如何利用信息技术服务农业(1).doc

如何利用信息技术服务农业一、从传统农业到现代农业的飞跃1二、利用先进信息技术开展现代农业信息服务32.2利用信息技术积极开展现代农业信息服务8三、虚拟现实技术及其在农业机械设计上的应用103.1虚拟现实技术在农业机械设计上的应用103.4基于虚拟现实的农机设计流程123.5结论13四、展望14一、从传统农业到现代农业的飞跃现代农业是与传统农业相对而言的。众所周知，农业是人类社会最古老的产业，发展到今天，如果按照历史时期来划分的话，大致经历了原始农业、古代农业、近代农业、现代农业。但是我们现在所说的传统农业，既与历史发展阶段紧密相联，更着眼于它的生产和经营方式，着眼于它的生产和经营目的。所以，把农业分为传统农业和现代农业是国际上十分流行的方法。由于传统农业向现代农业转变是一个十分漫长的过程，其间并没有特别清晰的界线，所以国外也有学者主张使用“三分法”，即在传统农业和现代农业中间增加一种被称作“混合型和多种经营的农业”，但并不占主流。 那么，传统农业和现代农业有什么区别呢？或者说，什么是传统农业？什么是现代农业？ 首先，从生产目的来讲，传统农业是“糊口农业”、产品农业；现代农业是商品农业、市场农业。处于传统农业中的生产者，其生产和经营的目的，是为了满足自身和家人的消费需要。虽然其产品也有剩余，并拿到市场上去卖，但重要目的是为了交换其他产品，也就是为了自身生产和简单再生产的需要，而不是为了实现生产的交换价值和社会价值。这种传统农业的生产，其商品率相对较低，农民的收入也不高；而现代农业则相反，它是为了实现商品交换价值和社会价值而生产，是为出售和市场而生产，其交换所得不仅可以维持扩大再生产，还可以增加教育、健康和文化等方面的投入，提高自身素质和发展水平。现代农业因为是为市场而生产，所以其商品率也相对较高，从事农业生产和经营的农民收入水平也较高。 其次，从手段来看，传统农业往往技术手段落后，物质装备落后，生产方式还是主要以人力、畜力和各种手工工具为主，劳动率低下，基本上还处于靠天吃饭的局面。而现代农业是用现代物质技术武装起来的农业。科技在农业领域的广泛应用，不仅提高了劳动生产率，而且改变了落后的生产经营方式。所以，人们评述现代农业的生产方式时，使用的是机械化、水利化、化学化、生物技术化等等这些非常有现代气息的词语。 第三，从生产经营者农民来说，从事传统农业的农民文化水平较低，或者没有文化，忽视人力资本投入，很少或没有专业分工，农民生产主要靠经验。而现代农业则对生产者提出了较高的要求，需要的是新型农民，需要的是有文化、懂技术、会经营的农民。当然，传统农业与现代农业的区别还可以从多个角度、多个侧面讲出很多，这里只是从生产目的、生产手段和生产者三个方面加以简单的分析。二、利用先进信息技术开展现代农业信息服务 飞速发展的信息技术和十分紧迫的农业信息服务，要求我们更加努力地学习和掌握信息新技术，创建农业信息服务新模式。建立以网络新媒体为基础的农业信息网站、农业信息短信、农业手机报、农业电子信箱、农业呼叫中心、农业电子显示屏、农业电子触摸屏、农业电视节目专栏、农业网络视频、农业信息专用接收机等多种农业信息服务新模式，有利于做好现代农业的信息服务工作，更好的为政府农业部门、农业企业以及农民（包括城镇居民）提供信息服务。2.1 利用信息化技术开创农业信息服务新模式近几年，信息技术和信息服务技术飞速发展，IPV6、云计算、数字地球、物联网和框计算等也先后走入实际应用，利用互联网、电话、电视等网络新媒体开展农业信息服务的技术和模式多种多样。这里将目前综合应用较多的几种农业信息服务技术和模式简介如下。2.1.1农业信息网站网站用于农业信息服务是目前最多的一种形式。据农业部统计，到2009年10月，全国农业网站达到31108个，农村网民达到9565万人，有24.3%的农民是通过互联网获取农业信息。我省涉农网站也达到了500多个。农业网站内容主要包括政府公开信息与农业新闻、农业市场信息与农业科技信息、政府网上办事、农业电子商务和网上互动。网站运营模式既有经营性网站，也有非经营性网站。营利性网站的赢利模式主要有：在线广告、电子商务佣金、会员收费、电信运营增值服务等。2.1.2农业信息短信 短信因其方便快捷而得到了迅速的普及和发展。据湖南省信息协会编辑的2009年湖南信息年鉴，我省移动电话用户从2004年的1036万增加到2008年的2260万。据中国移动湖南省分公司统计，我省拥有移动手机的农村用户有1000多万。从2003年以来，我省不少县、市农业部门逐步利用农业短信开展信息服务。省农业信息中心从2006年开始与湖南移动公司签订了战略协议，利用农信通开展农业短信服务。农业信息短信服务的内容包括当前农作物（动物）生产（长）所急需的技术、农产品批发市场（特色市场、产地市场）价格和农产品供求信息等。手机用户可通过短信免费接收公益类信息和有偿订阅生产技术及市场行情类服务信息。2.1.3农业手机报农业手机报是农业短信的扩展和升级。由于每条短信的字数有限（中文不能超过70个字）,对于字数较多的农业信息不能一次发送，只能分拆成多条。同时，短信不能发送图片，不利于用户直观理解信息。农业手机报内容丰富、图文并茂，特别适用于从事农产品生产、加工、流通、经营的高端用户。2.1.4农业电子信箱 电子信箱有两类，一类是以互联网为载体，内容为文字表述的信息，是目前广泛应用的电子信箱；另一类是以电信线路为载体，内容为语音表述的信息，也被称为语音信箱。浙江省农业厅利用前一种方式开展农业信息服务，内容包括农产品种养加技术、农产品市场价格和供求信息等，注册用户达到了150多万个。后一种方式有其特点，如信息量较大、用户不需掌握汉字输入法等。目前在农业领域应用较少，有待进一步开发。2.1.5农业呼叫中心农业呼叫中心是农业部“三电合一”项目中的一个主要工具。呼叫中心依靠客服坐席（包括接线人员和配套专家队伍）、农业技术数据库和自动应答系统，开展技术咨询与信息服务。从我省已建成的县、市级农业呼叫中心来看，总的效果还可以，但发展后劲不足。通过对辽宁省“12316三农热线”（农业呼叫中心）的考察，在进一步改革信息来源、及时更新贴近当前生产实际数据库、实行市场化运作的条件下，三农热线受到了农民的热烈欢迎，上线半年就接受了130多万人次的电话咨询。2.1.6农业电子显示屏电子显示屏适用于流动人员多、场地宽敞的公众场所，如农产品批发市场、农村集市、展示大厅等。电子显示屏建造简单、信息更新便捷、公众观看方便，是群众喜闻乐见的一种形式，是传统宣传栏、信息墙的替代工具。在农业信息服务过程中，非常适合于农贸市场、农村集市等人员多而计算机网络还不够普及的地方。2.1.7农业电子触摸屏电子触摸屏主要用于政务大厅、政务中心等公众办事场所。信息管理人员及时将信息更新，查询人通过手指触碰相关条目，逐层查找，就很容易找到自己所需要的信息内容。农业电子触摸屏目前应用还不多，主要用在省市县级农业部门政务办事大厅，但其方便、快捷、自助的操作方式非常适合于开展农业信息服务。2.1.8农业电视节目专栏农业电视专栏应用时间较长，天下论文从中央到地方电视台都有相应的窗口，在计算机网络和电话尚不普及的时代，是农民接收外界信息最主要的方式之一，但因为互动性能不够，电视节目缺少广告支持等原因，财力有限的电视台播放的农业类节目较少。数字电视节目播出后，虽然增加了节目互动能力，但相对于艺术、财经、影视类等栏目，农业电视栏目及播出时间仍然非常少。随着计算机网络的普及、电路带宽的增加和网站质量的提升，电视专栏在农业信息服务中的地位可能会下降。论文格式2.1.9农业网络视频最近几年，网络视频发展迅速，农业信息服务应用网络视频技术必将获得极大的发展。在计算机普及率提高、网络带宽增加的大环境下，农业部门、大专院校、科研机构、民间团体提供的免费类农业专业视频快速增加，农业生产者能够及时、主动的搜索所需要的视频信息和技术。这种融网络技术和视频技术于一体的农业信息服务模式，集中了方便、快捷、主动和直观等诸多优点，是今后开展农业信息服务的重要发展方向。2.1.10农业信息专用接收机。专用信息接收机已出现多年，不少信息类技术服务公司和电信运营商都提供了产品，为用于农业信息服务，还开发了相应的接收芯片，集成了农业技术数据。国家农业信息化工程技术研究中心研制的“农务通系列产品AHPC/APDA”集成了多种农业专家系统、农业实用技术咨询系统和信息查询系统，可在生产现场方便快捷地为用户提供农业实用技术、新品种信息、价格行情和病虫害诊断等服务。2.2利用信息技术积极开展现代农业信息服务利用信息服务新技术和新模式，努力开展面向政府、企业和公众的农业综合信息服务，是提高政府部门工作效率、增加农业生产效益和促进农民增收的一种重要途径，是建设我省农业现代化的重要推手。2.2.1做好面向政府农业部门的信息服务农业信息化，政府要先行，政府信息化的目的就是要利用信息技术来提高办事效率和服务水平。一是农业政务管理信息化。农业部门管理业务类型多、服务环节链条长、机构人员数量大，在日常工作中，公文制作、文件传输、会议通知、资料统计等都需要办公系统的支持；二是农业政务信息公开。农业部门所具有的政务管理职能和社会服务职能，都要根据中华人民共和国信息公开条例对外公布，行政许可、办事流程、农产品质量安全、农资打假等都需要对外公开；三是农业视频会议。为了节省会议成本，提高办事效率，需要建立农业部门省市县三级视频会议系统；四是农业数字化指挥调度。为及时了解农作物生长状况、农业抗灾防灾和救灾、农业生产应急指挥，需要建立反应灵敏、现场清晰、数据可靠的数字化指挥系统；五是农业生产预警。能及时收集农产品生产、加工、流通各环节，国际国内各市场的信息，建立相应的数学模型，开展农业生产预警。2.2.2做好面向农业企业的信息服务农业是传统产业，利用信息技术装备和改造传统产业，是农业信息化的重要内容，也是促进传统农业向现代农业转变的必由之路。做好面向农业企业的信息服务，重点要抓好以下工作：一是对农业企业的信息化提升。农业企业在开展生产、加工和产品销售各环节中，要利用现代信息技术改进传统工艺，开展信息化管理，开辟互联网销售市场和逐步建立农产品电子商务平台；二是农业标准化生产。传统农业的特点是小而散，产品没有统一规格和标准，难以组织规模化生产和营销。利用信息化管理技术实现对农产品生产环境监测、农业投入品经销、农产品生产技术实施和农产品加工过程监控，在统一环境要求、统一生产技术、统一投入品质量和统一加工流程的基础上，实现农产品的标准化生产，进而实现农产品溯源。2.2.3做好面向农民和城镇居民的信息服务农民和城镇居民既是农产品的生产者，也是农产品的消费者，在现代信息技术高速发展、现代物流一日千里的时代，农业信息服务显得日益重要。一是利用信息技术开展农业生产技术服务。传统农业推广技术在新技术推广、新品种推介等方面显得效率低，一方面使很多科研院所的成果难于形成生产力，另一方面又使需要新技术的农民难于及时获得新技术。特别在市场经济条件下，大批农村青壮年劳动力进城务工，农村的主要劳动力缺少农业生产技能，不熟悉农业投入品的使用要求，不熟悉农产品各生产环节的生理需求和防病治虫的技术要求，迫切需要农业技术人员的及时指导，而利用信息技术开展农业技术服务将产生事半功倍的效果。二是利用信息技术提供农产品市场行情服务。提高农业生产效益、增加农民收入的有效途径之一就是让农产品进入更加广阔的市场。中国的农产品市场很大，世界的农产品市场更大，但传统农业的产品销售渠道单一、辐射范围小、流通半径短，好的产品不能卖出好价。利用信息化技术手段，可开辟更大的市场，可了解最新的国内外行情，有利于实现农业增效、农民增收。对于城市居民来说，掌握或了解农产品市场行情，对安排自己的日常生活、提高生活质量都十分有益。三是利用信息技术开展农业生产预警。农业生产既有自然风险也有市场风险，要避免这两种风险，信息化技术可发挥重大作用。目前我国的气象预报，包括卫星云图、地理遥感、数值预报模型、短中长期气象预报和农作物气象估产都达到了一定规模和水平，在农业防灾救灾方面发挥了重大作用。从中央到地方各级政府部门的农情数据采集系统和涉及国内数百家大中型农产品批发市场行情的信息采集系统，还包括国外主要农产品市场行情、海关农产品进出口数据，使农业生产者对当前农产品播种面积、农作物生长状况有一个基本了解，对农产品期货市场、现货市场和零售市场有一个基本预期，从而避免农产品种植（养殖）规模和农产品价格的大起大落，为保障我国粮食安全服务。三、虚拟现实技术及其在农业机械设计上的应用3.1虚拟现实技术在农业机械设计上的应用 根据虚拟现实技术的含义及特征，虚拟现实技术在农业机械上的应用是指通过计算机对农业机械的外观、功能、行为进行建模(即建立虚拟样机)以及生成逼真的三维虚拟环境，将生成的数据送到虚拟现实可视化环境，通过虚拟现实系统，能够在虚拟环境中实时观察虚拟农机的农业生产活动，能在虚拟环境中实现农机的性能实验和特性评估。3.2虚拟现实技术在我国农机设计上的必要性 在我国，传统的农业机械的设计很大一部分是凭借经验进行类比设计，一般只进行静态分析而不注重动态特征的分析。如上面所提到的，传统的产品设计和开发模式已经不能满足当今社会发展的需要。 由于我国地形以植物的多样性，不同的植物需要不同的机械，同一植物在不同生命阶段也需要不同的机械，甚至同一植物在不同的地域、气候等条件下对机械的要求也不尽相同。因此，需要为每一特定的情况制造出与之相适应的机械。因为农业机械的试验季节性强，开发周期长，如果用传统的设计模式，这无疑是一项巨大的工程。囚此，农业机械的设计和凯开发模式必须进行重大的变革。包括静态和动态设计并重，基于计算机的优化设计，基于虚拟现实技术的虚拟产品开发、虚拟环境的生成、虚拟环境下实体行为的仿真等等。3.3一些应用在农机产品上的虚拟设计方法有以下几种: 1、利用solid works实现虚拟农机的建模、分析、仿真整个流程。如“虚拟样机技术在小型农用装载机设计中的应用”“虚拟样机技术在1 LB-240型水平摆式犁设计中的应用研究” 2、利用ANSYS建立有限元分析模型。如“基于可视化虚拟设计技术的甘蔗剥叶机主架CAE分析”，“甘蔗收获机械排刷式剥叶元件虚拟试验分析” 3、基于I-DEAS软件的虚拟样机仿真设计。如“小型甘蔗联合收获机虚拟样机的仿真” 4、结合C+, Matlab等软件来进行仿真分析。 华南农业大学的高建民博士、区颖刚教授等人在“基于物理模型的甘蔗螺旋扶起机构虚拟样机研究”一文中，在考虑对象几何物理性能的基础上，建立对象的数字物理模型，把该模型引入到虚拟样机软件ADAMS中，建立虚拟样机和对象的关系，从而更精确地描述机器工作过程。 此外，由于虚拟设计在甘蔗收获机械上的广泛应用，人们开始研究运用人工智能技术将甘蔗联合收获机虚拟设计中的有关知识加以系统化和条理化，使用C+和V FP数据库建立了甘蔗收获机总体方案的虚拟设计专家系统。在此基础上更进一步，提出了基于产品数据管理(PDM )的甘蔗收获机械可视化虚拟设计平台的研究涉及到对整个产品生命周期的描述、控制和管理。3.4基于虚拟现实的农机设计流程 国外提出的一种基于虚拟现实技术的比较流行的设计方法是:利用现有的CAD系统产生模型，然后将模型输入到虚拟现实环境中，用户充分利用各种增强效果设备如头盔显示器等产生临境感。本文在这个思路的慕础上，提出一种基于虚拟现实技术的农机设计流程 首先是根据设计需要建立三维模型。基于虚拟现实技术的产品建模包括三维实体建模、功能建模、知识建模、行为建模等，并目_已有研究成果。在这里只是涉及基本的三维实体建模，关于知识建模等在国内已经引起了广泛的研究。目前比较流行的三维建模软件有pro/E,Solid worksSolidEdge, UG等。 建好所有的零件后，接着进行虚拟装配，在虚拟装配中还可以对各部件之间进行静态十涉检查。一般的三维建模软件都具有虚拟装配功能，如用pro/E建立的零件可以在pro/E中进行虚拟装配。虚拟装配完成之后，给整机定义刚体和施加约束，通过接口模块，导入相应的软件中进行仿真分析。常用的运动学与动力学仿真分析软件有ADAMS, DADS, SIMPACK等，有限元分析软件有ANSYS, NATRAN等。仿真分析的结构和设计日标以及物理实验一致时，便可以进行优化设计。然后，把虚拟样机导入虚拟现实系统中，建立人机交互的模拟程式以及把虚拟样机和虚拟环境结合起来。用户通过人机接口实现对虚拟样机的认识和评价。 建立人机交互的模拟程式的软件有EON Studio ,VRML, WTK等。其中EON Studio用可视化节点来实现实体的行为功能和人机交互.，与WTKT和VRML比较它的编程工作量要少，编程的工作量都被可视化的节点代替比较容易掌握。 3.5结论 虚拟现实技术是一门多学科融合的交叉技术和前沿科学领域，在很多的领域中已经得到应用。目前虚拟现实技术尤其是虚拟现实技术中的人机交互这一技术在农业机械设计上的应用还很少。相信随着科学技术的不断发展，虚拟现实技术软件系统的完善和硬件系统的普及，会给农业机械的设计带来一场技术革新。四、展望目前我国现代农业发展水平还远远不够档次，面临着许多挑战。譬如，农业资源相对贫乏，人多地少，人口密度大；农业基础设施薄弱，水土流失严重，土壤肥力不高，抗灾能力弱；农业科技进步的速度不能满足需要；农户生产规模太小，畜牧养殖规模也很小；农民素质较低的状况在短期内不能根本转变等。我们必须适应新形势新要求，充分认识加快推进现代农业建设的重要性，切实提高农业综合生产能力，转变农业增长方式，促进农民不断增收，实现农业可持续发展。只有着力推进现代农业建设，才能提高我国农产品国际竞争力，在经济全球化的背景下，确保我国农业处于有利地位。我国可以具体以以下方面着手：1、建立健全覆盖全市的农村市场信息服务网络。紧紧抓住国家实施“金农工程”的历史机遇，加强市级农业信息服务平台建设，建成市农业局局域网，增强服务功能。继续做好农业信息网络延伸，依托省农业信息服务平台，建成宜君、王益、新区农业信息服务平台和16个乡镇农村信息服务站，实现市县乡农业信息网络全面覆盖。同时加强组织(队伍)网络建设。一方面加强信息工作人员和农村信息员的业务培训，提高他们信息采集分析发布的能力和信息服务的水平。另一方面要充分利用基层农技推广体系及其技术力量，将信息体系建设与基层农经站、农技服务站结合起来，把信息工作与农业科技推广工作结合起来，发挥农技推广体系的资产和人力资源优势，开展信息服务。将依靠村组干部、农村经纪人、中介组织和经营大户初步形成“进村入户”的农村市场信息服务组织（队伍）网络，同时督促指导区（县）及乡镇做好信息服务工作，彻底解决信息传递“最后一公里”的问题。2、健全农产品价格采集体系，强化农产品市场信息的预测分析和发布。将建立20农产品价格信息采集点，掌握我市农产品市场运营规律，强化农产品市场信息的分析预测，为农产品市场供求和领导科学决策提供依据。同时完善采集手段，做到信息采集、发布及时准确。 3、建立多渠道、多形式的信息发布窗口。4、做好农产品网上销售工作。农产品网上销售是农业信息服务的重要内容和表现形式，也是信息时代农产品流通方式变革的必然要求。农业信息服务不仅要在产前产中发挥作用，更要在产后农产品的流通上发挥重要作用。5、面向市场需求，加强信息资源的开发整合和综合利用。拓宽信息采集渠道，扩大信息量，建立农村市场信息分析预测系统，加强信息资源的加工、整理和分析，组织开展对农产品主要品种国际国内市场行情、产销形势的分析预测。重点在粮食安全、农产品流通、农业预测预警系统建设和水果、蔬菜、畜产品、农业生产资源等分析预测等方面取得突破。建设市级农业市场信息数据库，重点建设政策法规、农产品供求、市场价格、实用技术、农产品贸易等数据库，完善信息网络化管理，切实搞好信息服务工作。6、提高农民的信息素养，促进加快新农村建设的对策1 加大政府投入，培养高水平的农业信息人才队伍政府要加大对农民的系统培训，可挑选一批文化水平高的农民来参加信