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文档简介
第九章 农村信息化技术发展与展望第一节 农村信息化技术发展趋势 目前国内农业信息化浪潮正蓬勃兴起,由此带来的不仅仅是令人目不暇接的新技术和新产品,更为重要的是,它正在改变着人们的生产和生活,尤其是便利的网络信息和及时的资讯信息为农村摆脱贫穷落后的帽子带来了新的希望。信息化日益成为目前对我国农业和农村影响最为深远的社会变革之一。 根据“信息化”的定义,农村信息化可以理解为在农业生产活动和社会实践中广泛、有效地采用先进的信息技术,更加充分有效地开发、利用、整合农村资源,提高农业整体效益和资源利用率,推动农村经济发展和社会进步的过程。农村信息化内涵丰富,外延广泛。涉及到整个农村、农业系统。我国的农村信息化较发达国家起步晚,但是发展迅速,势头良好,在未来的国家发展规划中也作为农村社会经济发展的一个重要方面。 一、农村信息化发展多元化 农村信息化建设是一个长远发展战略问题。我国幅员辽阔,各地经济和社会发展水平不尽相同。相应地,不同地区对通信和信息的需求也不尽相同,因此,农村信息化发展也应当是多元化的,不能是一个模式,一刀切,应该进行分类、分阶段地发展推进农村信息化。经济发达地区与经济欠发达地区农村信息化建设的模式应当是不一样的,要求也是不一样的,因地制宜才能达到最好的效果。多元化的信息应用,符合广大农村的生产需求、消费需求,有助于帮助农村经济发展得更好。 对于经济发达地区,拥有丰富的资源,而且交通便利,相对来说,人们的生活水平、消费能力和消费层次也相对较高。农民需要从现代信息网络获取的信息日趋综合多元化,既要语音、文字信息,同时也需要图像、视频等多媒体内容。综合多元化的信息需求需要综合化的信息网络进行支撑,农村信息化建设应当以逐步推行计算机网络化为主,优化网络结构,“一网多用”、“三网(通信网、电视网、计算机网)合一”,拓宽信息提供的范围与提高信息的质量,信息传播媒体也可以多样化,声像结合,信息服务多种多样。通过建设农村信息服务平台和开发相应的信息资源,建立和完善农业产品价格体系、生产资料市场、专家咨询系统等,提供产前、产中和产后一条龙服务,以及提供国家的农业政策、农业法规、政府部门的办事与审批程序、先进的经营管理理念等信息。同时,整合行业现有资源和成果,集中推进信息技术应用。比如,浙江省开发了全省公用数据库,集中建立了“一站式”双向服务,达到一站登录、各站共享的效果,使一个个孤岛信息得到了有效整合,从而有效促进了农业增长方式的转变和地区竞争力的增强。 对于交通不便,发展相对比较落后,但是有可以开发的资源的地区,应该进行小范围的“局域开发”,开发特色信息的平台并形成相应的特色信息集散点。对于虽然交通方便,但是没有什么资源的地区,要勇于创新、打造特色项目。一方面,通过农村信息化教育培训工程,培养新型农民,提高农民素质;另一方面要开发建设信息服务平台,为农民提供就业信息、产品交易信息等服务,努力发展成为某些生产要素和产品交易的集散地。 对于交通不便,而且资源相对贫乏,经济发展、生活水平、消费支付能力也比较低的地区,农村信息化建设应以较低层次的信息媒体传播为主,农业信息通过计算机网传送到乡镇,再通过电视、电话,以及有线广播、小报、黑板报等渠道将信息传送到农户,构建多级信息服务网络体系。 二、农村网络基础设施及应用系统建设普及化 在互联网飞速发展的今天,农村网络信息化程度却很低。有数据显示,中国能上网查看信息的农民不到10。农民从互联网获取信息的程度很低,严重制约了有效信息的传播,直接阻碍了社会主义新农村建设的发展。互联网具备信息量大、内容全面、查询方便等优势,如何将这些优势更快、更有效地让农民应用起来,农村网络基础设施,正是传输信息的大动脉。加快推进农村信息化,首先就必须拓宽、加固这个信息通道,使各种深受农民欢迎的信息能够在上面快捷高效地流动。 目前为农村提供信息服务的主要有通信网、电视网、计算机网。信息产业部在“十一五”规划中,进一步提出我国农村通信发展目标为“村村通电话,乡乡能上网”。农村通信网方面,到2005年8月,我国农村固定电话普及率在每百人164部左右,截至2005年底,全国9733的行政村可以借助通信网和世界联络。广播电视村村通工程自1998年启动以来,截至 2005年底,基本解决了全国117万个行政村和86万个自然村群众收听收看广播电视的问题,广播和电视综合人口覆盖率分别为9405和9529。计算机网方面,目前全国31个省级农业部门、80的地级市、40的县级农业部门建立了局域网,全国41的乡镇农村信息服务站拥有上网计算机总数达17000多台。 随着通信技术的发展,光纤的成本急剧下降,给新农村信息化建设实现跨越式发展提供了可能,广大农村实现信息化不用走先建电话村,再建信息村的老路,甚至可以一步到位,综合接入。同时可以有效避免“信息化陷阱”在偏远的乡村同时建几套信息网络不仅代价极其高昂而且不可能分别聚集起足够的用户。 在信息终端系统方面,为农村、农民开发设计更多更好的实用信息终端,提供更加简便的信息应用解决方案,是推进农村信息化中的一个重要课题。农民对信息终端的需求具有两大特点:功能强大,有声有色;价格便宜,容易操作。在农民还不能熟练应用电脑和互联网时,“宽带+电视+机顶盒”的 IPTV网络点播业务在农村具有良好的应用前景。农民可以通过宽带网在电视机上点播收看农业科普片、专家讲座,还能上互联网。这种崭新的模式已经在一些农村得到应用,以其实用、投入低得到当地农民的喜爱。 三、农村社会资源信息化 我国农村有着丰富的自然和社会资源,但是资源的利用率很低。从客观上讲大多数信息化不畅、交通闭塞,限制了资源的开发和利用。要想合理利用农村资源就必须掌握它们的分布、性质及变化,并取得实时性资料。农村信息化运用信息技术全面采集和整合农村各类资源,使其充分发挥作用。建立严格的农村信息资源档案制度,实施国家农业基础数据工程,将涉农部门信息资源进行整合,确保信息资源数据的有效共享,可以建立综合性共享数据库,以及价格行情、实时气象、农技专利、科技成果、科技专家等专业数据库。整合农村龙头企业资源,资金、技术、管理、人员培训、仓储、配送等方面资源信息化。农村人口变化,教育、科技普及程度,农民收入水平,农村道路、能源、卫生等情况都应建立相应的信息系统并进行有效整合,以便全面了解农村社会情况,为制定正确的发展战略提供依据,使农民在工作、消费、教育、医疗、家庭生活、文化娱乐等社会活动领域实现信息化,提高生活质量,改善生活水平。农村劳动力信息化使农业劳动力的就业结构发生变化,为实现劳动力转移提供有效途径,增加农民收入。 农村社会信息资源的生产,不仅是农业信息化的要求,同时也是农业信息化发展的结果。农业信息化的目的就是要把农村社会卷入到现代信息社会之中,使农民能够享受信息生产、传播与消费等方面的方便与快捷,同时也促进社会各群体之间的交流,推进和谐社会的建设。农村作为一个社会有机体,自身具有其独特的生产生活特点,也有自身独特的价值认同和行为规范,因此农村信息资源的产生还可以提高农村社会的凝聚力,推进社会主义新农村建设。同时,农村信息资源的生产也要激励农民参与,使信息化成为农民生产生活中的一个有机组成部分,是建设信息化新农村的应有之举。 四、农村生产过程信息化 在农业生产过程中,如何进行农艺管理,提高农产品的产量和品质,降低生产成本,提高生产效益,这需要信息技术的指导,并贯穿于整个生产过程之中。在农业现代化的建设过程中,人们逐渐认识到了必须合理、高效地利用农业资源。通过传统的现代化技术和方法,的确可以达到这个目的,但是总成本高,效率低;而应用信息技术管理农业资源时,就可以大幅度、高效率地开发利用各种农业资源。农业生产过程信息化使得植物栽培、动物养殖管理自动化、网络化和智能化,从而大幅度提高农业生产的精确度,降低资源消耗,达到农业生产的高效益。开发适应不同地区和不同领域的农业专家系统、农业决策支持系统、环境智能控制系统、地理信息系统、便携式农业信息系统等,可以随时随地为生产者提供技术指导,从而加快农业科技成果的转化,提高农业生产的效率和收益。 推进农业生产信息化,引导信息技术企业开发、生产适应农业需求的电子产品和应用软件,并提供技术支持服务。发展数字农业,有重点、有步骤地加强计算机自动控制、模拟等技术在农业上的研究、开发和利用,逐步实现精准选种、精准播种、精准灌溉、精准施肥、精准田间管理和精准收获等农业生产过程的信息化。用信息技术重点改造传统农业,合理使用各种农业资源,保护生态环境,发展节约型农业和生态农业。大力提高农业龙头企业的信息化水平,以重点龙头农业企业为示范,推动信息技术在产品研发、生产、销售、管理等环节的广泛应用,提升农产品深加工能力,加快农业产业化、现代化和可持续发展步伐。 美国有一个农田灌溉自动决策系统,据报道可以充分提高水资源利用效率,投资与效益比率高达1:250。如果我们中国建立一个类似的系统,据估算,仅北方冬小麦灌溉就可以节约用水约100亿立方米,节约资金2亿元。 农业生产过程实现自动化后,会比人工管理更为科学、高效。目前我国研制的多媒体小麦管理系统(WMS)和棉花生产管理系统(COTMAS)都可以应用于生产,可以提高农业生产的效率,实现生产管理的科学化。而当农场应用了计算机决策支持系统和网络系统以后,不但可以及时了解市场信息、政策信息,选择生产和合理销售自己的产品,还可以通过网络,广泛获取先进的科学技术信息,获得最佳的生产效益。 信息技术在农业生产和农场管理中的应用正在逐步扩大,举例如下: (1)温室自动化控制系统。由传感器、数模转换器、计算机和控制器组成,它能够根据温室内外气象条件,利用计算机控制温室的光、温、气,自动形成适合温室内作物生长的微环境。 (2)农场生产自然环境信息系统。由一系列环境信息数据库和相应的管理系统组成,主要包括农业气候信息数据库和服务系统、实时气象信息数据库和服务系统。 从长远看,农业生产必须走专业化、规模化的道路,农业产业化是改变农民信息弱势的根本出路。因此,必须从农业产业化发展的要求来积极推进信息化建设,引进、培育、壮大农业产业化龙头企业,发展农村经济专业合作组织,实行订单种植,在农民和市场之间架起信息的桥梁,通过信息渠道,引导农民根据市场需求组织生产,提高农民进入市场的组织化程度。 五、农村行政管理信息化 随着政治、经济和科学技术的发展,政务公开、民主监督的内涵及表现形式在不断发展、丰富和完善,其中信息技术的现代化,进一步推进了农村政府管理的公开化、民主化进程。随着网络时代的来临以及国家对电子政务的大力推广,农村经营管理以及村务公开也开始走上与信息化相结合的发展道路,信息化时代的农村经营管理与村务公开不仅具有民主价值,同时还具有了信息资源共享、降低获得信息成本的经济价值。 乡镇和村是新农村建设的主要对象,是社会的最低层,就像建筑物的地基一样,假如不牢固,就可能影响整个建筑的稳定性。由于该层次数量多、地域广、差别大,其组织管理和服务难度较大。建立面向基层的电子政务系统、小城镇信息化管理系统、社区管理信息系统等,实现对乡镇和村日常事务的信息化管理和服务,上传下达,实现政务公开和管理民主,对提高基层政府执政能力,密切干群关系,推动基层管理民主具有重要意义。 农村信息化村级电子政务系统主要由组织机构、网上办公、村务公开和管理系统等功能模块组成,该系统把村级干部从农村繁杂的办公事务中解脱出来,大大提高了工作效率;乡镇电子政务系统由内网、外网和专网组成,有效实现了信息资源的共享和利用,对规范基层政府行政管理、提高办公效率、降低运行成本、改善干群关系具有重要作用;办公自动化系统(OA)利用订制工具自行定义业务流程,迅速搭建无纸化办公环境,极大地提高了工作效率。 推进农村行政管理信息化,提高农村科学决策水平就要从以下几方面做起。开展农村管理信息化建设试点工作,研制推广具有自主知识产权的农村经济管理系统、税费征收管理系统等农村管理应用软件,组织开发具有特色的农村管理信息系统等;采集、整理农村财务、土地、水资源、劳动力等基础信息,建设完善农村信息数据库,加快涉农信息资源的开发利用;尽快建成省级农村管理信息系统数据处理中心、县(市、区)级农村管理信息系统数据处理分中心和乡(镇)数据处理站,逐步实现省、县(市、区)、乡(镇)、村间的数据传输和信息共享,促进农村管理的民主化、科学化、规范化和高效化。 六、农村生活消费信息化 生活消费包括市场信息,因为市场信息对生活消费起重要的作用,现在很多生活消费改善很快的地区对市场信息非常重视,人们可以依靠获取市场信息来确定自己的生活消费;另外,网上的电子商务信息和交易又在一个更高的层次上促进了商品的交易;另外,多种信息媒体的信息服务也提高了生活消费服务的水平,年轻人生活在这样一个信息化建设的时代,可以享受多种信息媒体的信息服务。这些多种信息媒体的信息服务大大地丰富了人们的生活,从而提高了人们的生活质量,提高了人们的素质水平。 信息化带动农民生活质量的改善,这是显而易见的,比如发达地区的一些县级的文化娱乐媒体实现电视网、广播网和计算机互联网三网合一,这是一个大的趋势。农民可以利用这些媒体了解国内外社会经济和科学技术的动态,有条件的地方可以通过互联网了解国内外农业、农民和农村生活发展的动态,还可以丰富农民的文化娱乐生活,为农村儿童的学习生活提供了广阔的新天地。具有指导农民生活和农村社会活动的作用。 经过多年的建设,广播网已经普及到农户,电视网现在也基本都普及到农户,但是互联网现在还仍然没有普及,只有在东部沿海发达地区、大中城市郊区,少部分农民家庭用到计算机和互联网。这得需要一个过程,现在正在加快高速宽带互联网的建设,但是信息进村入户还有一个相当的时期,目前可以利用三网合一,利用其他多种媒体来传达三者之间得到的信息,包括互联网上得到的信息。计算机在丰富人们的学习、生活、娱乐的同时,也给农民了解生产、技术、政策、信息提供了更有效的手段。 现在国家正在建设“金农工程”,其重要的长远目标是使信息进村人户, “金农工程”前期的工作主要是进入到乡镇这一级,然后到村一级,最后才能到农户。互联网和计算机技术的快速发展使这个进程大大加快,比过去预测的时间要提前很多。 目前我国农村在文化、教育、卫生、医疗、基础设施、公共福利和社会保障等方面发展相对滞后。以卫生系统为例,如果能够应用信息技术,建设农村公共卫生信息系统、医疗救治、医药配送、突发公共卫生应急指挥和卫生监督信息系统,是现阶段优化公共卫生资源配置、提高农村医疗保障水平的重要环节,能极大地方便广大农民。 七、农村市场流通信息化 农村市场信息,主要包括农业生产资料市场信息化和农产品市场信息化。由于农业生产具有季节性,就必须在种养之前基本掌握未来收获季节时的供需情况,对于农业生产的这个特点,对信息的需求程度要高于其他行业。而实际上,由于城乡间存在着数字鸿沟和信息不对称等因素,面向农村信息服务“最后一公里”问题短期内难以解决,加上我国小农经济的生产特点,导致农业生产从一开始就处于被动局面,由此产生的浪费也十分惊人。 农业生产资料市场流通信息化是将种子、种苗、种畜、化肥、农药、饲料、兽药、农业机械、农用薄膜等生产资料的供求信息建立数据库上网运行,并逐步开展农资电子商务,加快农业生产资料供求信息的传输和交流,降低经营成本,减轻农民负担,促进农资生产和经营企业效益的提高和农业生产的发展。同时有利于加强政府的指导和跟踪监管,在最大程度上保护农民的利益。 要推进农产品市场流通信息化,首先,加快农产品批发市场信息化基础设施建设,将农产品的市场供求和价格信息全面、系统、及时、准确地上网运行,以农产品批发市场、重点农业龙头企业、农业信息技术应用示范区为依托,大力建设农业电子商务系统。其次,搞好农产品现代物流,推进信息技术在农产品运输、销售环节的应用,实现供需对接,积极推动农产品网上交易。第三,建立和完善农产品价格供求与市场监测预警。农产品市场流通信息化为达到保证农产品的供应充足和销路畅通,保证合理稳定的市场价格,合理有序的市场竞争,较高的市场透明度等目标提供了条件和手段,促进农业经济发展,提高经济效益。 美国农业市场服务局,每天要使用计算机系统处理大约近l亿字符的市场信息,通过卫星传送到遍布全国的地面接收站,也可以提供电话语音和视频等多种形式的查询服务,并通过互联网传播农产品价格信息,大大提高农业市场的流通效率。 中国农业部也在建设中国农村市场信息服务系统,通过中国农业信息网络系统,采集、加工、传播农产品市场经济信息和供求信息等,引导农产品市场运行和农业生产安排。 中国联通于2006年7月开展的农业信息化项目,将通过在乡镇或大的农产品批发市场设立信息站的方式,由信息站的信息员及时准确地收集当地农业信息,为当地用户提供农产品供求信息发布、农产品价格分析等贴近农村的信息服务。这个项目的推广对建立完善的农业市场信息传播机制,建设成熟的农产品电子商务应用平台将起到促进作用。 八、普及农村远程教育培训 如何快速、有效、全面地提高农业基层从业人员的素质和技术水平、经营和管理能力、市场意识、竞争意识等是摆在农业现代化进程中的一个重要的课题,也是农村信息化的重要方面。必须走“科教兴农”之路,加强对农民的职业教育和技术培训。我国农村地广人稀以及70的人力资源在农村的现实决定了农村教育要突出抓好远程教育。现代远程教育是一种成本低、见效快、辐射面广,不受时空限制,最大限度地满足社会成员个性化学习要求的现代教育形式,应用远程教育来发展农村教育是缩小我国城市与农村数字鸿沟,实现优质教育资源共建共享,加快农村发展的有效途径,也是当前国际社会公认的发展中国家和欠发达地区农村实现社会和经济发展目标的重大战略举措之。 农村远程教育体系的建设包括4个方面:改革和发展农村基础教育,在中小学普及信息技术教育,提高基础教育质量;加强农村远程教师教育培训,包括本校培训和网络远程培训,以及培训教材的编写和出版;开展实用技术培训和农业人才培养,促进农村经济发展;开展农村干部培养与培训,全面提高农业管理水平。 在经济较发达的农村地区,要做好远程教育,拓展远程教育空间,提高远程教育的效果,可以考虑建设以地网(地面计算机互联网)为主的信息基础设施,试行“政府+学校(高校)或培训机构+企业”的模式。政府负责制定远程教育的法律、法规和相关标准,加强远程教育的管理和宏观调控;高校或培训机构负责远程教育资源库的规划、建设和发展;企业负责远程教育的平台、技术支撑及商业化运营。三方明确分工、各负其责,相互协调、各得其所,就有可能推动和促进现代化农业远程教育的更快发展。 由于中西部地区经济、社会、教育等方面发展的不平衡,地区差异大,在实施现代远程教育工程中必须因地制宜,采取多种模式,逐步推进。建设以天网(卫星电视和数据通信网)为主的信息基础设施。具体有3种模式:教学光盘播放点、卫星教学收视点和计算机教室。 九、完善农村信息化服务体系,信息服务个性化、多元化 农业信息服务是农村信息化的重要内容之一,涵盖了农业生产和农村社会经济生活的方方面面。广义的农村信息化服务体系建设包括基础没施、网络通信系统、数据处理技术和本地化信息资源开发、信息化基地建设、信息员队伍建设等方面,加强信息技术对本地区农业和农村的全面渗透。狭义的农村信息服务指农村市场信息服务,概括地说,应该是指各级领导、有关部门在农村经济工作的决策与管理中和农村市场主体(即农产品的生产者、加工者、经营者、消费者)在经济活动中所需要的全部信息。农村信息服务为生产者、经营者和管理者提供农业科技成果和有价值的知识信息、技术信息、市场信息、服务信息,同时建立高效的信息应用示范体系和灵活的推广机制,加强基层农村科技人才和信息队伍的培养建设,解决“信息不对称”和“最后一公里”问题,缩小“数字鸿沟”,提高农业综合生产能力和可持续发展能力,推进农村小康社会建设。 在服务体系的建设方面,要充分利用现有基础和条件,调动电信运营商、软件提供商、设备制造商、信息服务提供商等的积极性,发挥信息技术、产品、网络和服务的综合优势,实现资源共享。在信息传输方面,要充分利用各种公共通信网络和其他专网、适用信息技术和信息终端,将信息及时发布到农民手中。在信息资源开发方面,既要注重本地信息的采集和加工整理,又要整合中央各部委以及地方各级政府的涉农信息资源。 建设农村信息化公共服务平台,为农村综合信息服务体系提供支撑和服务。积极鼓励包括外资企业在内的软件供应商、电子信息产品制造商和信息服务商参与平台建设。通过提供技术支撑、咨询、培训等公共服务,提升农村综合信息服务体系的技术水平和服务能力。鼓励运营企业开发农村特色信息内容,帮助农民脱贫致富,倡导农村健康文明新风尚。引导各类网站、短信服务商等增值电信企业加强各方协作,整合可用信息源,建立起一批专门网站和短信业务,以多种形式、多种途径向广大农民提供经济实用的信息服务。 以市场为导向,改变过去农业信息服务主体单一、服务内容面狭窄、服务手段落后的现状,服务主体多元化,服务内容多元化,服务载体多样化。 我国目前已经发展了多种性质、不同规模、不同专业的农村市场信息服务主体。从横向角度看,这些主体是多元化的。它们包括相关的中央机构、政府部门及直属事业单位,相关的科研、教学单位,相关的社会团体、经济实体,相关传媒,有政府的服务也有民间的服务,有农业系统内的服务,也有农业系统外的服务。 在农村信息服务内容方面以农业生产和市场供求信息为主,充分考虑社会、环境、文化、教育、管理等内容。 由于受我国广大农村的经济发展水平、社会文化氛围等条件的制约,在今后很长时间内,农业信息服务载体将呈现多样化的局面,因地制宜充分利用互联网络、广播电视网络、电话网络以及传统媒体和无线网络,多种方式相结合。 十、农村信息化产品快速转化和广泛应用 在现有制度安排和资源条件下,农业能否实现可持续发展,很大程度上取决于农业信息化产品和科技成果转化为现实生产力的进程。农村信息化产品转化为现实生产力,是一个十分复杂的社会过程,一项庞大的系统工程。它涉及到农村信息化产品本身的质量高低、品质优劣和转化环境条件的好坏,譬如政策体制、管理水平、农业经济状况、农民喜好程度、市场发展前景等诸多方面以及它们之间能否协同配套的问题。因此要求政府、科研、推广、农民之间都要积极工作、团结协作、寻求对策、采取措施、创造条件,形成内外结合、对症下药态势,加快农村信息化产品转化。 农村信息化产品转化的先决条件是其本身是优质的,必须具有技术上的先进性、经济上的合理性、生产上的可行性等明显优势。为此,必须深化农业科技体制改革,加强农业科研管理,促进农业科研与经济紧密结合,提高农村信息化产品质量。 农民是农村信息化产品转化的实施主体,其文化程度和科技水平的高低,决定了农村信息化产品能否被农民接受和应用的程度。实现农村信息化产品转化,农民是内因、是关键。因此,要加快农村信息化产品转化,提高成果转化率,就必须加强对农民的文化科技的教育工作,提高农民的文化程度和科技水平。 推进农村信息化产品转化,必须要有健全的推广体系、完善的运行机制、良好的推广方法,因此,必须在现存的农业推广体系的基础上进一步地改革和完善,尽快地建立起能适应社会主义市场经济需要的多层次、多成分、多形式、多功能的农业推广体系,并完善各推广机构的运行机制,增强推广活力。搞好农业推广,促进农村信息化产品广泛、迅速地应用于农业生产经营实践,建立一支既有一定数量又有较高素质的农业推广队伍是十分必要的。一方面要稳定队伍,充实人员,确保农业推广人员有足够数量;另一方面要通过培养和继续教育,提高农业推广人员素质。第二节 农村信息化技术展望 社会主义新农村的信息化建设是在知识和信息生产、分配及使用基础上发展新型农业经济,是知识经济时代各国农业进一步现代化的趋向和标志,其核心是以农业信息学的理论和方法为指导,以农业现代信息技术应用为手段,以农业信息集成和网络服务为目标,在农村全面地发展和应用现代信息技术,即将信息技术渗透到农业产、供、销以及农村社会、经济、技术等各个环节,实现传统农业向现代化农业的加速改造,大幅度地提高农村生产效率和农村生产力水平,促进农村持续、稳定、高效发展。 下面对农村信息化相关技术进行介绍,着重对于辅助决策支持系统、自动控制技术、三电台一技术、农产品质量安全控制、精准农业技术、网格技术、数字化管理技术、虚拟现实技术以及远程诊断技术等进行展望。 一、辅助决策支持系统 辅助决策支持系统在20世纪70年代提出之后,经过多年的发展,在理论探讨、系统开发和实际应用各个方面取得了令人瞩目的进步,呈现出多元化发展的趋势。与此同时,同农业领域研究相结合的辅助决策支持系统的开发,也取得了较多的研究成果。 随着计算机技术的飞速发展,农业辅助决策支持系统也开始向农业数据标准化、知识获取自动化、知识表示复合化、搜索推理智能化、信息技术集成化、系统开发组件化、专家系统网络化的方向进行发展,由实验室中的科学技术研究向着农业信息领域的集成应用方向进行转变。在社会主义新农村建设中,农业辅助决策支持系统将得到越来越广泛的应用与研究。 (一)农业数据标准化 农业是一个区域特色浓、环境干扰因素多的大系统,中国农业长久以来的发展沿袭了自给自足的生产方式,相关的农业信息较为混乱,记录方式、术语、计量单位、描述方式因地、因人、因相关设施不同而不同,从而无法得到准确、有效的数据进行当地辅助决策系统的开发。因此,农业辅助决策支持系统未来发展的一大趋势在于农业数据标准化,规范农业数据的采集、维护、管理,健全农业数据库系统。 (二)知识获取自动化 当前,许多辅助决策支持系统的知识主要采取人工知识获取方式,效率较为低下。近年来,随着人们在机器学习和知识自动获取方面的研究,数据库中的知识发现(KIDD)技术取得了长足的进步。如何利用数据挖掘技术从农业数据库中获取有价值的知识、对知识库中的知识进行智能化完善等是农业辅助决策支持系统需要解决的一个重要问题。 (三)知识表示复合化 在以往的辅助决策支持系统中,人们习惯用一种知识表示方法,如语义网、框架、本体论等,但是至今没有产生一种通用的表示方法。农业领域的知识复杂性要求多样性的表达方法,构建一种知识表示的复合方法,是农业辅助决策支持系统研究的一个重点方向。 (四)搜索推理智能化 搜索推理策略一直是辅助决策支持系统中运用知识进行问题求解的主要方法,除了常用的策略之外,对非单调推理、定性推理、常识推理、不精确推理等技术的研究,对于系统求解能力的提高意义深远。运用人工神经元网络、模糊神经网络等智能化技术到辅助决策支持系统中来是将来研究的重点。 (五)信息技术集成化 现在随着信息技术的发展,辅助决策支持系统不仅仅是与农业模型知识、常识性知识进行结合,而且也将其他新兴技术比如3s技术、网络技术、多媒体技术等集成到辅助决策支持系统中,提高了农业辅助决策支持系统的生命力,拓宽了农业辅助决策支持系统的应用范围。 (六)系统开发组件化 组件技术以开放的系统结构、高度的软件重用率、快速的生成方式和简单的维护方式代表了系统开发的主流先进技术,基于组件的系统开发方式,是农业辅助决策支持系统重要发展趋势。 当今在社会主义新农村建设的浪潮下,辅助决策支持系统在农村信息化建设中有着举足轻重的地位,其将促使传统农业向现代农业转变,推动粗放生产向集约经营转变。随着农村信息化建设的推进,我们期待着更多优秀的决策支持软件的开发与利用。 二、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。依据国内外现代信息技术的研究、开发和应用的丰富实践,农业自动控制技术基本可以概括为农业基础设施装备信息化、农业技术操作全面自动化以及农业经营管理信息网络化。伴随着农村新信息化建设的发展,自动控制技术占有举足轻重的位置,将来在农村信息化建设中重点发展的技术已经逐渐转向高性能、低成本的传感器技术、智能化控制技术、机电一体化的新型控制设备、远程控制技术、无线传感器网络技术以及环境数据的快速采集技术这些方向。发达国家一直致力于将这些技术应用于农作物的耕种、施肥、灌溉、防治病虫害、收获的全过程,畜禽水产品等饲养全过程,农产品加工、贮藏、保鲜的全过程,以及农产品销售市场设施等各个领域,反映了农业信息化的水平和效率。 (一)高性能、低成本的传感器技术 随着自动控制技术的发展,开发高性能、低成本的传感器成为自动控制技术在农业领域应用的一个总的趋势。传感器是一种能把物理量或化学量转变成便于利用的电信号的器件,是摄取信息的关键器件。传感器技术与通信技术、计算机技术构成了信息技术的三大支柱,是农村信息化建设中不可或缺的信息采集手段。开发高性能、低成本的传感器是自动控制技术在农村信息化进程中的一个重要方向,对提高经济效益、科学研究与生产技术水平有着举足轻重的作用。 (二)智能化控制技术 设施农业的发展带动了自动控制技术的应用,在温室环境控制、生物环境调控、现代设施控制中,智能化控制技术有着广泛应用的空间。比如研究智能化控制喷灌技术、智能化温室控制技术、智能化集群控制技术等,是自动控制技术将来发展的主要趋势。 (三)机电一体化的新型控制设备 机电一起化技术主要包括机械技术、计算机与信息技术、系统技术、自动控制技术以及传感检测技术,是一门包含多项技术的交叉学科的系统技术。机电一体化的新型控制设备的研究,将自动化控制技术同农村信息化建设结合,研究新型的控制设备用于农村建设中,是自动化技术与农业研究结合的一个方面。 (四)远程控制技术 远程控制技术是自动化技术在农村信息化发展的新方向,随着网络技术的飞速发展,远程控制技术将占有越来越重要的地位。远程控制技术在温室环境控制、农业节水灌溉、病虫害防治、电网监控等方面应用方兴未艾。 (五)环境数据的快速采集技术 在每一个环境变化地区进行的数据采集都包括一定范围的物理、化学及生物测量,农业是一个复杂多变的系统,数据采集也是一个复杂的过程,对于环境数据的采集要求实时准确,因此,环境数据的快速采集技术是信息化建设的一项基础技术,也是将来自动控制技术发展的一个重要方向。 (六)无线传感器网络技术 无线传感器网络综合了传感器技术、嵌入式计算技术、现代网络及无线通信技术、分布式信息处理技术等,能够通过各类集成化的微型传感器协作地实时监测、感知和采集各种环境或监测对象的信息,通过嵌入式系统对信息进行处理,并通过随机自组织无线通信网络以多跳中继方式将所感知信息传送到用户终端。 三、“三电台一”技术 三电合一技术,主要是通过电话、电视、电脑3种信息载体有机结合,实现优势互补,互联互动。利用电脑网络采集信息,丰富农业信息资源数据库,为电话语音系统和电视节目制作提供信息资源;利用电话语音系统,为农业生产经营者提供语音咨询和专家远程解答服务;利用电视传播渠道,针对农业生产经营中的热点问题和电话咨询过程中反映的共性问题,制作、播放生动形象的电视节目,提高信息服务人户率。实现电话、电视、电脑“三电合一”,优势互补,为当地农民提供及时、准确、权威的农技和市场等信息服务。 “三电合一”工程是基层农业信息服务工作者经过多年实践探索出来的打通信息服务“最后一公里”问题的有效服务模式,主要实施内容包括电话语音、电脑网络、电视节目制作3个系统和全国公用数据库。其中电话语音系统是“三电台一”建设的核心。实施的主要内容包括购置安装系统所需设备和软件以及建立支持语音服务的农业实用科技信息数据库,编印信息电话查询目录。建立满足电话语音系统和信息采集、发布需要的电脑网络系统是“三电合一”的基础。主要实施内容为:建立能够容纳38个终端的局域网,配备相应的电脑和软件系统,主要有网络交换机、电脑、互联网接人设备、信息采编软件等。建立电视节目制作系统,充分利用其他支持协作单位来完成这一系统的建设工作,将农民反映的共性、热点问题制作成电视节目。全国公用数据库建设主要包括数据资源库建设和数据采集与交换系统软件开发。公用数据资源库以实用科技信息为主,兼顾市场供求和政策法规信息;数据采集与交换系统软件是连接公用数据库、地方“三电合一”信息服务中心及农业部现有应用系统的枢纽。公用数据资源库为地方电话语音系统提供共享信息,各地“三电合一”农业信息服务中心,通过数据采集与交换系统软件连接公用数据资源库,达到信息上下联动和信息共享的目的。 “三电合一”技术在农村信息化的广泛应用,必将带来农村信息化工作的崭新局面,也在农业增效、农民增收中发挥越来越重大的作用。 四、农产品质量安全控制 随着农产品质量安全问题的日益紧迫与突出,在农村信息化道路中,农产品质量安全控制也占有日益重要的地位。农产品质量安全控制主要包括农业监测预警、农产品和生产资料市场监管、农产品可追溯等问题。针对农产品中主要动植物疫病病原和化学污染物等,重点开展基于靶标发现和分子识别的高通量的农产品质量分子检测技术研究,为保障农产品质量安全提供快速、灵敏和准确的检测技术手段。 农产品质量安全技术重点包括以下几门技术:农产品的快速检测技术、农产品质量安全控制中间件技术、电子标签和条码标识技术、自动识别技术等,随着农村信息化建设的加快,农产品质量安全技术也将得到飞速的发展。农产品质量安全控制作为农产品安全的重要组成部分,也是农产品安全研究的重点和热点问题。 (一)农产品的快速检测技术 目前,农产品快速检测技术的研究主要侧重化学与萃取方法,在电子鼻、电子舌、计算机视觉技术相结合以及实时数据分析方面比较薄弱。 农产品快速检测技术的趋势是将传统的计算机识别技术方法与现代方法(神经网络、并行算法、传遗算法、模糊技术、人工智能等)有机结合起来,改变传统图像信息的超数据量表达方式,针对不同的生鲜农产品建立特定的识别模型,检测农产品的外部品质(如颜色、形状、色泽等外观综合指标检测),提高识别的准确率、实时性和鲁棒性。 (二)农产品质量安全控制中间件技术 中间件在操作系统、网络和数据库之上,应用软件的下层,总的作用是为处于自己上层的应用软件提供运行与开发的环境,帮助用户灵活、高效地开发和集成复杂的应用软件。中间件是一种独立的系统软件或服务程序,分布式应用软件借助这种软件在不同的技术之间共享资源,中间件位于客户机服务器的操作系统之上,管理计算资源和网络通信。农产品质量安全控制中间件技术可降低农产品质量安全控制系统开发的难度,使开发者不需要面对底层架构,而通过中间件来调用。 (三)电子标签和条码标识技术 在农村信息化建设中,利用电子标签信息容量大、信息安全、远距离识别等特点,分析可运用电子标签进行管理的各环节,设计电子标签在各种环境下加载识读及与传感器结合等技术及应用方案,解决农产品质量安全控制问题是将来发展的一个重要趋势, 条码标识技术在农产品质量安全中也有着较为重要的应用,在农产品质量溯源信息分类与编码规范研究的基础上,研究条码标识技术,分析溯源过程中能够进行条码标识的各环节,设计条码标识及自动数据采集方案,解决我国农产品质量快速溯源过程信息自动化采集的问题。 (四)自动识别技术 前自动识别技术主要有:光字符识别技术、磁字符识别技术、磁性条识别技术、机器视觉系统、条形码自动识别技术、射频识别技术(RFID,Radio Frequency Identification)和语音识别技术。其中条形码技术是应用非常广泛的一种自动识别技术,常常应用在仓储、超市、图书、邮电、物资管理和医药、外贸等部门。但是受使用环境要求较高等因素的制约,在一些易受环境影响的场合,条码技术的应用受到了一定的限制。射频识别技术能克服环境因素的限制,并具有良好的使用性能。与磁卡、IC卡等接触式识别技术不同,RFID系统的电子标签与读写器之间无需物理接触就可完成识别。将来,自动识别技术可以广泛应用于农产品质量安全自动识别、仓储管理等系统中。 五、精准农业技术 我国农业发展历史悠久,经历了原始农业、传统农业,正向知识高度密集型现代农业发展,相继出现了“有机农业”、“生态农业”、“持续农业”等替代型精细农业。精准农业是传统农业打破物质循环和能量转化过程中的粗放状态,利用现代高科技技术,改进农业生产工具,提高农产品科技含量,从而推动农业系统内物质流、能量流、信息流运动速度,提高作物单产和生产效率,使生产经营进入一个崭新阶段的农业系统。它是开放的农业生态系统,具有低投入、高产出、高输入、高输出的特征。是集资源化、信息化、知识化、自动化、生态化于一体的全方位生态系统。我国精准农业特征与发展趋势体现在以下方面: (一)信息技术协作化 现代信息技术包括地理信息系统、全球定位系统、遥感和计算机自动控制技术、网络技术等。在未来,随着各地气候、土壤、水等生产要素数据的数据化,精准农业的应用领域也将日益扩大,各精准农业生产区域的信息化协作将不可避免,数据传输、数据加密、远程控制、智能预警等技术将进一步融合渗透。精准农业将不仅仅是应用地理信息系统将土壤、气候和作物及相关信息资料整理分析,研制成具时效性和可操作性的田间管理信息系统,更具备了一些大农业生产的特征,利用全球定位系统,遥感技术及计算机自动控制技术、网络技术,根据空间每个单元的具体条件,通过调整资源投入量,达到增加产量,减少投入,保护农业资源和环境质量的目的。 (二)生物技术基础化 现代生物技术包括基因工程、细胞工程、微生物技术等。其核心技术是基因工程。生物技术是开展精准农业的基础,利用基因工程技术可以培育出新作物、新品种;利用微生物技术能够合成蛋白质、氨基酸,可降解有机废弃物,进行生物防治和土壤改良,净化、保护生态环境。在未来,精准农业将更多的依赖于生物技术,通过作物生长原理的学习,能进一步精确控制投入与产出的效率比,分析潜在的病虫害危害,提高精确农业的智能化。 (三)生产技术机械化 现代机械工程技术包括机械播种技术、施肥技术、灌溉技术、收割技术和机电一体化技术等。它是实施精确农业生产过程信息流向能量流转变的关键技术,是精准农业技术体系的重要组成部分,其核心技术是机电一体化技术。未来的农业机械技术将更多的应用计算机控制技术、无线网络技术,可以通过远程传输指令完成精准播种、精准施肥、精准灌溉等动作,从而达到节约种子、节约化肥等最终目的。 六、网格技术 网格(Grid是构筑在互联网基础上的一组新兴技术,它将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体,为科技人员和普通用户提供更多的资源、功能和交互性。它能够让人们透明地使用计算、存储等其他资源。 网格技术应用到数字农业中,主要研究农业异质数据转换技术,农业知识流区域空间聚类与映射演算模型,农业知识语义检索、透明调度、可信计算和群诊断冲突消解技术,建立具有分布协同计算和交叉并行服务能力的农业知识网格技术。 知识网格(Knowledge Grid)研究的侧重点是智能信息处理,其目标是如何消除信息孤岛和知识孤岛,实现信息资源和知识资源的智能共享。语义Web和知识本体论是知识网格的典型代表。语义网(Semantic Web)或称语义Web,是一种能理解人类语言的智能网络,它不但能够理解人类的语言,而且还可以使人与电脑之间的交流变得像人与人之间交流一样轻松。语义网能使机器理解含语义的文档和数据,它就好比一个巨型的大脑,由数据库智能化程度极高、协调能力非常强大的各个部分组成,可以解决各种难题。在语义网中,网络不仅能够连接各个文件,而且还能够识别文件里所传递的信息。实现语义 Web的一个关键技术就是RDF(Resource Description Frame- work)。RDF有两大关键技术:URI(Universal Resource Identifier)和XML(eXtensible Markup Language)。URI是Web资源的唯一标识,它是更常用的统一资源定位符URL的超集。所有网络资源都可以用URI标识,再用RDF来描述。那RDF怎样放在网络上让人使用呢?XML作为一种通用的文件格式承担了这个责任,它定义了RDF的表示语法,这样就可以方便的用XML来交换RDF的数据。知识本体(Ontology)建立在 RDF之上,为RDF提供解释。知识本体在技术学科中的含义则是指术语学上的核心词汇、概念及其之间的关系和应用情境等。知识本体可认为是“知识的种子”,具有最强的语义特性,有助于实现资源的语义互换和领域应用。例如,利用知识本体可以实现对各种学科资源进行归类和分级;为教育资源间的关系和应用提供线索;实现知识跨领域、跨数据库间的语义互换等。 知识网格具有以下特点: (1)高性能。网格具有更强大的资源,并能更有效地使用这些资源。 (2)单一映像。用户看到一个网格整体。所有服务请求向网格发出,而不是某个网站或某台服务器。 (3)一体化。网格中的所有资源都联成了一个整体,实现了全面的资源共享和协同工作。 (4)自动化。网格支持信息和知识的自动生产。 国内对网格的研究始于2000年,有关网格的研发在全球仍处于起步阶段,2002年6月,我国政府在“863”计划中设立了网格专项,投资高达3个亿,研制中国国家网格;联想和中国科学院计算所也分别推出了深腾6800高性能计算机和曙光 4000A超级服务器;地质、气象、航空、基因、森林资源与林业生态等七大行业的应用网格项目建设先后启动;目前已建成了中国科学院、上海、清华大学等7个网格结点。 国内网格技术的研究还刚刚起步,目前呈现出这样的趋势:一是网格计算标准化的呼声越来越高,目的就是为了规范和统一现在大量的网格计算研究;二是专业网格的研究与开发成为一个重要的方向,因为网格是面向具体问题的应用,而专用网格在这方面具有独特的优势,可以为通用网格技术提出最直接最具体的需求;三是与工、农、商业应用相结合也是网格技术研究的一个重要趋势,原来的网格计算主要集中在科学计算等学术领域,而目前正走向使用,并和市场接轨,直接服务于工农生产和各种商业活动。 网格技术在农业信息化研究中方兴未艾,借助国家支持,全力研究农
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