信息技术论文

农业信息技术在烟草行业的应用摘要：烟草作为重要的积极作物占有很大的国民经济比例，如何改善烟草行业烟草作为一种重要的经济作物，在我国国民经济中占有重要的地位。实现烟草种植的精细化、集约化和高效化，将从根本上改变我国目前烟草农业生产的“粗放式”作业方式，最终建立起信息化烟草农业生产模式。关键字：烟草行业 农业信息化 应用现状引言：我国是烟草大国，烟草行业作为垄断行业存在的暴利直接导致其成为我国重要的国民经济的支柱之一。而烟草生产则是整个烟草行业得以顺利发展的基础，烟草质量尤为重要。在经济全球化的今天，信息泛滥的时代，掌控有利信息并加以利用，则是经济顺利发展的前提。 因此，以现代信息化带动我国烟草行业是支持我国国民经济的必由之路。1农业信息化概述农业信息化是我们目前认识到的农业发展的最高阶段。一般认为农业信息化是以生物技术为内容，信息技术为支撑的一种新型农业体系，信息和知识成为必要的生产资料，信息技术全面应用于农业信息资源的生成和获取、整理和分析，集成和贮存，交流和应用，其手段是数字化和网络化。2 农业信息技术支持体系21农业信息贮藏技术211农业数据库系统 是对数据进行存贮和管理的系统，是实现管理科学化和现代化的强有力工具。212数字化图书馆 诞生于20世纪90年代，它是一个系统工程，主要包括馆藏数字化、信息传输数字化与网络化、资源共享化、信息服务终端化等。数字化图书馆的优势在于不受时空、地理位置的限制。2；2农业信息应用技术221农业专家系统 ES是以知识为基础，在一定领域内模拟人类专家解决复杂实际问题的计算机系统。222精准农业 是指将“3S”、通讯、自动化技术与地学、生态学、农学等相结合的，实现对农作物生长、发育与管理的动态信息，并在GPS，GIS集成系统支持下进行田间作业的信息化现代农业。223农业自动控制技术 农业自动控制技术的发展是农业信息化的基本特征，是信息农业的核心技术。通过计算机控制系统，利用各种传感器，自动采集、监测农田土壤水分、土壤温度、大气温度、大气相对湿度、田间水分蒸发量和土壤全盐含量等农田环境参数，根据这些参数结合数学模型可预报需灌时日和需灌水量，显示有关农田温度、湿度变化状况，为自动化灌溉系统提供控制信息、传递控制信号，并结合作物需水规律实施灌溉，为作物的生长提供科学合理的灌溉方案，降低劳动强度，增加作物生产效益。224生物信息学 是分子生物学与计算机科学的交叉，它是一门运用计算机收集、储存、检索、分析、整理和帮助了解分子生物学，特别是分子遗传学以及蛋白质结构功能等信息的科学。研究范围包括数据库的建立与优化、软件研制和系列的排序比较、对新系列的认识与预测。225多媒体技术 多媒体技术是应用计算机把图、文、声、像综合集成，90年代后，多媒体信息在信息网络上逐步广为传播。226 3S技术(RS，GIS，GPS) 3S技术是一项新的综合技术“3S”技术是以遥感（RS)、地理信息系统(GIS)、全球定位系统(GPS)为基础，与其他高新技术(如网络技术，通讯技术等)有机地整合而形成的一项新的综合技术。它集信息获取、处理、应用于一身，突出地表现在信息获取与信息处理的高速、实时和信息应用的高精度和可定量化方面。227管理信息系统(MIS) 管理信息系统的概念是1958年在美国首先提出的，它是收集和加工系统管理过程中有关的信息，为管理决策过程提供支持的一种信息处理系统。一般管理信息系统包括管理职能子系统和技术支持子系统两个组成部分。228 决策支持系统 DSS是利用系统知识和数学模型，通过计算机分析或模拟，协助解决多样化和不确定性的问题以进行辅助决策的软件系统，是一种人机对话式的计算机系统。决策支持系统的结构组成包括数据库及其管理系统、模型库及其管理系统、方法库及其管理系统及人机接口部件等。229信息系统的管理 中国的信息管理科学是在传统的情报学和图书馆学的基础上发展起来的。23农业信息传播技术包括：1.互联网技术2.卫星数据传输系统3.下一代网络安擞农业科学，2003，31(4)：627629。633Joumal ofAnhtfi丹ic试n】I丑l SclmJcos中国农业信息化技术支持体系的发展及建议郭书普(安徽省农业科学院情报研究所，合肥230031)中国烟草行业信息化的情况中国烟草行业信息化建设从 20 世纪 80 年代开始起步 已经有 20 多年的发展历史 可以分为 4 个阶段第一阶段 19861990 年 是烟草行业信息化建设的初始阶段 主要以计算机单机使用为主 用于处理低层次的简单事务 第二阶段 19911995 年 是烟草行业信息化建设逐步规范管理的阶段 即基础阶段 第三阶段 19962000 年 是烟草行业信息化建设的发展阶段 在此期间加大了资金投入 主要是管理信息系统开发 计算机网络建设 自动化物流系统 实时监控系统和信息化技术标准规范等方面 第四阶段 2001 年至今 是烟草行业信息化建设集成和提升阶段 这个阶段以信息化带动烟草行业现代化建设 以信息化促进烟草行业生产力跨越式发展 . 2 马新明 熊淑萍 杨娟.农业信息技术在烟草生产中的应用现状及展望 J .河南农业大学学报,2003,37 2 124-128.1.农业信息技术在我国烟草栽培管理中的研究现状随着作物栽培学与新兴学科领域的交叉与融合，作物栽培管理不断向着精确化 定量化 智能化 普适性的方向迈进 我国烟草栽培工作在过去五十多年中开展了大量研究工作，积累了丰富的经验 烟叶信息化工作从1988年开始，通过借鉴国外的经验和方法，以及 三化 政策 教兴烟战略 技术创新工程等的实施，有力地推动了烟草农业科技的发展，取得了可喜的成果，并为烟草农业信息化奠定了基础。近30年来，尤其在20世纪90年代后，中国在内的许多国家在烟草生长模拟模型方面取得了较快的发展 但目前仍处于初级阶段，主要对模型进行不同空间尺度和环境条件下的验证与适用性研究试验 国内已开展的研究主要有：栽培因子与烟叶经济性状定量关系（聂荣邦， 1992）烤烟大田期干物质积累模型(刘贞奇， 1992）烟苗各器官的生长模型（刘雪松，1993）叶面积指数增长模型（聂荣邦等， 1995；汪耀富，等， 2005） 烟草氮磷钾肥施肥模型（潘艳华，等，2001） 烟草生育期动态模拟模型（熊淑萍，等，2005） 烟草根系形态发育的数学模型（马新明，等，2005） 烤烟鲜烟叶成熟度量化模型（李佛琳，等，2007）烤烟成熟期叶片叶绿素含量与颜色特征的估算模型（徐光辉，等,2007）氮 磷 钾肥及水分4因子与烤烟产值之间的经验模型（陈义强,等， 2008）等近年来，国内在烟草土壤肥料专家系统 肥料运筹知识模型 栽培管理专家系统 生态农业监测与管理系统等的研究上取得了可喜成果 其中一些科技成果已通过验证，并应用于实际生产中 主要研究成果有：基于GIS和GPS的烟田养分管理研究（陈胜利等， 2007） 烟草生态适宜性定量评价（吴克宁，等，2007） 湘南烟区生态因素与烤烟质量的综合评价（许自成，等， 2008） 云南省示范区烟草栽培专家系统（刘彦中，等， 1999） 烤烟配方施肥专家系统（程功，等， 1997） 麻江烤烟专家系统（熊玉唐， 1997）安徽省皖南地区优质烟叶栽培管理专家系统MESTCM（严伟才，等， 2004）烟草氮肥运筹知识模型系统（马新明，等， 2006） 基于WebGIS的生态农业监测与决策支持系统（杨小冬，等， 2007） 基于知识模型的烟草氮肥运筹决策支持系统（石媛媛，2003） 基于3S的土壤肥料专家系统 （聂艳，等，2003）基于Web的烟草专家系统（陈杰，等， 2006）烟草生产专家系统（陈杰，等， 2005） 基于3S技术的烟草作物及农田资源信息系统（王蓓蓓，施昆，2007）等现阶段我国烟草生产还未完全摆脱粗放经营管理的传统种植方式，烟草科技对农业生产的贡献率仅为27% 35%，与发达国家的60% 80%仍存在较大差距，科学化和智能化程度相对较低 烟草行业信息化进程侧重于卷烟工业，而在烟草农业生产中的研究与运用还相对滞后。 2 农业信息技术在我国烟叶生产领域的应用现状2.1 数据库技术数据库技术是一种有组织的和动态的存贮、管理重复利用一系列有密切联系数据集合(数据库)的计机系统。利用该技术可将大量的信息进行记录、 分类、理等定量化、 规范化的处理, 并以记录为单位存贮于据库中, 在系统的统一管理下, 用户可对数据库查询、索, 以快速准确地取得满足不同需要的各种信息 1。我国烟草行业数据库技术应用始于 1986 年 4 月中国烟草科技信息中心的成立, 1998 年 6 月成立行业信息主体网站“ 中国烟草科教网” 2。目前这些基础数据库主要包括中外烟草科技文献库、 国内外烟草信息库、 决策参考数据库、 烟草品种资源数据库、 烟叶产区土壤气候数据库等 10 余种。1 郑业鲁.现代信息技术及其在农业中的应用J.广东农业科学,1999,(6):4345.2 程彪.“ 中国烟草科教网” 信息资源的配置与组织J.中国烟草科学,1999,(2):4243.2.2 专家系统技术智能农业专家系统( Expert System)是农业信息技术的主导性内容, 是人工智能的一个重要分支, 在二十世纪 60 年代问世。是基于知识和程序设计方法建立起来的计算机系统, 通过推理模拟人类专家做出决定的思维过程来解决只有人类专家才能解决的一系列复杂的问题。我国自二十世纪 80 年代开始进行农业专家系统的研究与开发, 并先后推出了 5 个具有较高水平的农业专家系统平台, 成功开发出了 150 多个农业专家系统3。3 杜新民.信息技术在农业上的应用J.农业网络信息,2005, (12):1113.2.2.1 烟叶栽培专家系统 我国对烟草种植专家系统模拟研究起步较晚, 进展相对较慢。2004年, 安徽严伟才等人以中科院合肥智能所最新研制的智能化农业信息系统技术开发平台 AIP1.0 为系统开发工具, 以广大烟草科研人员的科研成果、 烟农的实际经验和资料史实为基础, 综合运用人工智能技术、 多媒体技术、 GIS技术和专家群经验, 开发出了适合皖南地区的烟草栽培管理智能决策与咨询系统5。5 严伟才,黄义德,王敬儒,等.安徽省皖南地区优质烟叶栽培管理专家系统的研究J.安徽农业科学,2004,32(4):772774.此外, 具有代表性的还有河南省许昌烟草公司研制的 “ 烤烟配方施肥专家系统” 。2.2.2 烟草生长模拟模型技术 二十世纪 80 年代以来, 作物模拟研究进展迅速, 已成为农业科学研究的前沿领域之一。国内研究较多的是国家烟草栽培生理生化研究基地的马新明等人, 2003 年他们根据多年的试验资料, 采用系统分析方法和计算机模拟技术, 以“ 特定品种发育生理日数恒定” 为基本假设, 建立了烤烟生长发育动态模拟模型系统6。6 熊淑萍.烟草生长发育动态模拟模型系统 Tobacco- DSMS的研究D.郑州: 河南农业大学,2003.此外还有青州烟草研究所建立的“ 烟草病毒病预测预报模型” 。2.2.3 烟叶烘烤专家系统 烟叶烘烤过程是一较为复杂的烟叶生理生化反应过程, 影响烘烤的因素很多, 但主要是烘烤过程中的温湿度控制。针对我国现有的烟叶烘烤调制过程存在效率低、 劳动强度大、 能耗高、 烟叶质量难以保证等问题, 我国科研人员逐步将自动控制理论引入烟叶烘烤, 并取得了较大突破。2.2.4 烟叶智能检测及分级技术 烟叶分级是指对同一产区和品种的烟叶按生长部位和颜色进行分组, 然后再按成熟度、 身份、 油份、 叶片结构、 色度、 长度、 残伤等七个品质因素进行组内分级的过程。目前在该领域主要应用计算机视觉和人工神经网络技术来解决这一问题。2.3 烟叶综合管理信息技术烟叶综合管理信息系统是指充分应用计算机、 网络等一系列现代化技术来整合烟叶生产、 经营、 管理等各项资源, 及时为企业“ 三层决策” 系统(决策层、 管理层、 基础层)提供科学、 有效的数据信息, 不断提高企业的经营管理水平, 从而提高企业的核心竞争力。3 农业信息技术在我国烟叶生产领域的应用前景及展望目前, 中国烟叶生产仍属于粗放经营型的传统种植方式, 种植比较分散, 技术相对落后, 所产烟叶质量与巴西、 津巴布韦等国相比, 仍然存在较大差距。必须依靠先进的科学技术, 走信息化、 现代化和标准化之路, 大力提高烟叶生产的科技含量, 提高烟草农业产业的技术水平, 只有这样, 才能将中国的烟叶产业做精做强。今后, 农业信息技术在烟草科技中的主要研究方向有:3.1 进一步健全烟草行业农业基础数据库建设尽管我国烟草行业已经建成了一批农业信息资源库,但是其数量和质量还远远不能满足我国烟叶生产的需要, 农业信息计算机网络的服务能力尚未形成,共享性差。因此,必须大力加强烟草农业数据库的开发。 主要包括烟区自然资源信息、 烟叶生产管理信息、 烟叶生产科技信息、烟叶生产实用技术及科研成果等数据库的开发。3.2 建立烟叶生产农情信息监测与速报系统烟叶生产系统是一个高度复杂的自然- 社会复合体系,对资源环境的依赖性较强,系统内各资源环境要素及其相对应的社会经济状态既有垂直变化也有水平差异, 传统数据管理系统和方法将无法面对这一复杂系统产生的大量空间信息数据。因此有必要应用遥感技术、农业地理信息系统和技术及全球定位系统对烟区生态环境、 基本烟田土壤资源、 烟草长势、 墒情、 水旱灾害、 病虫草害等方面进行监测和预报。所有这些信息资源都可以在全行业范围内通过 Interne 网对它进行共享。3.3 加大智能化烟叶生产专家系统的研究开发和示范推广力度根据各烟区特有的人文经济环境和自然资源条件开发出更多的适应性强的当地化烟叶生产专家系统3.4 引进精确农业技术, 建立示范基地当前, 随着 3S技术的研究发展, 精确农业技术已成