打造智慧城市开展智慧农业解决方案

1、打造智慧城市，开展智慧农业解决方案摘要：2009年ibm提出了智慧地球的概念。本文在回顾我国农业信息技术研究历程的基础上，提出智慧农业的概念，智慧农业是农业信息技术在农业中由单项应用走向综合应用的必然体现。智慧农业涵盖智慧管理、智慧生产、智慧组织、智慧科技、智慧生活等五个方面。关键词：智慧农业；农业物联网，智慧农业解决方案托普物联网指出：智慧农业是将全球定位系统、遥感、地理信息系统、人工智能等高新技术用于对农作物精确的管理方法。这种定位技术用于农业生产，主要是针对农田因土壤构成、肥力状况、作物生长情况等因素的差异而对种籽、化肥、除草剂和杀虫剂施用量提出的不同要求。在目前情况下，农民一般难以顾及

2、这些因素，在同一地区不同条块的农田上使用等量的种籽和农用化学品，这除了用量过多而造成经济上的浪费之外，还导致了土壤中残余化学物质的积累和地下水资源的污染。2009年1月9日，ibm全球副总裁麦特王博士在“2009中国11-产品创新与技术趋势大会”上做了主题为“构建智慧的地球”的演讲提出了智慧地球的概念。智慧地球的核心是以一种更智慧的方法通过利用新一代信息技术来改变政府、公司和人们相互交互的方式，以便提高交互的明确性、效率、灵活性和响应速度。如今信息基础架构与高度整合的基础设施的完美结合，使得政府、企业和市民可以做出更明智的决策。智慧方法具体来说包括以下三个方面的特征：更透彻的感知、更广泛的互联

3、互通和更深入的智能化。我国在农业领域引进信息技术主要起始于80年代初期。1981年中国建立了第一个计算机应用研究机构一中国农业科学院计算中心。并引进了felixc一512系统，以此为标志。30多年来大体上经历了起步、普及、提高的发展过程。80年代是从应用起步逐渐转向普及，前5年主要是以科学计算、数学规划模型和统计方法应用为主，利用中小型计算机现有方法库和软件资源开发应用程序后5年迅速转向应用微型计算机。农业部第一次把计算机农业应用研究列入“七五”攻关内容，第一本计算机农业应用专业刊物于1986年创刊并公开发行。1987年农业部成立信息中心，推动了信息技术在行政管理中的应用，各类专用程序软件包大

4、量开发应用于农业生产和管理。进入90年代。计算机应用得到了较快的发展。随着微机性能不断提高和软件开发逐渐增加专家系统研究出现了高潮管理信息系统和决策支持系统应用研究逐步深入出现了一批科技成果。19911994年底农业系统计算机已超过万台以上，已形成了数千人的专业人员队伍并于1992年成立全国性专业学术团体一计算机农业应用分会。2000年以后进入了迅速提高的时期。微型计算机数量急剧增加，上网微机数量也在迅速增加。信息技术在农业领域的应用广度和深度都达到个新的高度。中国的国民经济信息化和农业信息化计划。以及“863”高技术计划和科技攻关计划都把现代农业信息技术研究和开发列为优先领域。目前农业信息技

5、术在农业中的应用已经从零散的点的应用发展到全面应用，应用目标也从最初的提高产量发展到现在的有竞争力的农产品、农业可持续发展、和谐农村、农村能源的有效利用和环境保护。如何利用信息技术，促进信息的有效流通和高效利用，使得农业生产系统、农业管理系统、农业市场系统、农村生活系统等农业系统的运转更加有效、更加智慧，即智慧农业。已经成为当前农业信息技术研究的兴趣点和关注点，同时智慧农业也是计算机在农业中全面应用的必然趋势。本文试图从概念和内涵两个方面浅议智慧农业。1智慧农业的概念智慧农业解决方案由于“智慧农业”的概念出现的时间很短目前还没有一个公认的定义，我们认为智慧农业是：充分利用现在的信息技术，包括更

6、透彻的感知技术、更广泛的互联互通技术和更深入的智能化技术。使得农业系统的运转更加有效、更加智慧、更加聪明，以使农业系统达到农产品竞争力强、农业可持续发展、和谐农村、有效利用农村能源和环境保护的目标。智慧农业着眼的不是农业信息技术在农业中的单项应用而是把农业看成一个有机联系的系统。信息技术综合、全面、系统地应用到农业系统的各个环节，是信息技术在农业中的全面应用，是以促进和实现农业系统的整体目标为己任的。2智慧农业的主要内容从应用领域分，智慧农业的内容大致分为：智慧管理、智慧生产、智慧组织、智慧科技、智慧生活等五个方面。21 智慧管理现代农业要求组织集约化生产。并实现农业可持续发展因而首先必须摸清

7、农业资源与环境现状，监测并预测其发展加强农业的宏观管理与预警，从而达到合理开发与利用农业资源，实现农业的可持续发展。但由于我国农业资源类型多，区域差异大，变化快，而传统调查手段和方法难以达到快速、准确的目的。严重制约着有关农业资源管理政策与措施的制订。到2010年，世界上每个人将拥有10亿晶体管，平均每个晶体管成本只有十万分之一美分，近两年全球共生产了300亿个rfi f无线射频识别)标记，传感器已被利用到整个生态系统和自然系统。信息的获取达到实时、低成本、快速和高精度的效果，土地、土壤、气候、水、农作物品种、动植物类群、海洋渔类等资源信息的获取不再困难。数据管理及空间分析能力将极大提高。现代

8、农业宏观管理和预警决策手段更加丰富管理和决策过程更加科学和智慧。22智慧生产与经营农业生产系统都由四大要素组成即：农业生物要素、农业环境要素、农业技术要素和农业社会经济要素。每个要素中，都包含有许多因素。将各种农业过程的内在规律与外在关系用数学模型表达出来，即建立农业数学模型，农业模型包括定量模型、定性模型或者定量与定性相结合的模型在模型的基础上建立各种农业专家系统、农业模拟决策系统、农业自动化系统等，使得农业生产系统生产的产品更加安全、竞争力更强、资源环境保护更加有效以使农业生产系统更加聪明和智慧。农村、农场、农业企业通过计算机系统对农业生产进行经营和管理。通过更广泛的互联互通及时了解国内外

9、的各种农产品的市场动向以便做出其农业生产与经营的决策。大力发展农业电子商务，使得广大农民将有可能直接与国内外市场建立联系以决定农业的生产与销售策略。更深入的智能化技术使得人工智能技术在农业中的应用不仅限制在专家系统方面，机器学习、神经元网络等智能技术将得到全面的发展和应用，而且应用领域不断扩展。从应用范围看，智能技术不仅应用在传统的大宗农作物上。而且在经济作物、特种作物上开展应用。所开发的对象既包括作物全程管理的综合性系统。也包括农田施肥、栽培管理、病虫害预测预报、农田灌溉等专项管理系统。智能技术的应用也不再局限于示范区，有望较大面积的推广应用。从研究角度看，理论层面的研究将集中在专家知识的采

10、集、存贮和表达模型、作物生长模型，形成智能技术的研究的核心和应用的基础【刎。技术层面的开发将聚焦于集成开发平台、智能建模工具、智能信息采集工具和傻瓜化的人机接口生成工具。而且智能应用系统的产品化水平将有质的飞跃，智能应用系统将像傻瓜相机一样，普通农民也能操作自如。23智慧组织现代农业是以国内外市场为导向以提高经济效益为中心，以科技进步为支撑，围绕支柱产业和主导产品，优化组合各种生产要素，对农业和农村经济实行区域化布局、专业化生产、一体化经营、社会化服务、企业化管理，形成以市场牵龙头、龙头带基地、基地连农户，集种养加、产供销、内外贸、农科教为一体的经济管理体制、运行机制和组织体系。 “基地+农户

11、”、“公司+农户”、农民经纪组织、农民合作社等各种组织将一家一户的小农业变成具有现代组织形式的现代农业，解决分散的农户适应市场、进入市场的问题。加入世贸组织后国际农业竞争已经不是单项产品、单个生产者之间的竞争。而是包括农产品质量、品牌、价值和农业经营主体、经营方式在内的整个产业体系的综合性竞争。信息技术是使这类组织更加有效的重要手段之一，更透彻的感知技术，更广泛的互联互通技术，使得这类组织充满智慧及时了解国内外的各种农产品的市场动向，与国内外市场建立联系。及时在组织间传递这些信息，组织中的成员联系和分享信息更加容易，组织的决策更能惠及每个组织成员的利益。24智慧科技要解决“三农”问题必须重视农

12、业科技作用的发挥，农村发展、农业进步、农民生活改善，都依赖于农业科技。农业现代化是在现代科学基础上，以现代科学技术和装备武装农业，用现代科学方法管理农业的农业发展新模式。过去的几十年，信息技术已经被广泛地应用到农业科学研究中。主要包括统计分析、模拟分析、文献数据库和科学数据库等几个方面。在田间统计分析研究工作中，提出了不少算法和实现程序，如作物数量性状遗传距离的计算方法、近交系数的计算方法等。并产生了一些有影响的农业应用软件如遗传育种程序包、pc一1500袖珍机常用统计程序包、鸡猪饲料配方软件包、农业结构系统分析包等。模拟分析是采用信息技术对农作物、畜禽的生长过程进行模拟，并可以在短短的几分钟

13、内得出模拟结果，以制定最佳的农艺措施和喂养措施，还可以对作物及畜禽的物种起源、发展过程进行再现因而成为农业科学研究的重要技术手段【q。如中国农业科学院农业信息研究所开发的“小麦管理实验系统”可以模拟小麦生长的全过程，能通过控制反馈机制，优化水、氮管理按照产量目标选择适宜品种和管理措施，并实现了模拟结果可视化。在信息技术日益发达的今天escience被提上日程，它的目标就是使得农业科研信息更加智慧与高效。escience将会把我们的科学家们从第一代互联网络的应用，比如email的发送、web上的信息查询，带入依托互联网平台直接从事我们的科研工作。来进行更深层次的、更大范围的学科的研究和开发。农业

14、野外台站、生态网、大气监测站、三地灾害监测站、田间试验站等会安装更多的智慧型传感器，农业科学家获得科学数据将变得更加容易。农业科学家足不出户。就能把农业模型放到异地的大型计算中心进行计算和模拟网络的协同工作使得农业科学家之间的交流更加方便整个科研系统的效率成倍提高。25智慧生活十六届五中全会对新农村建设提出了“生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容整洁、管理民主”的方针描绘出一幅新农村的美好蓝图。其内涵包括：发展新产业打牢物质基础。千方百计增加农民收入，促进农民持续增收；建设新村镇，改善农村人居环境，使农村的发展得到合理规划。构筑新设施，改善农村的生产生活基础设施包括清洁安全饮水、道路交通、电力、信息网络及农业基础设施建设等。培育新农民，加强基础教育和职业培训，推进农村科技推广和医疗卫生体系等造就“有文化、懂技术、会经营、守法纪、讲文明”的新型农民。树立新风尚，加强和完善农村民主法制建设，创造和谐的发展环境，倡导新风尚。信息技术在新农村建设中大有可为，信息技术的应用将使得新农村的生活更加智慧。例如尽管半个世纪前世界卫生组织曾称赞过中国的三级医院系统和以农民为中心的农村医疗体系中国的医疗保健体系远远不能满足经济和社会发展的需求39的农村居民和36的城市居民无法承担专业的医疗治疗【1】。发展和完善新农村的医疗体系必须采取智慧的方法进行信息共享管理