入手，以便順利完成數(shù)字農(nóng)業(yè)工程。基于我國的現(xiàn)實情況和我國的社會特色，我們應把對"數(shù)字農(nóng)業(yè)"技術體系的研究，當作開展農(nóng)業(yè)高新技術研究的重要方向之一。通過"數(shù)字農(nóng)業(yè)"技術體系的研究，將可從中分解出一系列的適用新技術，進行適當?shù)募山M裝，引導適用新技術的開發(fā)，并可優(yōu)先在大型國營農(nóng)場、農(nóng)業(yè)高新技術示范區(qū)、商品糧基地和大城市郊區(qū)示范推。參考文獻[1]梁勇，寧偉，梁阜，張永常.數(shù)字工程導論[M].成都：西南交通大學出版社，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[J]．西北農(nóng)林科技大學學報（社會科學版），2003，3(6)：13-17[3]

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