《计算机在设施农业中的应用》课程教学大纲

《计算机在设施农业中的应用》课程教学大纲课程编号：0804085课程总学时/学分：36/2（其中理论18学时，实验18学时）课程类别：专业任选课一、教学目的和任务计算机在设施农业中的应用是高等农业院校设施农业科学与工程专业的主要选修课程。通过本课程的学习，使学生进一步熟悉电子计算机在设施农业中的应用现状；熟悉各类信息技术及相关的概念；了解计算机技术的应用对设施农业的发展的积极促进作用，可以巩固学生对农产品质量检测、设施植物病虫害防治等课程的学习，为学生从事计算机农业应用的有关工作提供基础知识和方法。二、教学基本要求本课程的学习是建立在对计算机文化基础学习之上的，进一步对计算机在设施农业中的应用较深刻、系统地学习。本课程除了理论讲授，还结合了计算机上机等多种教学手段，加深学生对课程内容的理解和巩固。本课程教材是以创新教育和素质教育为出发点，培养学生掌握基础理论知识和基本技能为原则，以调动学生的主观能动性，开发学生潜能为目的进行编选的。考虑到计算机技术本身处于不断发展之中，其在农业上的应用也在不断变化。因此，在讲授中，要注意内容的不断更新，体现发展的新动向。三、教学内容及学时分配理论部分：第一章绪论（2学时）第一节信息科学基础一、信息的基本概念二、信息与相关概念的关系三、信息方法四、信息科学五、信息技术第二节电子计算机在农业中的应用状况及主要技术简介一、全球定位系统（GPS）二、地理信息系统（GIS）三、遥感技术四、变量控制技术五、产量分布图生成系统六、农业生物信息采集技术七、作物生产管理决策支持系统八、智能化变量农作机械第三节电子计算机在我国的农业领域中的应用现状教学要求：掌握信息科学和信息技术的基本概念；了解电子计算机在农业中的应用状况及相关的计算机技术；着重了解电子计算机在我国的农业领域中的应用现状。教学重点：信息科学和信息技术的基本概念。教学难点：电子计算机在农业中的应用状况及相关的计算机技术。第二章全球定位系统（GPS）在设施农业中的应用（2学时）第一节GPS简介一、GPS组成二、GPS定位原理三、GPS定位误差四、GPS测量实施第二节GPS在设施农业中的应用实例教学要求：掌握全球定位系统（GPS）的组成、定位原理及测量措施；了解GPS在设施农业中的应用。教学重点：全球定位系统（GPS）的组成、定位原理及测量措施。教学难点：全球定位系统（GPS）的组成、定位原理及测量措施。第三章地理信息系统（GIS）在设施农业中的应用（2学时）第一节地理信息系统（GIS）的概况和主要功能一、GIS技术概述二、GIS主要功能第二节GIS的产生与发展一、GIS的起步阶段二、GIS的发展阶段三、GIS的应用阶段四、GIS的成熟阶段五、GIS的普及阶段第三节GIS在农业中的应用一、利用GIS进行农业区划二、利用GIS进行土壤适宜性评价三、利用GIS开展农业灾害预测与预防研究四、利用GIS对作物种植的适宜性评价教学要求：了解地理信息系统（GIS）的产生与发展；掌握地理信息系统（GIS）的主要功能；熟悉地理信息系统（GIS）在设施农业中的应用实例。教学重点：地理信息系统（GIS）的主要功能。教学难点：地理信息系统（GIS）的主要功能、应用实例。第四章遥感技术（RS）在设施农业中的应用（2学时）第一节遥感技术（RS）概述第二节遥感技术（RS）在农业中的应用一、农业遥感的兴起二、遥感技术（RS）在农业中的应用（一）采集作物内在信息（二）采集环境信息教学要求：掌握遥感技术（RS）的原理；了解农业遥感的兴起；明确遥感技术在设施农业中的应用。教学重点：遥感技术（RS）的原理。教学难点：遥感技术（RS）的原理。第五章变量控制技术（VRT）在农业中的应用（2学时）第一节变量控制技术简介一、变量控制技术的概念二、变量控制技术系统的组成三、变量控制系统的兴起与应用现状第二节变量控制技术系统一、基于地图的变量控制技术系统二、基于传感器的变量控制技术系统三、变量控制技术在农业中的应用实例教学要求：明确变量控制技术的概念以及变量控制技术系统的组成；了解基于地图的变量控制技术系统与基于传感器的变量控制技术系统的优缺点；熟悉变量控制技术在农业中的应用实例。教学重点：变量控制技术的概念以及变量控制技术系统的组成。教学难点：基于地图的变量控制技术系统与基于传感器的变量控制技术系统的优缺点。第六章产量分布图生成系统在农业中的应用（2学时）第一节产量分布图生成系统的研究与分析一、空间数据插值算法的研究与设计二、粗大误差产量数据的过滤三、坐标系的建立四、数据统计与分析五、数据分类六、配色与图形绘制第二节产量分布图生成系统在农业中的应用一、产量分布图的生成二、系统运行效率测试教学要求：明确产量分布图生成系统的研究与分析的步骤与类型；了解产量分布图生成系统在农业中的应用。教学重点：产量分布图生成系统的研究与分析的步骤与类型。教学难点：产量分布图生成系统的研究与分析的步骤与类型。第七章农业生物信息采集技术在设施农业中的应用（2学时）第一节农业信息采集与监控中的网络技术一、农业情报检索系统二、品种资源数据库第二节网络技术与设施农业一、国外农业计算机网络举例（一）AGNET（二）ACY-CX（三）ADVANTAGE（四）AGRINET二、网络技术在我国设施农业中的应用现状教学要求：掌握农业信息采集与监控中的网络技术；了解网络技术在我国设施农业中的应用现状。教学重点：农业信息采集与监控中的网络技术。教学难点：农业信息采集与监控中的网络技术及在我国设施农业中的应用现状。第八章全自动化农业机械电子监控技术在设施农业中的应用（2学时）第一节拖拉机的自动控制技术一、拖拉机的自动控制技术的原理二、拖拉机的自动控制技术与设施农业第二节变量作业机械的自动控制技术一、变量作业机械的自动控制技术二、变量作业机械的自动控制技术第三节农作物产量自动监测技术与设备一、农作物产量自动监测技术二、农作物产量自动监测设备三、农作物产量自动监测技术的应用第四节车载式精准农业自动作业系统一、车载式精准农业自动作业系统的构成二、车载式精准农业自动作业系统原理三、车载式精准农业自动作业系统在农业中的应用第五节精细灌溉技术与设备一、精细灌溉技术二、精细灌溉技术设备三、精细灌溉技术与设施农业教学要求：熟悉拖拉机的自动控制技术、农作物产量自动监测技术以及精细灌溉技术等；了解全自动化农业机械电子监控技术在农业中的应用。教学重点：熟悉拖拉机的自动控制技术、农作物产量自动监测技术。教学难点：自动化农业机械电子监控技术在农业中的应用。第九章快速自动分析监测技术与设施农业（2学时）第一节土壤信息采集第二节农作物长势监测与产量测定第三节农作物病虫害监测教学要求：了解快速自动分析监测技术在土壤信息采集、农作物长势监测与产量测定以及农作物病虫害监测的应用。教学重点：快速自动分析监测技术在土壤信息采集、农作物长势监测与产量测定以及农作物病虫害监测的应用。教学难点：快速自动分析监测技术在土壤信息采集、农作物长势监测与产量测定以及农作物病虫害监测的应用。实验部分：[实验一]计算机常规系统的熟练操作园艺栽培设施类型的调查及观测[实验要求]通过上机操作，使学生加深和巩固对所学计算机基础方面的理论知识，能较为熟练的操作计算机系统。[实验学时]3学时[实验二]计算机网络基本原理上机操作[实验要求]通过上机操作，使学生在深刻理解计算机网络基本原理的基础上，掌握网络系统的配置、调试和操作的过程，在实践中培养学习兴趣和分析问题、解决问题的能力。可以熟练掌握其应用技能，为学生将来从事GPS在设施农业中的应用相关工作奠定扎实的基础。[实验学时]3学时[实验三]模拟地理信息系统（GIS）/全球定位系统（GPS）的上机操作[实验要求]通过上机操作，可以熟练掌握其（GIS/GPS）应用技能，为学生将来从事GIS/GPS在设施农业中的应用相关工作奠定扎实的基础。[实验学时]4学时[实验四]对世界上比较通用的大型统计软件包——SAS、SPSS及STATISTICA上机操作[实验要求]通过上机操作，可以使学生熟练掌握其应用技能，为实现产量分布图生成系统的设计与统计分析奠定扎实的基础。[实验学时]4学时[实验五