农业信息技术与应用

1、河南农业大学农学院熊淑萍2020年4月一 农业信息技术形成的背景二.农业信息技术的概念与主要技术S.农业信息技术的发展应用四.农业信息技术与新农村建设河南农业大学农学院All席当今世界,以计算机多媒体、光纤和通讯卫星河南农业大学农学院All等技术为主要特征的信息化浪潮正席卷全球。信息技 术以其广泛的影响和巨大的生命力 成为当今世界发展最为迅猛的科技领域，并广泛渗透到人类社会的各个方面。信息化水平已 成为衡量一个国家和地 区现代化水平的重要标志。党和国家对农业信息化的高度重视 2004年一号文件 2005年一号文件: 究，电子商务） 2006年一号文件： 合涉农信息资源.信息化服务体系信息化：加

2、强农业信息化建设（加快信息技术的研信息化：要积极推进农业信息化建设，充分利用和整 强化面向农村的广播电视电信等信息服务，重点抓好“金农”工程和农业综合信息服务平台建设工程。 2007年一号文件：现代社会（水利化、机械化、信息化）_加快农业信息化建设。用信息技术装备农业,对于加速改造传统农业 具有重要意义鼓励有条件的地方在农业生产中积极采用全球卫星定位系统.地理信息系统.遥感和管理信息系统等技术。 2008年中共中央国务院关于切实加强农村基础设施建设，进一步促进农 业发展农民增收的若干意见-强调；提出要走中国特色农业现代化道路。国信办的二号和九号文件-电子商务农业部九大行动-农村信息服务体系建设

3、、“金农工程、“三电合一、“百河南农业大学农学院干万工程信息产业部的“十一五规划-六“信工程,第一就是侬信工程商务部一“信服工程All熔我国是农业大国,其农业从业人口和土地面 积均占我国的大多数.农业产业系统是一个复杂而独特的多因子动态系统,受气象（年份 和季节）、土壤、品种特性、技术措施、社会需求等不同因素的影响,因而具有显著的时空变异性、区域分散 性、管理经验性、灾害 突发性、市场多变性” 以及较差的定量化和 规范化程度。信息技术独特的优势农业发展的农业信息技术二农业信息技术的泾及其主要技术()农业信息技术也叫“3C技术f是指利用电子计算机和现代通信手段 实现获取信息传递信息存储信息处理信

4、息和显示信 息等的相关技术。信息技术与农业的结合称之为农业信息技术( agricultural information technology f AIT) f 也称为 信息馳。融信息化河南农业大学农学院All农业信息技术与农业信息化信息技术应用于农业生 产.经营和管理所衍生 的信息技术。如农业决 策支持系统农业专家 系统.农用3S技术.精 准农业设施农业.處 拟农业和农产品电子商（务等。信息技术应用于农业生产 经营和管理的过程。不同 史发展阶段,农业信息化 有不同的内涵。目前，至少 包括五个方面的内容:农业信 息技术应用；农业信息资;农业信息基础设施；农 信息安全；农业信息化环河南农业大学农学

5、院AllI尝活書l.a 筈zlsn壇痰 &虫运宦ssi 卷聖V.11 c=L厶EMTg0 U一 g胡J笥rn罠豊 馬一 r$S H11 甬J- 1its.0 二 S8 W“ 1piII豈枣 a 口u.-S二 Ei2.-3i。證 in 医蛊Hb瞅刪越 He8 iM18、农业信息釆集技术农业信息监测是农业信息获取的主要内容 其主要技术原理是通过光谱遥感、红外成像. 机器视觉、图象处理等手段 对农业土壤水 分.土壤肥力（氮、磷、钾）.杂草、病虫 害、作物苗情等农情状态进行实时无损监测 和诊断,为农业生产预测预报和管理决策提 供基础信息。遥感技术 i K0D0.匚3叵J 区VFili QvtrliyT

6、wit rdx5;、农业空间信息管理技术农业空间信息管理技术主要包括地理信 息系统(GIS )技术和全球定位系统(GPS)技术。地理信息系统是对整个或部分地球表面 空间中有关地理分布数据进行采集、储存、 管理、运算、分析、显示和描述表达的技 术系统。农业地理信息系统的主要应用：1、农业资源管理 主要应用于农业和林业领域，解决农业和林 业领域各种资源（如土地.森林.草场）分布.分级.统计.制图 等问题。 2. 土地信息系统和地籍管理土地和地籍管理涉及土地使用性 质变化.地块轮廓变化.地籍权属关系变化等许多内容 借助农业地理信息系统技术可以高效.高质量地完成这些工作。 3.生态.环境管理与模拟区域

7、生态规划.环境现状评价.环境影响评价.污染物削减分配的决策支持环境与区域可持续 发展的决策支持.环保设施的管理.环境规划等。 4.应急响应最佳路线的选择 乂农业基础设施管理灌溉设施的分布河南农业大学农学院All农田地理信息系统：田块属性信息专题分析功能漫游经度:116.8683823纬度:40. 3395390度比例尺:1:19&204TT_,-|g| X|当前图层：顺义乡界甸Z1 回 E Q 乡TJ J u 1J o o o O (Ji.一!出噸兴区地块有肌专題手0,1.00) 01.00J.22)1.22 1 35)1.35,1.52)1.52,4.28 GPS是有24颗卫星组成的空间定位

8、系统,可以在 任何时间确定任何物体的三维空间坐标,即空间位置 属性。农业上的应用包括:空间变量信息采集的定位,如作物产量的定位计算等；用于农田面积和周边的 测量；引导农业机械实施操作。需要指出,GPS通 常与GIS和RS结合应用,组成”3S技术,更能有效 地发挥整体作用和效能。河南农业大学农学院All,、mi4、农业系统模拟技术与虚拟技术系统模拟的技术思想是 运用系统学原理, 根据事物发生和演变的动态过程，对系统结构 成分与系统环境之间的机理性关系进行定量描河南农业大学农学院All人工智能(Artificial Intelligence , Al )是研 究人类智能规律,构造具有一定智能行为f

9、以 实现用电脑部分取代人脑劳动的综合性科学。 人工智能的应用主要包括专家系统.神经网络. 遗传算法等O在农业方面 以专家系统为代表的研究最多, 取得了一系列的研究成果和应用效益。农业管理决策技术关系到生产什么挪.怎么生产等直接影响农业増效.农民增收 等重大问题。它是一个组织实施信息农业的领 导决策和技术管理服务体系。根据职能可概分为农业宏观管理决策支持系统和农业生产管理决策支持系统。11fefaMCWe Ki 生號 I.) F&MM (Cl(G 伫0w):ROWi -一型旳油菜餐理决策養搽系统总于模拟模型的专家系统开发工具作物生产数字模型与专家系统耦合平台（CMESS） 2河南农业大学农学院农

10、业信息服务是农业信息利用的主要内容,是组 织实施信息农业的应用平台和服务体系 一般包括农业资源环境信息管理.农业系统监测评估.农业技术的推广与统I也址U止夕ptf示苑区迩还中的n式介昭 广四农业毛脳七软菲沒桔世虺肥址木在筋县匕力应用忖电加东氐扭苏枝亏抿局面应用走胞U象手.统扭#气诞并审年饬龙跟仍融中产 曲脳农业务沫宗?1知彳*虫.毛玳苑点虧* 8慝场甥决理血枚舷.乡庁左也 注菖踐 加眼 芒栗 西X 翳密善衣水疋 王氷 目期 很芒 型汉H后）R =邇闫 ： H和更文件（E） 联価（Q 竝畧 叨 技旅 丄上L CDwan（H）血河南农业大学农学院一III一IS ,i?8 *旺邸吴理JAsn。軽他艺

11、宿皿晏I*,s謫塑8任ImBI 次III、“slwtt ,fesiH “ ,1 塀,s ,1s g fr 、is “血s圳Msfr塀rirLAll信息技术的不断发展在农业领域的广泛应用=农业信息技术的发展应用农业数据库技术作物生长模拟人工智能3S技术管理信息系统、农业模型系统专家系统、决策支持系统数宇农业信息技术在农业领域的应用始于20世纪70年代末f数据库 技术是应用最早至今仍是农业信息科学最重要的研究基础之 一。早期研发成功联合国粮农组织的农业系统数据库 (AGRIS),国际食物信息数据库(IFIS)、美国农业部农业联 机存取数据库(AGRICOLA )和国际农业生物中心数据库(CABI

12、)四大农业数据库 20世纪80年代f作物生长模拟模型、作物生产管理专家系 统研究。美国的CERES系列模型和荷兰的通用作物生长模 SSUCROS为典型代表 20世纪80年代末f航空航天技术的快速发展和传感器性能的 迅速提高.RS. GPS商业化和农业上的应用加快丰富的信息数据催生了地理信息系统(GIS)随后作物系统模型及专家系统的结合，弥补了模拟模型在管理决策功能方面的不足,实现预测功能和决策功能的统一 20世纪9晖代以来f管理信息系统.农业模型系统专家系统.决策支持系统快速发展及应用精准农业外家比信息就*安展规状美国美国农业人口已由50%以上减少到2% ,而从事信 息技术的劳动力在20世纪8

13、0年代初就已超过60% ,依靠现代化方式经营的农业生产模式已经形成。美国国家农业统计局拥有200多万个家庭农场的基 本数据资料库。对农作物进行种植面积和产量的调查 与预测。美国已形成一套比较完整的农产品市场信息收集和 发布体系,农产品市场信息的运用规范。从农场到市场、从农村到国家中央信息处 理中心,已普遍使用了卫星定位技术。美国的精确农业在上世纪70年代起步。80年代初,美国已有精确农业概念的商业化 应用。90年代,精确农业迅速发展成新的农 业工业,并在世界范围内形成了科学的新的 农业发展道路。河南农业大学农学院All欧洲的现代农业陕It细管理泄态安金为核心的棚种植业以空间信息技术为核心，旨在

14、实现精确、集约、 节约、高效、优质、可持续。、亠 jr字曉All河南农业大学农学院大型自走喷灌设备d曲与GPS全球定位系统 连接，推测土壤有机 质等的含量。6个工人，8万平方米35-40公 斤/平方米-A湿帘水泵O温室生产智能控制与管理技术平台湿度：7白/jrnfe: 18。匚光照:1 LXO O O O O O O采集控制器植物图像 信息获取营养液专家系统作物模型 环境模型风机补光灯河南农业大学农学院A3个工人,3000头猪,600亩地，100头奶牛2007rzac? ? e1.农业资源和农情动态的无损化监测20世纪80年代以来,遥感技术最先用于农业环境资源调查.评价与规划研究。90年代开始

15、研制与应用基于遥感监测的各类资源信息系统。空间遥感的土地利用和作物长势监测的研究也取得了突破性进展,小麦和水稻卫星遥感估产技术已经达到实用化的水平。河南农业大学农学院All作物生长模拟模型是当今最为活跃的农业前沿性研究领域之一 f是数字农业的重要基 础和关键技术。美国、荷兰、英国等国家在 这方面的研究水平处于世界前列。国内的研 究工作一方面引进国际上领先的作物模拟模 型f另一方面 针对我国的特色开展相应的 研究工作。专家系统在世界农业领域中的应用始于 70年代末。经过20余年发展f农业专家系 统的研制和应用已遍及农业灌溉施肥.栽培 管理、植物保护.品种选育、产量预测、畜 禽饲养和水产养殖等各方

16、面,产生了良好的 应用效果 并展示出广阔的发展前景。河南农业大学农学院All4 农业温代表当今世界温室设施及温室自动监控系统最高水平的是由奥地利Ruttunei教授设计 的Complex system和日本中央电力研究所推 出的蔬菜工厂等。自上个世纪80年代开始f 我国农业工程科技人员相继开展了数字技 术在温室设施中相关技术的研究。河南农业大学农学院All5精确农业的集成化示范目前,在精确农业的支持技术方面已有商品化产品和系统，主要包括GIS 适用平台及农作物资源空间信息管理 软彳牛，作物生产决策支持系统,带 GPS接收机.小区产量传感器和产量 分布绘图装置的谷物联合收割机,自 动变量调控的施

17、药机.施肥机.播种 机等。河南农业大学农学院All四农业信息技术与新农村建设农业一村)信息化体系(-)建设社会主义新农村产生的背累1.1992年，经济发展与农村流动人口増加，农村问题突显。1999年，北京大学林毅夫教授提出“新农村运动初概念。农村自来水化、电气化、道路网为核心的基础设施建设2001年，重视“三农协问题”理论界提出“公平与效率物 谁 为先的问题.2002年，“十六大”正式提出全面建设小康社会2003年，十六届三中全会一“科学发展观楙2004年，十六届四中全会提出了新的执政理念一构建和谐社会。2.200阵党中央强调“建设社会主义新农村是我国现代化进程中的重大历史任务沏（二）新农村建

18、设的目标建设社会主义新农村，全方位推进农村的物质文明、精神文明、政治文明和生态文明建设，从根本上解决“三农”问题：社会主义新农村建设目标：生产发展、生活宽裕、乡风文明、村容鳖洁、管理民主。生产发役产业支舞生活宽裕乡庵丈期文化建和谐社会政治与党建,粧乡统筹村彖整洁p公共安全E 一村規民釣-文体设施 f公共安金设岭-素质教育培训 一学校分布-智能杜区-技施培训操件 丄索质教n课件管理氏主厂政隽公开 f财务公开-支设 -村委建设 亠泗ut设企业状况 Lf劳动力就业厂 道路建化状况 -交通状况-安全用水状况-排水状况-清沽能源使用状况A垃圾收集与处理状况-农村改JBP1I3UB / f 户 Maue /-公共照明 / *_的状况/农村信息化逢设眶架镇域经济管理系统