数字农业方向范文

导语：如何才能写好一篇数字农业方向，这就需要搜集整理更多的资料和文献，欢迎阅读由公务员之家整理的十篇范文，供你借鉴。

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【关键词】农业机械；自动监控；自动灌溉

随着农业机械自动化技术的不断成熟，当代农业工作所需的人力资源逐渐减少，这样使现代农业的发展更适应当今社会人力资源市场供需矛盾的现状，与此同时，农业机械自动化的应用也进一步增加了我国的农业收入，促进了我国农民生活质量水平的提升，推动了我国农业的高质量发展。

1农业机械的自动化技术分析

1.1局部自动化

传统农业机械生产的过程中，其最终生产效果主要依赖于人工的操控和调整，因此在传统农业机械生产中人力资源的消耗依然比较大。为了实现现代农业的自动化发展，人们在传统机械的基础上进行了局部的技术改良，从而实现了农业机械的局部自动化，在一定程度上提高了农业机械作业的精准度以及效率，因此在现阶段的农业机械自动化技术中占据着比较主要的部分。除此之外，农业机械自动化技术中的局部自动化不仅能够降低传统农业机械操作的复杂性，还可以在很大程度上减少燃油、化肥、农药等能耗方面的资源投入，减少了农业生产成本。

1.2无人自动化

在当代的农业生产中，农业机械自动化技术已经能够实现无人自动化操作了，进一步减少了农业生产中人力资源的投入，深入优化了我国的农业生产能力。通常情况下，无人自动化生产主要适用于工作量大、重复性强的简单农业操作中。在生产过程中，无人自动化技术主要是借助卫星定位、计算机控制等技术来控制农业机械来运作已经设计好的操作流程，比如耕地、收割等工作，与此同时，工作人员还可以利用当代的监控技术，来对无人自动化农业机械工作过程进行监测把控，确保农业机械的无人自动化生产能够顺利进行，从而全面提升了我国农业机械化生产水平。

2农业机械的自动化技术的发展趋势

2.1适用范围扩大化的发展趋势

就目前来看，虽然我国农业机械化的普及率已经超过了70%，但是我国当代农业机械自动化技术尚无法适用所有的农业生产环境，比如当前在棉花种植方面无法实现农业机械自动化，因此，为了进一步优化我国的农业机械自动化水平，相关部门正在深入探究农业机械自动化的通用技术方面，扩大农业机械自动化的适用范围，促进自动化对农业机械生产的全面覆盖。除此之外，通用技术的研发，能够使自动化技术能够适用于各种类型的机械，同时还可以降低农业机械自动化操作的复杂性，避免农民由于自身能力限制，不能充分发挥农业机械自动化生产的效果。

2.2绿色可持续发展趋势

现代农业不仅重视生产效率，而且也强调对周围环境的保护，因此为了推动绿色农业的发展，现阶段我国农业机械自动化技术正在面向绿色可持续发展的方向进步。当代的农业机械自动化技术，应当更侧重于收获、秸秆处理等生产环节的环保性，同时加强农药、化肥施用操作方面的精准性，降低农业生产对生态环境的影响，例如：2019年1月7日中国日报网报道，我国已经发起了试点项目，并借助大数据等技术，来逐步研发更加环保的农业机械自动化技术，从而降低化肥和农药的用量，提高农业生产的质量和效率。

3农业机械的自动化技术的应用方向

3.1在自动化监控中的应用方向

现阶段，在温室大棚农业生产中农业机械自动化技术被广泛应用，在此过程中，农机自动化技术能够通过相应的传感器来对温室大棚内的环境进行监控，并根据温室大棚中种植作物的生长需求，来采取相应的环境、温度等方面的调节措施，从而为温室大棚内的作物提供良好的生长环境，在节约人类资源投入的同时，提高了农业生产的质量。除此之外，随着农机自动化技术的不断发展，我国农业生产自动化监控水平也逐步提高，据2019年的相关报道，我国已经研制出了13种农机自动化智能监控终端，为农机自动化生产的高效运行提高了有力的监控技术支撑[1]。

3.2在自动化灌溉中的应用方向

农机自动化技术在灌溉方面的应用极大地降低了自然灾害对我国农业生产的影响，与此同时，自动化地灌溉能够节约水资源，减少农业生产对生态环境造成的影响。在自动化灌溉中，人们可以通过设置灌溉农机中的最低、最高、报警水温线，来控制灌排，减少了农业生产中人力资源的投入。除此之外，随着当代农业数字化、网络化的发展，农机自动化在灌溉中的应用更加精细，就目前来看，人们已经可以借助薄水灌溉、湿润灌溉等方式，通过农机自动化灌溉将稻田的用水量减少20%~50%，大幅度地节约了农业灌溉中水资源的使用[2]。

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关键词：农业机械传感器节点应用

中图分类号：TP212.9 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2012）11-0066-01

机电一体化是农业机械未来发展的重要趋势，同时也是农业现代化的发展的必然趋势，在机电一体化系统中，传感器处系统之首，其作用相当于机器系统的一个感受器官，能快速、精确地获取信息，是农业机械鉴别能力提升的保证。农业机械中如果缺少这些传感器，那么农业机械中系统状态和对信息精确性，系统的信息处理能力等检测功能就无法实现。改造传统的农业机械离不开传感器，发展现代化的农业机械更需要离不开大量的传感器，由此可见，数字传感器在农业机械方面的应用十分广泛。近年来，拖拉机、收割机、灌溉机等农业机械都安装使用了各种数字传感器，来增加和提高这些农业机械的性能。

1、传感器的研究现状

传感器反应速度快，能实现非接触测量，精度高、分辨力高、可靠性强，能感受被测量的信息，主要应用于作业环境状态稍差的农田中。随着人类探知领域和空间的拓展，电子信息种类日益繁多，信息传递速度日不断加快，相应的数字传感器也将无所不在。但是数字传感器的生产工艺环节比较多，工艺比较复杂，尽管投入大量人力、物力及精力，进行温度、零点、非线性、滞后、蠕变等性能补偿及四角误差调整，现用的补偿技术难以达到高质量要求，普遍存在着生产成本和质量成本一直居高不下的严重问题。电子技术的飞跃进步，单片机的普及推广，数字化传感器将不断变化，在软、硬件技术上采用数字化自动补偿与误差修正技术，高准确度、高精度、高稳定性是传统应变式数字传感器所不能比拟的。各先进工业国都极为重视传感技术和传感器研究、开发和生产。传感技术及其系统生产已成为重要的新兴行业。

2、传感器在农业机械方面的应用

（1）底盘控制用传感器。传感器技术是实现自动控制的关键环节，也是农业一体化系统不可缺少的技术之一，其水平高低在很大程度上影响和决定着系统的功能，其水平越高，农业机械化系统的自动化程度就越高。在一套完整的农业机械系统中，如果不能利用传感检测技术对被控对象的各项参数进行及时准确地检测，并转换成传送信号，所需要的用于系统控制的信息就无法获得，进而使整个系统就无法有效的工作。例如：农垦系统引进的国外大功率轮式拖拉机，为了提高机器的实用效率，采用了多种传感器检测技术。在不同系统中，各传感器的作用不同，但工作原理大同小异。近年来，拖拉机、收割机、制米机、灌溉机等农业机械都安装各种传感器，来目的是增加机械的性能。随着电子技术的发展，汽车电子化程度不断提高，通常的机械系统已经难以解决某些与农业机械有关的问题，而被电子控制系统代替。传感器的作用就是根据规定的被测量的大小，定量提供有用的输出信号的部件，亦即传感器把作业量，空气湿度，作业环境等转换成信号的变换器。传感器作为机械的关键部件，它直接影响机械性能的发挥。目前，普通农业机械有10-20只传感器，这些传感器主要分布在发动机控制系统、底盘控制系统和车身控制系统中。这些传感器是整个发动机的核心，利用它们可提高发动机动力性、降低油耗、减少废气、反映故障等，由于其工作在污泥和泥水等恶劣环境中，因此它们耐恶劣环境技术指标要高于一般的传感器。对于它们的性能指标要求有很多种，其中最关键的是测量精度与可靠性，否则由传感器检测带来的误差最终将导致发动机控制系统失灵或故障。美国研制的自动控制系统的收割机。原理是电子控制器把传感器的输出信号经过滤波后转换成升高、降低或继续保持割台高度的信号，然后驱动电磁阀，使收割台的液压缸做相应的动作，。该系统在割台的两端还各装一个近地传感器，以防割台触地。

（2）数字传感器定位在农业机械中的应用。在农业机械中，高精度GPS定位系统复杂，造价昂贵，不能适合小面积的水田作业；而价格较低的GPS系统定位精度不够，不能适用于水田小面积作业的耕作机械。要想提高传感器的利用率，必须使用数字传感器数字传感器，数字传感器的原理是，在数字补偿在合理的物理模型和数学模型基础上，绘出淮确、可靠的数学模型是保证数字补偿精度的前提。是根据数学模型编制出苘单、实用、有效的补偿计算软仵，存储在微处理嚣芯片中进行备项误差修正与补偿。机械传嚣的模拟输出信号，经A/D变换后进入微处理器时，常混进尖脉冲之类的随机嗓声干扰，必须予以削弱和挖除，称重传感嚣的模拟信号，经A/D变换后转到一系列的数码，必须将其换算带有重纲的数据后才能运算、显示数字采用备种程序来实现零点浑移、增益偏差校淮。

（3）电子式汽车机油压力传感器在农业中的应用。自动导航技术的拖拉机。它的优点是提高生产效率，提高驾驶安全性。机动车导航技术，根据定位传感器类型可以分为全球定位系统导航，机器超声波导航、电缆导航等；根据定位技术原理可以分析绝对定位和相对定位技术。GPS能够提供低频率的绝对定位信息，提供高频率的相对定位信息，合成两种技术能够提高定位准确度和抗干扰性。农业生产中，通常行间作物的行距较小，对于在行间作物，特别带牵引式农具的车辆，在弯曲的行间路径中作业，精确的侧向控制是十分必要的，利用觉激光技术、声纳技术等准确掌握前方道路信息，原理是将整个地块的导航地图输入车辆的计算机中，由GPS严格按照车辆预定行驶路线控制车辆行进。将传感器技术和数学模型融合，使车辆在未知的环境下行驶时，根据前方弯曲道路信息，通过建立数学模型计算拖拉机的行驶距离。

3、传感器技术未来农业机械中的发展方向

（1）向高精度发展：研制出灵敏度高、精确度高、响应速度快的新型数字传感器技术是确保农业生产自动化的安全性。

（2）向微型化发展：通过使用先进的加工技术实现数字传感器微型化。

（3）及无源化发展：传感器是非电量向电量的转化，工作时离不开电源，开发无源传感器是未来农业机械的发展方向。

参考文献

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[关键词]数字农业 空间信息管理 3S技术

中图分类号：TN919.8 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0281-01

引言

二十一世纪高新农业技术的重要象征是数字农业（Digital Agriculture）技术。数字农业发展和各种农业数据是密不可分的，由于农业生产的空间分布较广泛，农业资源在地理分布地域广泛，而且地理分布地域广阔，农业数据的获得是基于农业生产和资源的，所以需要农业领域空间信息技术获得更多更准确的农业数据[1]。数字农业空间信息管理平台的应用能有效的促进农业和农村的发展以及平衡农业和环境之间的发展。美国的地球物理环境公司对3S技术在农业领域发展所起的支撑作用进行了研究，首先他们制定了地球观测卫星计划，收集卫星图像，监测农作物的生长，通过技术分析所得到的相关数据，为农场主提供相应的耕种方法，防止农作物的病虫害以及为提供具有预防和预测性的信息，确保农业生产顺利进行，避免过多的经济损失[2]。 在1997年，美国国家研究委员会发表了报告“21世纪的精细农业―农作物管理中的地学空间和信息技术”，提出了信息技术在农业生产现代技术条件下的巨大空间的全面系统的分析，并由此掀起了数字农业研究的，对由此可能带来的机遇和挑战进行了论述[3]。

1 数字农业空间信息管理框架

在数字农业建设过程中，数字农业空间信息管理平台处于核心位置。计算机网络是数字农业空间信息管理平台建设的基础，其核心是其数据库系统，建立一套RS、GIS、GPS、MIS、ES和其他的技术的集合体，通过数字农业空间信息管理平台尽可能的应用3S技术和空间数据库，对地理信息系统、遥感和遥测技术、全球定位系统、虚拟化技术的系统、农业技术自动化系统准确、高效、快速、全面和规范的使用。该平台还包括计算机技术和网络和数据通信技术系统。如图1所示。这里有它们的四个至关重要有效含量分析。

（1）农业信息分类编码标准

农业信息交流与共享的基础是农业信息分类和编码，这是一个用自己的信息编码规则改变许多重复的基本信息分类和编码，改变了过去在不同部门情况有的不统一，有的不能共享的情况。截止目前，在农业信息方面，中国还未制定相应的农业分类编码的标准，在农息信息分类编码方面要加强农业信息标准化，要对农业信息分类与编码，存储农业信息，实现信息之间的交流和共享。

（2）基于GPS/GPRS的移动式农业生产过程信息采集技术

通过GPS/ GPRS信息采集技术的空间定位和GPS信息采集的优势实时监测农业生产过程，通过GPRS无线宽带网络数据传输和实时的优势，在生产过程中控制移动信息采集，从而实现全面的技术集成。

（3）数字农业地理信息系统技术平台和各种类型的数据采集系统

基于农业数字空间信息平台出发，设置信息可视化和实时监控功能于一体，在搜集和采集农业信息时，根据自身的信息需求和生产数据的各个管理因素来获得所需要的有关气象，环境水文等信息，无论是从遥感数据，同时也对GPS信息的定位，都应包含不同的信息来源，有是由不同类型的传感器的实验数据组成。

（4）基于GIS的智能分布式控制农业机械

在自动控制系统中引入GIS时其自动控制系统的组成结构没有发生明显变化，在增强系统总体控制功能时，只需将控制器变为GIS或者在前端加一级GIS处理来实现，如图2所示。

2 基于Web Services的农业信息共享安全控制

（1）Web Services概述

Web Services体系架构与传统的面向对象系统一样，都包括继承、封装、消息传递以及动态绑定等基本概念，是面向对象体系架构组件化的实现和发展，在Web Services中将所有对象都看成服务，在API为网络中的其他服务所使用，通过实现的细节获得封装。

（2）基于Web Services的农业信息共享安全控制平台设计

在设计安全平台时根据用户服务、管理业务、数据服务三层构架，各个组件的设计理论基于面向空间、面向对象、面向用户以便各个应用模块都可以更方便的嵌入系统。

（1） 数据库设计

数字农业空间信息管理平台的数据由多个数据库组成。

（2）功能设计

园区空间信息管理平台由系统维护、综合查询、空间分析、决策支持、土地流转、动态监测6个子系统组成。平台在实现基于Web services的全方位农业信息与共享方面。点击平台功能界面的系统维护、综合查询、空间分析、决策支持、土地流转、动态监测中的任意一项。

系统维护、综合查询、决策支持、土地流转、动态监测每个功能模块的界面

显示了该模块包含的下一级以查询为主的子功能如土地流转包含商家信息统计、土地招租需求、招商土地查询、项目特别推荐、高级查询向导，点击每个子功能模块可浏览相应的信息。空间分析模块是基于WebGIS的以地图和专题图显示为主要功能的模块。

（3）GIS实现

当前的浏览器不支持矢量图形是实现GIS在网上浏览的主要问题。现在家庭JSP提供了两种方法来解决这个问题：首先，服务器端解决方案，载体转化为研究范式B浏览器支持JPEG，GIF格式的文件，客户端使用Java脚本的HTML网页；二是在浏览网页的客户端自动下载java小程序解决，通过下载转换，使得普通的Web浏览器具备支持矢量图形格式的功能，提供了显示方法。第一种方法主要适用要求相对较低客户端和观众，操作也比较简单。本文网络空间信息在园区采用的是第二种选择方法。

3 结论

实现区域农业技术跨越式发展的基础是数字农业空间信息管理平台，该平台是以3S技术作为核心技术，该系统是保证农业科技基础设施项目可持续发展的依据，对数字农业研究具有突破性的意义。文章中，以3S技术为出发点，以数字农业和农业信息研究为突破口，充分运用空间信息管理平台，结合上海现代农业园区信息应用，实现了平台的整体设计，并对数据库设计、系统功能设计、农业知识整合和空间分析等方面做了详细的设计，同时开发实践了一些功能，特别是采用的Web GIS技术，实现了Internet区域空间信息的，为园区运营的科学合理的管理提供了一个功能重要依据。

参考文献

[1] 韩苏闽.数字农业与农业信息化研究[J].科技传播，2014（2）：20-23

[2] 刘丽艳.基于3S技术的数字资源建设[J].地理信息科学，2012（6）：33-36

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关键词：现代农业信息化；关键技术；创新

1现代农业信息技术创新

1.1现代农业信息技术创新的主要特点和趋势

科技的发展推动现代农业技术的不断创新，在这样的过程中，其技术创新体现出了以此几种特点：首先是投入成本较高，目前的农业信息化科技创新主要是以高科技为依托，在实际的技术创新中需要大量的投入，以此来实现农业的产业化发展。另外是开放性，与传统的农业发展不同，现代农业与各个行业之间具有一定的相互作用，彼此影响，相互渗透。差异性，在对农业信息化技术进行创新的过程中，实际的要求和需求之间具有一定的矛盾，这就体现出了农业技术创新的差异性[1]。最后，科技的不断发展，使现代农业信息技术创新具有鲜明的移动互联特征，体现出了集成化、网络化和系统化的发展模式。针对其主要发展趋势来说，主要体现在以下几个方面：首先是在新型技术的支持下，现代农业信息技术将重点从基础建设逐渐转移到了资源整合方面，希望以资源的优化配置实现农业的快速发展。另外针对产业的信息化发展，逐渐将传统的单一环节信息化科技创新，转变为全产业链的信息化科技创新发展，在这样的过程中，现代农业信息化关键技术的服务方式也在不断的发生变化。

1.2主要发展策略

在对现代农业信息技术进行利用中可发现，对其技术进行创新的主要策略主要包括这样几个阶段：首先是农业信息技术基础设施进行开发和研究，并且对配套技术进行研发，这一阶段的资金主要由政府来进行投入。第二个阶段是通过政府、相关院校和企业的共同参与，来对农业信息技术进行建设，这个阶段需要政府和市场的共同引导。在最后一个阶段中，需要在政府的引导下，发展新型技术和产业，而在这样的过程中，企业作为信息技术创新的主要力量，在其中发挥了主体地位的作用。

2现代农业信息化关键技术创新

2.1精准农业

精准农业主要指的是农业生产过程的信息化，在目前农业生产中的各个环节中，其整体精细化程度不高，常常会出现农业污染和资源浪费等情况，针对农业种类的不同，需要对全球定位系统、农田地理信息系统、遥感监测系统和网络管理系统进行整合，实现农业生产过程中的精细化管理，并且根据实际情况，建立农业生产精准作业体系，进一步对资源进行优化配置[2]。

2.2数字农业

数字农业主要指的是提高农产品加工运输方面的自动化程度。随着农业技术的不断发展，农产品的加工运输和储存成为了目前农业发展中重点关注的内容，这样的数字农业主要包括对农产品智能加工设备的开发、对农产品的生产过程进行自动化控制、对其冷链的运输控制。这样的数字农业技术能够进一步对农产品进行开发。

2.3农产品电子商务

农产品电子商务主要指的是农产品的交易信息化，针对目前农产品交易过程中信息流通不通畅等情况，需要在相应信息技术的支持下，建立符合当地农业特色的电子商务平台和农产品交易系统，以此来提高农产品交易过程中的安全性和便捷性。通过对农产品数据库的建立，对农产品交易的各个环节进行开发和创新，并且与相应的提供商和金融服务机构进行协作开发，将手机和电脑等移动终端接入到农产品的交易过程当中，以此来对农业电子商务创新体系进行完善[3]。

3结束语

结合现代农业信息化关键技术创新的特点和发展趋势，需在未来的农业发展中，针对数字农业、精准农业和农产品电子商务进行创新发展，进一步推动现代农业信息化的进步。

参考文献：

[1]刘峥,张鹏飞,黄志文.省域现代农业信息化关键技术创新研究[J].软件导刊，2014(12)：7-9.

[2]刘世洪.生产经营信息化是农业科技创新方向[J].农经，2012(12)：10.

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论文摘要阐述数字农业的概念及其作用，指出数字农业建设中存在的问题，包括农业信息化水平低、信息化意识及利用信息能力不强、管理和标准化工作有待进一步加强等，并对数字农业的建设进行了展望和设想。

在我国2000年的《农业科技发展纲要》中，将数字农业放在农业信息技术的首要位置，引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想，以供参考。

1对数字农业的认识

数字农业（digitalagriculture）就是用数字化技术，按人类需要的目标，对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素，将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业，通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合，在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制，使农业按照人类的需求目标发展[1]。

有的学者认为[2]，数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样，数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业，即信息化农业，包括农业要素（生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等）、农业过程（生产、管理、储运、流通等）的数字化、网络化、自动化以及智能化，形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业，是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。

事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来，与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究，已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点，成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系，是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源（植物、动物、土地等）、技术（品种、栽培、病虫害防治、开发利用等）、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段，是农业信息化的必由之路；农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展，创造条件进行一次新的技术革命，促使传统农业向现代农业转变，促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言，数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用，必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容，必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展，在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。

2存在的问题

2.1农业信息化水平较低

收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全；已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度，难以适应当前对空间数据信息的需求；对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。

2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强

一方面，许多基层农技人员和广大农业从业者，知识老化，整体素质有待进一步提高，对于利用现代技术，收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强；另一方面，农业信息加工处理的技术人员缺乏，当前，就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息，对网络信息进行收集、整理，分析市场形势，回复网络用户的电子邮件，解答疑问等方面的人才也不多，更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。2.3农业信息化效益不明显

数字农业还刚刚起步，在国内总体上尚处于探索阶段，实用性、普遍性的技术应用还很少，直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。

2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强

地理信息系统（GIS）以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同，而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此，未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力，也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。

3建设数字农业的基本设想

随着经济社会的快速发展和科技进步，台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等

方面的工作已有一定的基础，起动发展数字农业不仅是必要的，而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4，5]，提出建设台州数字农业的基本设想，就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上，建立可视化的台州农业地理信息系统，构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系，实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和，彻底改造台州传统的农业管理模式，全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。

3.1整合已有的农业信息

在国家、省级信息基础设施建设的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央一省一市县信息骨干网络系统，形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统，并与其他网络互联，成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。

3.2信息表达要直观、形象，并要实现信息系统的联网

把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达，随着数字农业的发展，逐步做到与省级、国家级类似的信息系统进行交互式查询等。

3.3强化对科研、管理等的服务工作

通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等，实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上，对农业生产中的现象、过程进行模拟，高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。

4参考文献

[1]蒋建科.“数字农业”带动农业现代化[J].农资科技，2003（5）：41.

[2]薛领，雪燕.数字农业与我国农业空间信息网格（Grid）技术的发展[J].农业网络信息，2004（4）：4-7.

[3]曹宏鑫，王家利，郑宏伟.发展“数字农业”推动农村信息化[J].农业网络信息，2004（1）：17-20.

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关键词：农业机械设计；数字化设计技术；现代化

农业机械产品具有种类多、结构复杂、易操作等特点，我国是农业大国，农业机械具有非常广阔的市场潜力。然而，受到传统设计理念与设计工艺的影响，我国机械产品的整体设计水平偏低，数字化设计技术的应用，颠覆了农业机械的传统设计模式，极大地提升了农业机械设计的效率与质量，尤其是CAD、CAE等技术，更是改变了产品的生命周期，实现了对农业机械设备整体设计的优化。

1数字化设计技术的内涵与优势

1.1数字化设计技术的内涵

数字化设计技术指的是一种将声音、图文转化为数据，之后再转化成二进制代码，经过计算机进行信息传递与处理的技术。在信息化时代，数字化设计技术逐渐演变成为依靠计算机进行辅助的新型设计技术，故计算机是数字化设计的基础，也是核心。从另一个角度来说，数字化设计技术，即以计算机为核心构建数字化模型，再通过数字化平台展开产品研发的一种技术，数字化技术最明显的特点即不需要实物模型。

1.2数字化设计技术的优势

（1）数字化设计技术视为一种产品定义模型，其可以在各行业领域发挥作用，且具有较大的发展空间；（2）数字化设计技术可进行仿真模拟处理，不需要实物模型，因而可有效降低设计成本；（3）相比传统产品设计形式，数字化设计技术依托数字化平台，以计算机为基础，产品设计更具灵活性，不受时间、地点的限制；（4）在数字化设计中，可以采取分工合作模式进行多元设计，将不同板块的设计交由不同小组同步进行设计，整体设计更加系统化，提高了设计效率。

2农业机械设计的特征与现状

农业机械设计的特征主要体现在：第一，我国农作物类型比较丰富，所以农业机械种类繁多，例如播种机就包括条播机、精密播种机、穴播机等多个类型；第二，虽然农业机械种类丰富多样，但大多数功能比较简单，上手难度低，操作也比较便利。目前我国的农业机械设备大部分是由传动系统、机件、镇压器、轴轮等构件组成。这些均为数字化设计技术在农业机械设计中的应用，提供了良好基础与广阔前景。目前，数字化设计已经在国内外农业机械设计中得到了广泛应用，主要应用技术包括CAD、CAE等技术。数字化技术的应用，不仅提高了设计效率，降低了设计成本，而且也极大地缩短了农业机械的设计周期，更便于达到设计要求。而且，为了给农业机械后续维修工作提供便利，在初期设计时，更注重农业机械的整体化设计。随着农业机械化水平的不断提升，农业机械的市场需求增加，产品定制需求增多，而且对产品的品质要求也更加严格。在这一新的商业环境下，农业机械设计更应注重数字化设计技术的应用，必要时进行跨部门合作，更好地展开农业机械产品的设计与制造，为农业生产的规模化、自动化发展，提供保障，为农业经济发展水平的进一步提升，提供内动力。

3数字化设计技术的应用热点

3.1计算机辅助技术

计算机辅助技术简称CAD，以现代设计理念为基础，不仅具有开放性较强的产品设计模式，而且开发程序也具有较强规范性。从数字技术层面来看，CAD技术在概念、任务、技术等层面均有所优化，可以设计更多优秀产品。以CAD技术为核心设计的产品，大部分是以概念设计产品与构型设计产品。其中，概念设计即制定产品设计方案的具体内容，而构型设计即明确具体细节。

3.2虚拟原型技术

虚拟原型技术简称VR是最近5年内数字化设计技术的翘楚，得到了设计领域的重点关注。VR技术是在CAD、CAM、CAE技术的基础上发展而来的，其可以在特有技术基础上，对多方面技术进行全面整合。VR技术可以实现成品信息与基本概念的整合，并从行为、感官以及功能等方面不断对其进行优化。在该技术中，产品设计的整个过程被视为多个不同极端，且逐渐向全生命周期进行转变，以此推动产品设计与生产两个阶段的融合，在很大程度上推动了各行业的发展。

3.3知识工程技术

知识工程技术简称KBE，是现阶段应用率最高，且特色最明显的一种数字化设计技术。KBE技术主要应用在提前预测未来市场技术发展趋势，因而该技术的应用比较依赖新知识内容。同时，KBE技术在信息传递、知识展示等方面，也具有较好的应用效果。而且，还能够单独构建显性、隐性知识统一建模，有利于技术创新的横纵向发展。

4数字化技术在农业机械产品中的具体应用

4.1VR技术的应用

VR技术在农业机械产品设计中的应用，将影音资料、3D影像、多媒体等进行整合，使设计人员可以更好地利用个人想法，创设相应的设计情境，所以应用VR技术，设计人员可以享受身临其境般的设计体验。目前，VR技术主要应用在大型设备的设计中，对设备的特殊性能进行模拟，之后逐步实现设备与功能之间的优化。与此同时，通过其创设的信息反馈平台，能够加速产品的投放，提升产品应用效果，让用户直接了解产品的优势，进而更好地掌握设备应用要点。在国外，应用VR展开农业机械设计的技术有很多种，最具代表性的即可视化技术，该技术以CAD技术为基础，构建功能性模型，再通过模型输入的方式，将其传递到VR环境中，最终实现设备强化。例如，用户可以通过VR头盔显示器，直接对农业机械设备进行操控体验。同时，VR技术在农业设备拆装中也有广泛应用，如小麦联合收获机的各方面功能，均可以通过VR技术展现出来，包括原理展示、内部结构等，让使用者可以进行拆装练习，不断提升自身对机械设备的操控与应用能力。此外，VR-CAD系统在虚拟环境设计中也可以发挥作用，优化农业机械设备的设计模式与功能效果。

4.2农业机械设备产品的创新

数字化设计技术在农业机械设计中的应用，主要体现在农业机械设备产品的创新方面，即利用数字化设计技术对农业机械产品的使用性能、使用效果等进行创新，增强产品的新颖性，并提供给消费者更多选择。目前，在农业机械产品的数字化设计中，主要从该类型农业机械设备的常见使用问题或故障入手，从设计层面针对性地采取改进措施，进而降低故障发生率以及农业生产成本，提升该类型农业机械设备的市场竞争力，扩大市场份额。一般情况下，在利用数字化设计技术对农业机械产品进行创新时，主要从技术分析、材料优选等方面进行。例如，近几年我国研发出了一种新型拖拉机，该拖拉机不同于传统低功率拖拉机，其采用了数字化同步器与动力换挡配合静液压传动系统，具有独立的控制机构与控制面板，不仅更易操作，而且系统更加灵活，功率更高。

4.3协同化优化设计

在当下复杂的市场环境下，农业机械生产不仅涉及市场竞争，而且为了更好地满足消费者个性化的定制需求，必要时还需要进行跨企业合作。所以，农业机械设计中，数字化设计的应用与协同化发展，已经成为农业机械设计与制造企业生存的关键。因此，数字化设计技术在农业机械产品的协同化设计中具有较好的应用效果。为了从海量的技术信息与零件资源中，找到所需要的信息与数据，必须利用数字化技术对搜索技术进行优化，进而实现对所需零件参数与性能的高效率搜索。例如，PTC企业的Web服务器，其中储存了海量的技术型方案，我国的农业机械产品制造企业应借鉴这一做法，以不断地提升数字化设计技术的应用效果。此外，随着环保理念不断深入人心，为了建设环境友好型社会，农业行业也应朝着绿色化方向发展，而数字化技术的应用，极大地促进了农业行业的可持续发展。数字化技术的应用，显著提升了农业机械产品的节能效果，降低了能源损耗，充分发挥了环保能力。

5结语

总而言之，我国农业机械设计的数字化发展还处在探索性阶段，很多理论、方法等还不够成熟。在进入数字化时代后，农业机械设计更应注重数字化设计技术的应用，充分利用数字化设计效率高、成本低、可控性强等优势，持续提升农业机械设计的科学性、高效性，并不断利用数字化设计技术展开农业机械产品设计的创新，以不断促进农业生产的现代化发展，实现农业生产的智能化、规模化，进而推动农业经济发展水平更上一层楼。

参考文献：

[1]马云红,董中辉.现代设计技术在农业机械工程设计中的应用[J].农业与技术,2019,v.39;No.329(12):47-48.

[2]薛先斌,高刚毅.现代农业机械中计算机智能化技术的应用与研究[J].南方农机,2020,v.51;No.343(03):62-63.

[3]缪兴龙.浅谈数字化设计技术及其在农业机械设计中的应用[J].南方农机,2020,v.51;No.361(21):51-52.

篇7

[关键词]“数字农业”；信息化；可持续发展

[中图分类号]F32[文献标识码]A[文章编号]1003－8353(2010)02－0070－04

“数字农业”作为“数字地球”技术体系在农业领域的具体体现，是农业信息化的核心，也是21世纪农业的重要标志。发展“数字农业”及相关技术，是发展现代农业必然选择的支撑技术，主导着农业现代化的方向。我国是一个人口大国，保障食物安全事关国家安全大计。我国是世界上人均资源非常短缺的国家，耕地、水等农业资源的人均占有量远低于世界平均水平，农业的可持续发展面临诸多严峻挑战。根本出路在于依靠科技进步，大力发展“数字农业”，以最少的资源占用和资源消耗获取最大的优质产出，突破瓶颈制约，实现农业可持续发展。

一、“数字农业”的含义

1997年，美国正式提出了“数字农业”的概念，它是指在地学空间和信息技术支撑下的集约化和信息化的农业技术。1998年，美国副总统阿尔・戈尔再次把“数字农业”定义为：数字地球与智能农机技术相结合产生的农业生产和管理技术。

我国比较统一的认识为，“数字农业”(DigitalAgricul-ture)是“数字化农业”简称，是指运用数字地球技术，包括各种分辨率的遥感、遥测技术、地理信息技术、全球定位技术、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等技术与现代农业技术相结合的农业生产管理高新技术系统。具有以下特点：

1、“数字农业”要求对农业各个方面(包括种植业、畜牧业、水产业、林业)的各种过程(生物的、环境的、经济的)全面实现数字化，即各种农业过程都要应用二进制的数字以及数字模型加以表达。

2、“数字农业”数据库中存储的数字具有多源、多维、时态性和海量的特点。

3、对于涉农的多维、海量数据的组织和管理，特别是对时态数据的组织与管理，需要研究新一代时态数据库管理系统，并进而形成时态空间信息系统。不仅可以有效地存储空间数据，同时能够形象地显示多维数据和时空分析后的结果。

4、“数字农业”要在大量的时空数据基础上，对农业某一自然现象或生产、经济过程进行模拟仿真和虚拟现实。如农作物生长、农业自然灾害的虚拟现实。

二、“数字农业”的主要内容

1、农业要素的数字信息化任何农业系统都会有四大要素，即生物、环境、技术和社会经济要素。每个要素中又包含多个因素，如生物要素中，在作物方面有小麦、水稻、玉米、棉花等要素；而同一种作物的生长发育，又含有光合、呼吸、蒸腾、营养等因素。所有这些因素，按照“数字农业”的数字信息化的要求，都需用二进制数字表达。

2、农业过程的数字信息化各种农业过程的内在规律及外部联系，可以利用农业数学模型予以揭示、表达。农业模型将农业过程数字化，使农业科学从经验的认知提高到理论的概括，是20世纪农业科学发展的一项重要成就，也是“数字农业”中一项十分关键的技术。

3、农业管理的数字信息化农业管理大致包括农业行政管理、农业生产管理、农业科技管理及农业企业管理。按照数字信息化的要求，目前已经形成由农业信息技术支撑的各类农业管理系统。如农业数据库系统，对各级各类农业数据进行科学、集中的管理，包括农业生物数据库、农业环境数据库及农业经济数据库；农业规划系统，应用各种数学规划方法对农业问题进行辅助决策；农业专家系统，充分利用专家经验对某些农业决策提供支持；农业模拟优化决策系统，将农业过程的模拟与农业的优化原理相结合，提供农业决策的支持。

4、农业生产的数字化现代农业已经由过去的手工操作走向现代的机械化和现代化操作，数字农业要求农业的生产和管理实现自动化，即从播种、育苗、灌溉、施肥、撒药、收割等过程全部实现精准化、自动化和智能化。

三、“数字农业”的技术体系

1、农田信息快速采集技术

(1)遥感技术(RemoteSensing)

遥感是由卫星上的传感器、传输系统和地面上的接收系统组成的一种不通过直接接触目标物而获取其信息的一种技术。RS是未来“数字农业”技术体系中获得田间数据的重要来源。RS技术是“数字农业”技术体系中获得农业动态信息的重要来源。农业的生产和管理是一个动态的过程，要求及时摸清农业资源的现状，了解农作物田间生产状况，监测其变化并预测其发展。遥感技术具有速度快、信息真、现势性强、多时相、更新快、效益高等特点，是农业生产管理和决策的重要手段。农业资源分布在广阔的地理空间，农业生产也在广阔的地域上展开，遥感技术在解决我国资源与环境问题，促进农业和农村的可持续发展中起着相当重要的作用。如农业资源调查及动态监测，大面积农作物长势监测与估产，农业灾害遥感监测和损失评估等方面。

(2)全球定位系统(GlobalPositionSystem)技术

GPS作为新一代卫星导航与定位系统，不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力，而且具有良好的抗干扰性和保密性。GPS的空间部分使用24颗卫星组成卫星星座，每天24小时为全球陆、海、空用户全天候提供三维位置、速度和时站。它由空中卫星，地面跟踪检测站，地面卫星数据注入站，地面数据处理中心和数据通讯网络等部分组成。

GPS在“数字农业”中的关键作用即是提供相关要素的准确的空间位置信息，一方面使农业的管理具有更强的空间针对性、实用性，发挥更大效益；另一方面，通过GPS实时地对土壤水分、肥力、杂草和病虫害、作物苗情及产量等进行描述，对各要素进行跟踪，从而实现田间的精准化操作。因此，GPS技术的精确定位功能为“数字农业”的实施提供了切实可行的技术手段。

2、农业信息贮存、管理技术

(1)数据库系统(Databasesystem)

农业数据库是一种有组织地动态地存储、管理、重复利用、分析预测一系列有密切联系的农业方面的数据集合(数据库)的计算机系统，它是信息存储、管理、传递的最有效手段，也是“数字农业”最基础的工作。农业数据库包括农业资源数据库、农业生产资源数据库、农业技术数据库、农产品市场数据库、农业政策法规数据库、农业机构数据库等。

(2)数字化图书馆(DigitalLibrary)

数字化图书馆是一个系统工程，主要包括馆藏数字化、信息传输数字化与网络化、资源共享化、信息服务终端化等，其优势在于不受时空、地理位置的限制。

(3)地理信息系统(GeographicInformationSystem)

GIS技术是以地理空间数据为核心，是存储和处理分析空间数据的最佳工具。农业及其各相关要素空间位置数据是农业生产管理的重要信息，也是“数字农业”中各类空间数据库建立的重要基础之一。GIS是一种采集、处理、传输、存储、管理、查询检索、分析、表达和应用地理信息的计算机系统，是分析、处理和挖掘海量地量数据的通用技术。主要包括空间数据输入子系统、空间数据存储与管理子系统、数据处理和分析子系统、输出子系统。

(4)农业管理信息系统(MIS)

管理信息系统是收集和加工系统管理过程中有关信息，为管理决策过程提供帮助的一种信息处理系统。

3、农业信息应用技术

(1)农业自动控制技术(AutoControl)

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。利用传感器通过计算机和自动控制系统实现农业生产和管理的自动化，对农业的增产增质产生了巨大的经济效益和社会效应。

(2)农业专家系统(ExpertSystem)

ES是以知识为基础，在一定领域内模拟人类专家解决复杂实际问题的计算机系统。是一种智能的农业信息技术，不仅可以保存、传播各类农业信息和农业知识，而且能把分散的局部的单项农业技术综合集成起来，经过智能化信息处理，针对不同的条件，给出系统性和应变性强的各类农业问题的解决方案，为农业生产全过程提供高水平服务。农业生产管理专家系统涉及农作物生产管理、畜禽养殖、市场管理、农业经济分析等多种领域。

(3)决策支持系统(DecisionSupportSystem)

DSS是利用系统知识和数学模型，通过计算机分析或模拟，协助解决多样化和不确定性的问题以进行辅助决策的软件系统，是一种人机对话式的计算机系统。一般包括以下四个部分：对话生成及其管理系统，模型库及其管理系统，数据库及其管理系统，知识库及其管理系统。农业生产中采用决策支持系统后可以感受到更高的决策质量、沟通的改进、成本削减、生产率的提高及节约时间等方面的改善。

4、农业信息传播技术

(1)计算机网络和通讯技术

“数字农业”的建立是以海量的数字化的农业信息为基础，因此信息的交换和传播将是“数字农业”的重要环节。计算机网络和通讯技术为“数字农业”信息的顺畅交流提供了重要的技术支撑，从而实现信息的交换和共享，发挥信息的最大作用。主要包括农业信息互联网络、卫星数据传输系统等技术。

(2)多媒体技术(Multimedia)

多媒体是20世纪90年代以来应用计算机把图、文、声、像综合集成技术，是新时期农业知识、技术推广应用的重要手段。

(3)虚拟现实(VirtualReality)技术

VR技术是指创建一个能让参与者具有身临其境感，具有完善的交互作用能力的虚拟现实系统。虚拟现实技术是二十世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术，它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术、传感器技术等多个信息技术分支，从而大大推进了计算机技术的发展。由此延伸而得到现在的虚拟农业的概念。

四、“数字农业”对农业可持续发展的作用

可持续发展是指既满足当前需要又不削弱子孙后代满足其需要之能力的发展，可持续发展作为一种新的社会发展模式，为越来越多的国家所理解和接受，并且正在逐步深入地影响到人类社会生产和生活的各个领域。农业可持续发展是整个社会可持续发展的基础。改革开放以来我国农业取得了举世瞩目的成就，但是，影响农业可持续发展的诸多矛盾并没有得到根本性的缓解。在经济全球化的环境中，农业发展越来越受到资源和市场的双重约束，传统农业面临巨大的竞争压力，农民在生产经营中承受着自然的风险和市场的风险，而且市场风险给农民的影响又远远大于自然的风险：在工业化、城镇化加速发展阶段，耕地资源呈逐年下降趋势，持续增长的人口对农业的压力不断增大，水资源短缺与农业用水浪费并存，过量施用化肥农药及养殖业的废弃物排放，导致严重的农业面源污染；农业科技转化为实际生产力的比重低，农业科学技术创新能力尤其是原始创新能力不足。这一切都制约着农业的可持续发展。数字农业是突破制约农业可持续发展瓶颈的有效途径。

1、数字农业促进传统农业向现代农业跨越

我国广大农村地区相对落后，交通不便，信息闭塞，导致农业生产经营的重复性、盲目性，农业生产技术落后且更新速度慢。而数字农业可以通过电子商务、电子政务等促进农业经济活动的信息化。实行信息服务手段多样化，重点加强农业信息网络建设，建立以农业信息网络为依托，互联网与电信、电视等其他现代媒体相结合的应用模式，把计算机网络信息量大与电视、电话、手机普及率高的优势结合起来，拓宽信息覆盖范围。农业领域的市场信息、生产信息、管理信息的广泛交换和共享，可以大大增加农业的开放度，降低农业活动的交易成本，加强农业生产者与农产品加工、市场流通、农业生产资料供应等部门的联系，进一步促进农业科研和技术推广，使农业生产经营突破地域限制，日益走向国际化、全球化，使传统农业向现代农业转变。

2、数字农业有助于农业产业结构调整

改革开放以来，我国一直在调整农业产业结构，经过30余年的努力，农业产业结构已经大为改善，其合理化程度有了明显的提高，对发展农业生产、增加农民收入、保证市场供给发挥了重要的作用。但从目前来看，我国农业产业结构仍然存在不少问题和矛盾。随着城乡居民生活的逐步提高，市场需求结构发生了很大变化，农业产业结构的缺陷也日趋暴露出来，主要表现在农业结构趋同现象严重，农业产业结构层次低，农业产业链不完整，农业比较效益差等。而过去的调整多在数量上做适应性的调整，不能适应当前日益国际化、市场化的国民经济对农业发展提出的新要求。加入WTO为战略性经济结构调整和技术进步乃至现代农业发展提供了难得的机遇，迫切需要“数字农业”来缩小与发达国家的差距。

“数字农业”具有指导农业发展、加强市场监管和促进农民增收、更好的服务“三农”功能，实现农业产前、产中、产后的整个产业链条的一体化决策服务，更好地指导农业生产；建立的农产品网上推介展示系统，实现全国各级现有的龙头企业、名优特新农产品全部上网，集中展示，实现网上交易。“数字农业”将现代信息技术与农业的融合，能够实现在数字水平上应用前沿技术对农业的生产、农产品管理、储运、流通、市场配送、乡镇加工业、信息服务以及农业资源环境等整个农业产业链、产业群进行改造和重构，通过信息链改造产业链，更加合理地配置农业资源，加快现代农业产业结构调整的进程。

3、数字农业提高农业产品竞争力农产品要取得竞争优势，必然要在农业信息技术研究和应用上取得重大突破，促使先进的信息技术及时充分地应用到农业生产中去，加速数字农业全面向农业渗透，大幅度提高农业信息化整体水平，实现农业生产力水平、农产品质量的飞跃。发展数字农业，可以优化农村资源配置，降低生产成本，减少环境污染，增加农民收入，使农业向精确化、环保型和可持续方面发展，不仅可以加速实现农业现代化，而且可以提高农业的市场竞争力。只有不断提高农业技术水平，在关键领域达到并保持世界先进水平，才能迅速提高农业的国际竞争力。

4、数字农业保护农业生态环境

数字农业的根本目的就是强调最大限度地节省资源，以最少的投入，获得最高的经济收益和最佳的环境效益，重视环境保护和生态均衡，实现精准农业生产，以保持农业的可持续发展。数字农业不仅为大规模有效监测农业、资源、生态环境和灾害提供了基本的技术框架，可对农业生产的资源环境、生产状况、气象和生物性灾害等进行有效测报，有利于实现农业的减灾、防灾、农作物病虫害和畜禽疫病测报与防治，而且能够实现农业生产的自动化精确控制，根据各种变异情况实时实地采取相应的农事操作，可实现智能化的科学管理，提高农业的可控程度，从根本上减少了对非再生资源的利用和对化肥、农药的依赖，有利于节约各种农业物质资源，同时也能够减少消耗和农业对环境的污染，促进生态农业的发展，提高资源的利用效率，最大限度的提高经济收益和环境效益。

五、基于农业可持续发展的数字农业优先行动领域

在发展“数字农业”方面，要本着“有所为，有所不为”的原则，首先集中力量解决数字农业实现过程中的关键技术难点，在现阶段主要是完成必要的技术储备和相关软硬件的开发，保证“数字农业”持续稳步发展。

1、进行精准农业技术集成与示范

发展精准农业是数字农业的核心部分。精准农业作为一种数字、信息和知识管理农业生产系统的新理念，它的实践运用将对于推动应用现代数字技术、信息技术改造和提升我国传统农业科学技术与农业装备技术水平，倡导科学管理与经营农业生产过程的新思路，实现农业的跨越和可持续发展，都具有革命性的意义。精准农业主要是运用现代数字技术、信息技术、农业高新技术，并将其三者科学地相结合，致力于实现农业资源的高效利用，提高产出，节约投入，降本增效，采用高新技术，提高生产率，减少环境污染，实施可持续发展，适应当今建立农产品品质保障与食物链安全生产跟踪与产品安全认证技术体系的新要求，实现粮食的安全生产。主要进行地理空间信息技术的农业应用、农田空间分布信息快速采集先进传感技术与高效实时信息处理技术、农田土壤与作物生产精细化管理决策支撑技术、智能化变量作业与农业装备技术和系统集成与分析技术等科学技术的集成创新。精准农业不仅包括应用地理信息系统(GIS)技术绘制出田块内要素(如土壤养分、土壤水分、病虫草的数量及严重度等)的分布状况，农业机械根据图中要素值的大小调整操作；而且农业机械在田间操作时，应用传感器直接测定要素值，同时自动地通过农业模型确定施肥量和用药量等，再由农业机械自动化地调整操作。这样施肥、灌溉、用药等操作用量更为准确，可同时达到高产、优质、高效，并将对环境的污染减到最低程度。精准农业需要一系列现代高新技术的集成，我国尚处于探索“精准农业”实践的起步阶段，因此，必须建立试验基地，搞好精准农业生产技术的集成和示范。

2、制定统一的规范标准，重点解决元数据规范化

数字共享是“数字农业”科学工程的关键，也是当前“数字农业”中面临的主要问题，信息共享要首先解决数据标准化，同时要有一个适合中国国情的数据共享政策，在保护知识产权的前提下，应优先实现数据共享。而要实现数据共享就必须首先解决元数据管理和共享机制，进行总体统一设计。

元数据是关于数据集的数据，是数据集的说明或描述。元数据是一种数据共享机制，通过它可以起到提高系统的查询检索速度、提高系统分析效率的作用。在“数字农业”科学工程的实施过程中，通过元数据可以清晰有序地组织异地数据，元数据的建设、管理成功与否关系着“数字农业”科学工程建设的效率问题，甚至决定着“数字农业”科学工程成败。

3、建设农业数据仓库

农业数据仓库是实施数字农业科学工程的核心和基础。计算机农业数据库的广泛建立，是数字农业最基础的工作。农业数据仓库中包括基础数据库、数字农业专业数据库和其它数据库。基础数据库中包括基础地形数据库、专题图件数据库、DEM数据库以及遥感影像数据库等，多可以在数字地球框架下，以共享方式从国家公用数据库中获取。数字农业专业数据库包括标准法规数据库、农业生物数据库、农业环境资源数据库、农业经济数据库和收费数据库等。其它数据库包括代码数据库、社会经济统计数据库、多媒体数据库以及模型数据库、元数据库等。

4、加强“数字农业”基础设施建设，鼓励发展网络项目

在国家信息基础设施的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央－省－市－县信息骨干高速宽带网络系统。即以省级农业信息中心为核心，上可与全国农业信息网对接，以各地(市)为枢纽，县(市)为网点，具有统一的数据规范和共享标准，无缝连接，可任意漫游和放大，通过因特网、局域网等信息网络技术，建立一个功能完善、性能优异、可拓展的农业综合信息网络系统并与其它网络互联，形成全方位的农业资源和经济信息网络系统，开辟数字化农业市场为全国农业服务的大平台。

支持、引导、鼓励企业或协会，以产品为基础，以市场为目标，进行销售网络建设，在开发过程中要坚持“以产养网”的道路，使数字农业能走向良性发展的轨道。

篇8

Abstract: Digital Earth is a digital earth, with the continuous development of GIS technology. It is through the mass storage, multi-resolution, integrated 3S, simulation and virtual networks, and the advantages such as high-end technology, more and more used in more areas. Means to achieve the digital processing and maximize the use of Earth resources. The establishment of Digital Earth's space technology, information technology, network and technology environment to a certain stage of development of the combination product.

关键词:数字地球;理论基础;应用

Key words: produce;theoretical basis;application

中图分类号:P2 文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)29-0110-01

1数字地球产生

随着GIS技术的进一步发展,不同种类的GIS组合、交融,加之宽带网络、仿真、虚拟现实等各种技术的支持,数字地球也就应运而生。地球的空间表达方式,由过去的模拟地图到数字地图是数据的处理技术的飞跃,由数字地图到地理信息系统是信息技术发展的本质飞跃。

什么是数字地球?按照戈尔的描述,数字地球是指一个以地理坐标经网为依据的、具有多分辨率的、海量数据处理和多位现实的虚拟系统。确切的说,数字地球是以地球为研究对象,以地球坐标为依据、具有多分辨率、海量数据和多种数据相匹配的多元体的结合,并可以用多媒体和虚拟技术进行多维的(立体的和动态的)表述,具有空间化、数据化、网络化、智能化和可视化高尖端的系统。简单地说,数字地球就是一个整个地球经数字化之后由计算机网络来管理的海量信息技术系统。数字地球将有关地球上每一点的全部信息,按地球的地理坐标加以整理,然后构成一个全球的信息模型。这样,人们可以快速、形象、完整的了解地球上的任何一点、任何方面的信息,从而实现“信息在指尖上”的梦想。

2数字地球的理论技术基础

作为一个技术系统,数字地球是遥感图像处理系统、地理信息系统、全球定位系统、宽带网络以及仿真和虚拟技术等现代科技的高度综合,是信息技术发展的必然结果。据不完全统计,在自然与人类社会的信息流总量中,具有地理参考特征的各种信息流量占总信息流量的80%左右。自然而具有地理特征属性的空间信息均与地球有关,因此在进入信息时代的社会中,提出数字地球的概念,创建数字地球,以至于在各个领域中应用数字地球,是必然的事情。地球信息科学是数字地球的理论基础,包括地球系统理论和信息科学理论、地球耗散结构与自身组织理论和地球分形与自身相似理论等。数字地球主要由空间数据、文本数据、操作平台、应用模型组成。

数字地球的发展需要关键技术的支撑。主要包括7大关键技术:对地观测技术,位数字地球提供空间数据源,是数字地球发展的“血液”供给者,同时,GIS/GPS/虚拟现实技术很重要;海量存储技术,为数字地球的应用储备“能量”;科学计算,可以解决辅助决策问题,同时还能促进产生知识的试验和理论方法创新;宽带技术,通过分布式的数据库存储海量数据,而这种分布是数据库之间只有通过宽带技术,才能实现数字地球海量数据的调用与共享;互操作技术,万维网络通过一种简单的、通用的网络协议使其被广泛应用。数字地球也需要通过一种简单的互操作技术提高地理信息的可读性与可操作性;元数据管理与存储技术;格网技术,格网是将高速互联网、高性能计算机、大型数据库、传感器、远程设备等融为一体的分布是集成系统,数字地球的格网计算使一些常规的计算资源、空间信息资源形成一个无缝的集成协同计算环境,为海量数据空间分析提供计算资源的支持。

3数字地球的未来应用领域探究

数字地球的应用可以分为全球层、国家层、区域层3个层次。全球层是指一整个地球为研究对象,主要包括全球气候变化、全球植被与土地利用、土地覆盖变化、生物多样性变化、全球海平面及海洋环境变化、全球地形变化及地壳运动检测、全球经济发展水平检测与评估等;国家层是指一个国家为对象,包括资源、环境、经济、社会、人口的动态监测与分析作为研究对象,尤其对于农作物种植面积、长势及估产、洪涝、旱灾等的监测;区域层是指以城市、集镇、农村、社区为对象,包括信息化带动传统产业升级,经济社会发展态势、管理与服务等。

3.1 “数字农业”“数字农业”是指运用数字地球技术,包括多种分辨率的遥感技术,遥测技术,全球定位系统技术,计算机网络技术,地理信息系统技术等信息技术;和土壤快速分析,自动滴灌与喷灌技术及其自动耕作与收获,处理与保存的智能化农机技术等相结合的,定位到中小尺度的农田,在微观尺度上直接与农业生产活动与生产管理相结合的高新技术系统。

3.2 “数字城市”为了应对城市规划、建设管理工作的更高、更快、更强、更新的要求,数字地球将会在未来的一段时期内越来越多的应用到城市领域,形成“数字城市”,它是21世纪的发展方向,结合当今世界信息化发展现状,“数字城市”将会涉及到城市的各个方面,诸如政务领域的信息化建设,农业领域的数字化建设等。

3.3 “未来数字化战场”通过数字化部队用数字式通信系统把战场上所有的武器平台合传感系统连接到一起,为作战指挥部提供所需要的信息,并使作战部队能迅速而方便的横向和纵向交流。

3.4 “数字矿区”通过“数字矿山”建设拓展矿山企业的生存与发展空间,促进矿山企业组织结构的优化,提高企业的快速反应能力,大力改善区域环境等,从而实现矿区资源、环境和社会经济相协调的可持续发展之路。

4结语

我国通过应用现代测绘学已经建成的国家1:100万和1:25万数字化地图数据库是国家法定的空间数据框架,但是同时还需要国家和省市两级建立以航天和航空遥感影像为基础的国家级1:5万和省级1:1万数字空间数据库,从而可以获得直径1米分辨率的我国地面影像,这些都将为我国的“数字地球”打下基础。

参考文献:

[1]刘世罡,付莹.浅释数字地球[J].民营期刊,2008(9):52-52.

[2]缪小燕,高飞.“数字地球”与“数字农业”[J].农业图书情报学,2004,(2):30-33,37.

篇9

关键词：档案；电子；农业基层；概况

中图分类号： G275.9 文献标识码： A DOI编号： 10.14025/ki.jlny.2015.13.068

1农业基层事业单位档案工作的重要地位

农业档案事业发展在我国整个农业发展体系中处于不可忽视的重要地位，支持了我国农业现代化发展和农村的稳定。不论在制度上还是科技活动中都起到了支撑和提供依据的作用。不仅如此，农业档案事业的发展还是我国档案体系发展的重要组成部分，充分地完善和呈现我国整个经济和社会发展的整体面貌。

2基层农业事业单位档案管理现状

虽然农业事业单位档案管理工作已经取得了丰硕的成果，但是在现代化建设的今天仍然需要不断地改革和完善。

当前世界是一个早已走进现代化，社会与电子信息对接的时代，电子信息的来临对信息传播媒介的发展要求增高，相应的法制也要随之出现，并且在哲学层面上予以认识和解释，才能使电子信息时代真正进入我们的生活当中，电子档案也不例外，为了适应这种科技带给人类的生活剧变，我们应该为迎接这个时代做更多的努力，电子档案就是这样一个适应当今时代变化的产物，我国《全国档案事业发展“十五”计划》中写道：“加快档案信息化建设，研究制定电子文件归档和电子档案管理的制度与办法，积极推广国家标准《CAD电子文件光盘存储、归档与档案管理要求》，试点接收电子档案进馆，加快现有档案的数字化进程，在档案利用服务的数字化和网络化方面取得明显进展。”显然，农业事业单位电子档案的利用和发展是未来努力的方向，是做好未来档案管理工作的必然要求。然而农业事业单位基层档案管理的方式依然停留在相对传统的管理状态中，严重阻碍整个农业事业单位工作进程。

当前，农业基层档案处于以下发展背景中：一是随着农业科技发展，农村服务的深入，农村活动的不断增加，农业相关档案正在呈几何倍数不断增加，数量众多、档案整理难度加大；二是随着中国人口老龄化程度的加重，加之有的农业事业单位领导层缺乏重视的现象，各个单位的档案管理人员老龄化程度严重，专业化程度需要提高，工作任务繁重，管理人员过少，造成档案工作进行困难效率低下；三是总体上不论是档案管理人员本身，还是单位管理层，都普遍存在档案管理法制观念不强的现象，使档案管理处于相对无序的状态中；四是由于各单位发展状况不一，对档案管理认识程度参差不齐，所以对电子档案的推广和利用程度较低，电子档案发展进程缓慢；五是由于有些单位的领导层对档案的不重视，不愿花钱投入到建设电子档案的基础硬件上，设备老化，不能支持电子档案的建立，或者使电子档案数据暴露在危险的环境中。

3电子档案使用的优势

电子档案的利用可以和办公自动化OA系统等结合使用。如果单位有条件，结合使用事半功倍，我国很多企事业单位国家机关早就为达成无纸化办公做了很多努力，其中办公自动化AO系统等将综合政务需要合作的各部门用网络联系起来。这也为电子档案的传递、利用、审批等步骤提供了便捷的利用方式，同时也让行政审批和利用变得更加透明和高效。

电子档案的利用同时给人类带来了一轮对历史记录的重新认识。如果档案只存在于虚拟之间，那么，哲学上应该会对这一现象予以新的思考和解释，这也是哲学的前进，法律也是如此，跟随电子档案的积少成多予以法律解释的更新推陈。

数字化了的档案在保管上也十分有优势。存储的载体具有存储量大、节省空间、不易损坏、逻辑性强、利用方便等特点。

4农业基层电子档案的使用带来的问题和解决思路

4.1电子档案的利用对环境要求较高

电子档案固然要在电子设备中形成、利用和保存，这就首先要对电子设备有较高的要求，要保证其在安全、良性运行的环境中进行。各单位的电子设备普遍还是处于相对陈旧或硬件不齐全的状态，需要及时升级，以达到电子档案运行和储存的要求。这就不仅仅对各基层单位有要求，对上级单位的采购审批和无纸化办公、现代化办公的推广力度也提出了更高的要求。

4.2电子档案的建立逻辑应遵循纸质档案的整理逻辑

然而实际上，各个单位的电子档案建立程度参差不齐，所以对于电子档案建立的标准化不能要求太高，在形成方式上应该鼓励创新，只要能方便、安全地利用，就可以施行，但是建立逻辑要万变不离其宗。

4.3各电子档案一旦建立，便意味着大规模的改革

各单位多年积累的各类型档案数量不但众多，整理利用过程中破损、丢失的情况也存在。所以如果在依照全宗基础之上建立电子档案就是一个艰难的过程。基于这样的现状，可以从制作年份起向从前完成。利用这种方式可以使思路更清晰，由简入繁，逐渐深入。由于农业基层单位的档案管理的发展比较缓慢，所以将纸质档案数字化保存成为电子档案元数据，这是一个走向建立电子档案的最初形态和步骤。将实体档案电子化，通过：照片、扫描、影像等多媒体方式进行数字化处理的同时，可以联合各部门工作中积累，当文件等形成档案时可直接移交较完整的电子数据，这也是电子档案形成初级阶段比较实用可行的办法，将来可在不断更新中继续完善。

5结语

篇10

【关键词】测控技术；特点；电子技术；应用

引言

21世纪是一个科技的时代，各种高新技术层出不穷，而现代测控技术作为一门新兴的高科技技术，在这个大的技术环境下得到了飞速的发展。它的原身是测控、电子等学科，同时结合现代计算机科学技术，逐步向智能化、虚拟化、网络化和远程化发展。现代测控技术有别于传统的测控技术，很大程度上依赖与计算机处理技术。同时很强调动手能力和实践能力，通过将实地测控到的数据录入电脑，结合现代数据分析技术，处理并得出许多有用的信息，在速度和精准性上有很大的提高。现代测控技术在农业、工业和国防业等众多领域有着广泛的应用，并取得了重大的成功。特别是在工业生产领域中，现代测控技术结合现代无线技术、定位技术，为实际的工业生产提供了技术支持和交互支持，极大的改善了工业发展的环境，提高了生产效率。

1 测控技术的组成

现代测控系统由控制器、测控应用软件、程控设备、总线与接口及被测对象五个部分组成，下面我们分别介绍这五个部分：一是控制器，抽象的说是指系统的协调与指挥中心，具体的说就是单片机、计算机等；二是测控应用软件，其主要作用是测试系统的正确性，由可执行应用程序、I/O接口和仪器驱动器组成，；三是程控设备，其主要作用包括存储、显示等，该设备一般由执行器、存储器、显示器、程控伺服系统等元件组成；四是总线与接口部分，它主要是由USB、电缆、连接器、插槽等部分组成，其作用是将控制器与程控设备连接起来，形成通路，使系统良好运行；五是被测对象，将被测设备与接口相连接，就可对对象进行测控。测控系统的各个部分缺一不可，在测控中都发挥着至关重要的作用。

2 测控技术的特点

随着现代科技的不断发展，测控技术也有了飞越的发展。国家投入了相当人力物力，使得测控技术正不断走向网络化、数字化、智能化、分布式化。下面分别介绍测控技术的四大特点。

2.1 网络化

随着计算机技术及通信技术的快速发展，测控技术通过与计算机技术、通信技术的结合，使测控技术走向网络化，更加方便快捷。除了计算机网络技术，测控还融合了传感器技术，使得网络化测控系统的组建变得十分方便。由于现代测控技术的发展不断完善，其应用也更加广泛，近年来已经应用到了通信、电子、航空航天、国防等领域。

2.2 数字化

在信息发达的社会，测控技术的数字化是发展的必然结果。数字化的主要应用包括：信号数字化处理、通信数字化、传感器的数字化以及多媒体数字化等过程。其中多媒体数字化应用于教学体系中相当成功，使老师授课更加形象生动；通信数字化应用于人们日常交流中，使沟通更加方便等等。

2.3 智能化

智能已经成为时代的主题，手机、机器人都离不开智能。假想测控系统中的仪器都是智能仪器，那么测控技术将更加精准、方便、人性化，功能也更加强大。由于人工智能和微电子技术的快速发展，仪器智能化已经得到大幅度发展，例如计算能力、计算方法以及计算精准性相比从前大大增强，这对于工业发展来说更加有利。

2.4 分布式化

分布式化作为测控技术的另一特点，是在微型计算机和网络技术的基础上发展起来的。

在生产控制过程中，分布式的结构可以将测控系统的所有部分连接起来，实现测控系统的自动化管理、控制和测量，既提高了生产效率，也降低了人工测控成本。因此，分布式化测控技术为测控的今后发展打下了牢固的基础。

3 测控技术在电子技术方面应用

现代测控技术的应用体现在方方面面，包括农业、航天测控、粮食储存等。下面介绍测控技术在电子方面的应用。

3.1 新型传感器技术的应用

新兴传感器技术是测控技术的一个重要应用分支，目前开发的新兴传感器主要包括智能化传感器、集成传感器、数字化传感器、微型气体传感器以及新型网络传感器等。智能传感器主要应用于心内压监控和火车的状态监控等；温度、压力等测量一般用集成化传感器；数字化传感器的应用较为常见，例如图像传感器、环境测量及银行、医院监控等；微型气体传感器应用对社会安全十分重要，常应用于国防、交通、化工、医学等方面；其中最为重要的是新型网络传感器，它的应用涉及生活的方方面面，包括工农业、国防、军事、救灾抢险、城市管理等，对社会的和谐和稳定做出了很大的贡献。

3.2 远程测控技术

测控技术中另一项重要应用是远程测控技术，也是工业领域正大力发展的一个测控方向。专线的远程测控技术的应用有核电站监测的远程测控和石油输送的远程监控等，专线远程测控方便了大型工程的监测工作；无线通信远程测控应用广泛，例如水、电、煤气等自动抄表等的远程测控。网络与远程测控技术的融合极大的方便了人们的生活，对社会发展发挥了至关重要的作用。

3.3 现代测控总线技术

总线技术是一个将各部件连接到处理器上的元件，它能在很大程度上增加系统的可靠性、兼容性和开放性，使系统结构简化，方便更换各个元部件，从而降低系统成本。USB应用总线技术可在低速设备上运行，GPIB总线技术使得测控技术向大规模测控方向迅速发展，这些都得益于测控总线技术的发展。总线技术的应用使得电子方向有了更好的发展，自动化正朝着总线结构方向前进，这就大大的提搞了企业的自动化管理和网络相关行业的发展，为企业节约成本。

3.4 虚拟仪器技术

虚拟仪器技术是现代工业的新产物，它结合了计算机技术与测控技术，不仅功能强大、技术性强，而且是测试领域的一项重大突破技术。它的优点突出，不仅灵活、交互性强，而且实现了系统化、网络化。其主要应用有：一是用于蚕种催青过程的无损质量检测；二是利用视觉软件，开发出自动秧苗分析系统，预测发芽期和秧苗数量，监视秧苗质量；三是应用于农机现代化教育与管理；四是可测量液力变矩器不同压力及转速下的性能参数。虚拟仪器技术应用广泛且应用实际，对于农业、电子方面有较大的贡献。

4 结论

作为二十一世纪的新兴产业，测控技术是将计算机技术、通信技术、光电技术、数据处理等多方面融合在一起的一门学科。随着科技不断的发展和工业生产领域不断创新，现代测控技术有了很大的发展和突破，成为了现代工业的技术支柱。另外，由于市场的竞争环境日益激烈，为了适应市场的不断变化和满足企业及客户需求，测控技术也正不断向网络化、数字化、智能化和系统化发展。现代测控技术在航天、农业、电子、通信等各个领域都有了教好的发展，极大的推动了现代社会的快速发展与进步，是现代社会发展的一个鲜明的标志。

参考文献：

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[2]孙亮.现代测控技术的发展及应用[J ].电子质量，2006（10）.

[3]陈永光.现代测控技术及其应用[J].科技论坛，2013（07）.