数字农业的意义
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数字农业的意义范文第1篇
关键词:农业投资;农产品;国际贸易;FDI;农户投资
中图分类号:F321 文献标志码:A文章编号:1673-291X(2010)14-0129-02
根据经济增长理论,农业经济的增长来源于生产要素的投入和农业生产率的提高。随着技术的进步,农业生产率的提高对农业增长的贡献越来越大。但是,依靠要素的投入来实现农业经济的增长仍然占很大比重,同时也是主要途径。农产品国际贸易的发展和进步一定程度上依赖于农业的投入。农业投资是农产品国际贸易发展的有效实现手段之一,农业投资往往决定着农产品对外贸易的比较优势和国际竞争力,影响着农产品贸易结构和贸易条件的变化,只有合理的农业投资规模和投资结构,才能有效地促进农产品对外贸易的发展。目前,中国农业的资本投入渠道除了政府以外还有农户和其他私人社会资本,政府投资固然重要,但从农业投资的现状来看,农户和其他私人资本的投入对农业增长和农产品贸易的作用同样是不可忽略的。加强对农业投资与农产品对外贸易关系的研究,是金融危机过后发展农产品国际贸易的必然选择。
一、农业投资的相关理论研究
1.投资理论的研究
在宏观经济学中,经济增长理论探讨的是投资或资本形成在经济增长中的作用,关注的是投资与经济增长的关系。以马歇尔为代表的新古典学派的经济学家们认为,经济增长可由资本积累和技术进步的推动而和谐地进行下去。在经济增长理论中,资本形成是经济发展的一个重要条件。众多发展经济学家都一致强调资本形成在经济发展中的突出作用。刘易斯(w.A.Lewis,1954)提出,经济发展的中心问题是资本形成率的提高,是一个社会由原先储蓄和投资不到国民收入的4%―5%转变为自愿的储蓄达到收入12%―15%的过程。纳尔逊(R.R.Nelson,1956)的“低水平均衡陷阱”理论,罗森斯坦-罗丹(P.N.Rosenstein-Rodan,1943)的“大推进”理论,都把资本形成视为经济发展的决定性因素。20世纪60年代罗斯托在经济“起飞”理论中,更把净投资率达到10%以上作为落后国家和地区经济起飞的首要条件,而制约发展中国家发展的主要问题是缺乏投资和资本。李占风等(2009)对我国经济1978―2006年的历史数据进行实证分析,揭示我国改革开放以来消费、投资、出口与经济增长之间的关系。
2.农业投资的研究
美国经济学家西奥多・舒尔茨(Theodore W. Schultz,1999)在《改造传统农业》一书中指出,农业投资在农业发展的因果链中居于十分重要的地位,农业投资与经济增长存在着正相关关系。李健等(2005)这样认为,农业既是基础产业,又是弱质产业,农业投资周期长、风险大、回报率低。在我国,随着投资主体多元化、利益主体独立化和资本运作市场化程度的不断提高,资本通过市场机制流入农业领域已经越来越困难。为了保持农业投资持续、稳定、协调增长,政府在不断加大对农业投资力度的同时,还必须制定扶持、鼓励和保障农业投资的政策法规,建立和完善农业投资的保障机制。
在农业投资主体方面,韩东林(2007)认为,农业投资主体应该不仅是指对农业直接投入资金的权利主体,而且还应该是直接从事农业生产经营的主体,金融机构并不是独立的农业投资主体,金融机构并没有直接参与农业生产过程或者为农业提供基础设施等公共产品,只是为农业微观投资主体提供资金等金融服务。在农业投资结构方面,王国敏,马慧吉(2004)对我国农业投资研究发现,其结构呈现严重的扭曲态势,具体表现在投资总量、投资主体和资金投向等方面的扭曲上。
二、农产品对外贸易的相关理论的研究
1.农产品对外贸易的理论基础
国际贸易主要基于自由贸易和贸易保护两大理论。Adam.Smith(1776)和David.Ricardo(1817)先后提出的“绝对优势理论”和“比较优势理论”是自由贸易的理论基础。贸易保护理论是伴随自由贸易理论的发展和实践中出现的问题应运而生的。以汉密尔顿、弗里德里希・李斯特为代表的保护幼稚产业论和以凯恩斯为主要代表的“超保护贸易理论”为贸易保护主义奠定了理论基础。Colin A.Carter和Li-Xianghong对1980至1996年中国的整体贸易结构进行了研究,并在对照中国非农产品贸易变化的情况下重点研究了同一期间中国农产品贸易的结构变化,最后得出了“与中国的工业产品贸易相比较,中国农产品贸易变化只是有限地反映了其比较优劣势”的结论。P.A.Samuelson和W.D.Nordhaus(1998)揭示了由于国际贸易的重要传递渠道作用,某些国家的某些农业品种在某些时候可能因国际贸易而受到利益损失。
2.国内农产品对外贸易的比较优势
唐盛尧(2008)对东盟各国和中国的农产品的比较优势进行研究和比较后发现,中国和东盟的谷物都具有比较优势,而中国和东盟的奶类都不具有比较优势;中国的蔬菜、豆类、植物纤维、烟叶、油料作物、肉类和蛋类具有比较优势,东盟的糖、淀粉块根和植物油具有比较优势。刘德江等人(2002)在《中国农产品对外贸易的比较优势分析》一文中也指出,谷物及其制品在内的粮食产品、纺织纤维已经基本失去比较优势;肉及其制品、园艺类农产品仍具有比较优势。张辉等(2006)利用FAO的贸易统计资料,分析1960―2000年间中日韩三国农产品贸易比较优势,论证三国之间农产品贸易的比较优势基础。研究表明,中日韩三国由于处于经济发展的不同阶段,在农产品国际贸易中表现出不同的比较优势,尤其在劳动密集型农产品贸易方面更为明显。翁克瑞等(2003)指出按照传统的比较优势理论,我国的农业分工应该建立在丰富的劳动力要素资源的基础上。基于此种理论,人们会得出劳动集中度高的农业内部产业(产品)在国际市场中应当具有较高的竞争力。但是,他的实证分析却得出我国丰富的劳动力资源并没有成为我国农产品的比较优势。
三、农业投资与农产品对外贸易的关系的研究
在财政支农投入与农产品贸易关系方面,侯石安(2001)指出,农业出口贸易补贴不足,以粮食为主的农产品过剩问题开始显现。由于财政在粮食等主要农产品流通环节投入和占用了大量的资金,难以有充足资金用于补贴农产品的出口,使我国粮食等主要农产品的出口成本高,在国际市场上竞争力不强,出口量一直得不到有效放大。徐祺娟,叶善文(2005)通过实证分析,构架相关模型,明确了“绿箱”投入中基础设施投入、农业科技投入、农村救济费对优势农产品出口贸易有明显的促进作用。顾和军(2008)通过将我国与其他国家相应农产品生产成本的比较发现,农业税减免、粮食直接补贴政策两项政策的实施会提高主要农产品的生产成本,降低其国际竞争力。由于研究目的的限制,这些研究并没有给出“财政支农投入与农产品国际贸易”实现而具体的关系,只是部分或局部地论证了它们两者之间的关系,却也给本文提供了一定的理论参考,为两者具体关系奠定了基础。
农户投资与农产品对外贸易关系的相关文献主要侧重于农户投资行为的研究,农户投资与农产品对外贸易的关系研究甚少。黄飞和熊吉峰(2004)指出,WTO协议中“绿箱”政策、微量允许标准、“蓝箱”政策里都有保护农产品投资的条款,大多数条款都可以通过政策性金融来实施。政府应全面调整农业政策,利用“绿箱”政策扩大农户投资规模,为农户生产创造便利条件。张改清(2005)对农户投资量、投资结构、投资效率的变动规律及与农户经济增长的关系从理论和实证上都做了较细致的分析和研究,也得出了不少颇有见地的结论。本研究的其中一部分拟将从中国农产品国际贸易和农户投资现实背景出发,试图用全新的思路和方法,揭示和实证农户投资与农产品国际贸易之间的关系。
关于FDI与农产品对外贸易的具体关系的研究,国内的学者作了许多相关的实证分析。费平,徐立青(2009)以1984―2006年的时间序列数据为基础,运用协整分析和VAR模型对农业FDI与农产品国际贸易额变量之间的动态关系进行实证分析,结果显示:农业FDI与我国农产品进出口增长存在长期的协整关系,但在短期内可能发生FDI对进口的替代而偏离长期均衡关系的现象。廖力平等(2005)通过利用面板数据对全国和东、中、西三大经济带FDI与进出口额进行回归分析,论证了FDI与贸易的关系依地域不同,而表现出不同的特点,外商直接投资与东部各省市进出口关系最密切,对中部和西部地区的影响较小。吕立才等(2007)指出,通过利用外商直接投资,实现农业技术的国际转移,发展中国家可以从中获取国外先进的农业技术, 提高本国的农业生产率,从而缩小与发达国家之间的农业技术差距。
数字农业的意义范文第2篇
随着赵光农场农业信息化的发展，开展赵光农场的农业信息化基础设施建设、信息化农业生产管理、精准农业技术装备建设，形成赵光农场农业信息化管理体系，探索出信息时代农业生产的新思路，寻找农业高效、高产、优质、低耗生产的新方法。利用农业高新科技，发展现代农业生产信息化，以信息化带动农业现代化，促进农场发展。
1 数字农业管理系统意义重大
通过数字农业技术的应用，以最少的或最节省的投入，获得最高的经济收益和最佳的环境效益。大幅度提高农业信息化和现代化管理水平。实施数字农业、精准农业不但可以最大限度提高农业现实生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。
2 赵光农场农机概况
赵光农场现有农机总动力达到2.8万千瓦，农机具858台件，耕地动力比为17.85：1，田间综合作业机械化率达到98%，大宗作物全部实现机械化，农机具原值已达1.4亿元，其中：
（1）动力拖拉机89台，其中375马力以上5台，180-210马力50台，180马力以下（1204）34台；（2）收获机68台，其中进口收获机17台，国产3518收获机7台，1076/1075收获机33台，割晒机8台，玉米扒棒机3台；（3）运输拖拉机81台，其中90马力拖拉机24台，80马力以上51台，70马力拖拉机6台；4）农具现有858台件：其中进口播种机25台，国产播种机75台，重轻耙125台，玉米灭茬机80台，秸秆搂草机10台，打包机4台。
现已投资4800万元建设大型服务中心两处，投资4000万元购置进口机械66台套。以农机中心为管理中心，作业半径范围30公里，可承担跨区作业120万亩。
根据目前农场的农业机械化、集约化、规模化生产的特点，在数字化农业技术创新的基础上，集成国内外先进的计算机技术和农业生产技术的最新研究成果，构建精准农业及数字化农业技术应用的软硬件平台和信息服务体系，应用遥感系统（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS），建立地学空间信息数据库和信息动态更新获取采集系统，引进开发适宜本地作物的精确施肥、平衡施肥、病虫草害诊治专家系统（ES）；实现RS、GPS、GIS、ES技术与自动变量施肥机、自动变量喷药机和与收获机配套的作物产量实时计产系统等智能农机设备的集成应用，将产生明显的社会、经济与生态效益。
3 赵光农场数字农业管理系统主要完成的功能
3.1 门户系统 门户系统是数字农业信息网的门户系统，提供日常信息的、系统入口的引导功能等功能。具体包括：农业概况：展示农场及农业的基本情况。基础信息：包括气象数据、土壤指标数据、生产资料、农机、种子数据、其他等农业生产相关数据。农业图库。技术推广。网络视频协同办公系统。办公自动化系统。领导决策桌面系统等等。
3.2 日常信息
3.3 系统功能入口 为数字化管理系统、数字化辅助决策系统和第三方应用系统提供连接服务，使得第三方系统可以方便快速的嵌入到整个数字管理系统中。
3.4 农业数字化管理系统：主要体现服务、管理、精准农业三大功能模块。
（1）服务系统：基于WebGIS的测土配方施肥辅助决策；基于WebGIS的病虫害防治辅助决策；基于WebGIS的高清影像与作物长势决策；基于WebGIS的气象信息服务系统。（2）管理系统：基于WebGIS的农场资源管理功能：农业、农机、气象、水利、林业、畜牧等资源进行汇总分析。（3）精准农业系统：①作物产量实时计产系统；②土壤养分检测与管理系统；③农业专家决策支持系统；④精量播种、变量施肥实施管理系统；⑤农田病虫害监测系统与变量施药作业系统的集成；⑥农机卫星导航自动驾驶系统、3G（无线）视频监控系统。
在农业机器上广泛应用卫星导航自动驾驶系统、提高机车作业精度达到亚米级。同时在机车上安装3G（无线）视频监控系统，当拖拉机、联合收割机等农业机械在田间作业时，无线视频监控装置将农机作业图像通过无线数字传输设备送到管理指挥调度中心，农机管理人员可以在等离子大屏幕上监控作业机车当前作业实况，实时掌握机车当前作业的情况，如机车是否在行走作业、机车使用指标监测、农机具作业质
数字农业的意义范文第3篇
1.1是有效改善档案管理工作的需要
纸质载体是农业科技档案的根本依据，但是避免不了局限性，存在着数量多、体积大、质量重，不易携带，不便查找，信息传递慢，无法检索等方面的不足。农业科技档案管理的数字化建设，可以从根本上克服这些弊端，即以现代通信、计算机网络、多媒体信息技术为基础，建立计算机网络平台，以建立好的各种档案信息库为资源，利用智能信息处理技术，将数据库转变为知识库，以供需要者查询、搜索，并且信息资源的使用维护方便，安全保密性强。农业科技档案管理的数字化建设，可以达到资源信息的数字化、资源管理网络化和智能化。
1.2是档案管理发展的大势所趋
农业科技档案资源的高效、快捷开发利用需要应用数字化技术。传统的查阅方法是到档案馆，采用人工捡索的办法查找所需的档案，费时、费力，查全率和查准率均不高。档案管理实行数字化后，全市农技推广机构通过互联网，进入市科技档案馆数字化信息中心，各单位的档案电子目录和开放档案数字信息均上传至市农业科技档案馆信息中心，方便全市农业科技档案资源的整合和利用，顺应档案馆现代化发展的需要。
1.3是现代农业发展的必须
在当今人们的时间意识越来越强，领导需要迅速、准确的决策；各职能部门工作要求快速及时；社会广大公众对档案信息需要量不断增加的情况下，要求档案部门必须尽快改变传统的原始管理、检索和提供利用的手段，运用现代信息处理技术手段来处理农业科技档案信息资源，提高档案资源的开发能力和利用效率，确保档案信息能及时、方便地提供。
1.4是节约农业档案机构建设资金的举措
库藏档案案卷数量的不断增加需要信息化来管理。以杭州市农业科学研究院为例，该院下辖农作、水产、茶叶、蔬菜、畜牧、生物等多个科研所，截止2010年全院库藏档案820卷，资料12088册，其中相当部分档案分散在基层建档单位，如果对这些档案进行有效整合，采用数字化管理，可大大减轻农业科技档案管理工作人员的工作量，降低费用支出，使档案管理人员能在有限的时间内搜集更多的信息，不仅降低了成本，而且极大地提高了效率。
2农业科技档案管理数字化建设总体设计
农业科技档案管理数字化建设的指导思想是：以需求为导向，以利用为目的，充分利用计算机软硬件功能，最大限度发挥人力资源和数字化加工设备能力，保护农业科技档案原件完好，保证数字化农业科技档案真实准确，更好地发挥农业科技档案信息资源的作用。农业科技档案管理数字化建设的原则是：档案数字化，工作标准化。档案数字化标准规范体系的建设，可以从管理、业务、技术等标准规范层面来研究制定。从简单的标准化向科学、精确的标准化过渡，从孤立的标准向体系化的标准推进。重要档案优先数字化。以利用需求为导向，结合实际，统筹规划，分步实施，突出重点，量力而行，将年限较长、具有馆藏特色、最为珍贵以及利用频率高的档案优先数字化。各部门分工协作。档案数字化工作相当繁琐，涉及面广，必须坚持分工协作、整体配合、长期坚持、相互理解的工作理念，充分发挥单位各个部门和各类人员的作用，明确工作任务，落实责任分工，真正做到各司其责，各施其能，协调配合，形成全方位、多层面、多角度、共同推进档案数字化建设的科学发展模式。多方位快速高效检索。数字档案管理系统应该建立多种满足档案利用者的检索方式，提高检索的自由度。完善的电子检索系统，能高效、快速、全面地从档案信息中检索出利用者所需的信息，并对档案利用进行快速统计。数字档案管理系统应及时公布、更新、维护网站网页内容，提供服务范围、内容，便于档案利用者了解档案信息动态，及时查找所需信息。注重档案数字化人才培养。要建立和完善档案人才选拔、任用和激励机制，重视人才的储备，以超前的意识搞好人才建设，造就一批既熟悉档案工作管理、通晓档案理论知识，又掌握现代档案数字信息技术的新型档案工作人才队伍，确保档案数字化建设及档案事业又好又快地发展。农业科技档案管理数字化建设需要投入，特别是建设初期软硬件配置投入较大，建成后也要保持一定的运行成本。因此，要按照成本效益最大化的要求，细化农业科技档案管理数字化建设的步骤。同时优化农业科技档案管理数字化的各种资源配置，根据不同的情况，进行农业科技档案管理专业人员和数字化技术人员、计算机和扫描设备的合理配置，构建农业科技档案管理数字化投入小收益大的新模式。具体步骤上：
一是建立农业科技档案管理数据库。第一步，输入文件级目录。在建立数据库的过程中，可边输入边打印，一方面补齐卷内文件目录，另一方面检验输入的正确性，从而确保农业科技档案管理数据库的真实性、完整性和有效性。第二步，采用扫描仪、数码相机等设备，实现原文件信息数字化。
二是加强电子文件的收集和积累工作。电子文件包括电子文件内容、电子文件载体和电子文件显示、修改的电子计算机软硬件平台组合，是未来数字农业科技档案管理最主要的来源。为了确保所形成的电子文件不被丢失，保证电子文件是可存取、可利用和可理解，必须及时对所形成的电子文件进行收集积累。电子文件的收集积累，不仅保证电子文件的真实性，还维护了它的系统性、完整性，同时，也防止了存有信息内容的载体在个人手中发生丢失、损坏，从而保护电子文件的安全，为电子文件的归档打下基础。电子文件的收集积累范围，应严格按照国家有关规定执行。用载体传递的电子文件，要按规定进行登记、签署，对更改处，要填写更改单，按更改审批手续进行，并存有备份件，防止出现差错。
三是农业科技档案管理数字化与上网利用同步。农业科技档案管理数字化及管理流程重组是一个管理思想不断变化的过程，农业科技档案管理数字化与上网利用同步即是新技术和新理念相互融合的表现。数字化农业科技档案管理分开放与不开放两种，开放农业科技档案管理即上互联网，建立农业科技档案管理资料网站，实施资源共享，在互联网上向政府和社会提供农业科技档案管理信息。
3农业科技档案管理数字化建设需要把握的几个问题
3.1提高认识，统筹规划
首先必须在思想上充分认识农业科技档案信息资源的重要意义。在当今信息公开程度越来越高的形势下，农业科技档案的文化性质和社会性质逐步强化，利用的范围和对象将逐步扩大，只有当农业科技档案信息资源在农业现代化建设中发挥重要作用时，农业科技档案和档案工作的意义和价值才能充分地全面地展现出来。其次，做好统筹规划。将大量的农业科技档案数字化，是一个庞大的系统工程。首先要做好馆藏情况的调查，包括档案的类型、载体形态与状态、馆藏数量、档案信息利用等基本情况。根据馆藏情况，制订农业科技档案数字化的科学规划，包括服务器、电脑、扫描设备等硬件的购置计划和数字化处理规划。最后，要保障档案整理过程的完整性。农业科技档案数字化是一项费时较长的工程，在大规模、流程化的数字化过程中，所有档案原件都需从档案库房分批大量取出，一定要保障档案原件的完整，不允许出现损毁和遗失的现象。
3.2加强基础工作，认真做好档案数字化
一是档案数字化必须有所选择。针对馆藏“浩瀚”的档案资源，不加选择地全部数字化既不可能、也没必要。应该根据一定的原则确定哪些馆藏档案原件应该数字化、哪些档案原件中哪些不需要数字化。二是做好数字化时扫描参数的优化设置。扫描系统扫描参数的选择和确定对扫描数字影像质量有较大影响，其中扫描分辨率直接关系到扫描文件的清晰度和还原效果。选择分辨率时应根据实际需要综合考虑，包括扫描文件的可阅读性、存储空间、输出打印质量等。三是做好档案数字化的全程控制。在档案数字化过程中，要注重全面的质量检查，加强数据的质量控制。
数字农业的意义范文第4篇
当前，随着我国工业化、信息化、城镇化和农业现代化的迅猛的发展，工业化和和信息化已步入深入融合阶段，信息化与农业现代化也进入蓬勃发展期，经济全球化、贸易自由化和社会信息化倒逼我国农业现代化，现代农业机械只有通过信息化的手段进一步提高设计水平、降低生产成本，才能在激烈的市场竞争中取胜。如何有效的农机产品开发周期，如何达到最优农机产品质量，如何有效降低农业机械的成本与价格，如何完善农业机械的售后服务等，这一系列的问题不断的拷问我国农业的现代化进程，信息化与数字化是解决上述的问题的有效手段。通过信息化与数字化的手段可以有效提高农业机械的设计水平，通过数字化设备能有效的调控农业机械的精密的制造与加工，通过企业信息化与数字化的管理手段能否实现严格的生产管理与用户反馈。本文主要对农业机械产品研发的研究现状及其发展趋势，以及农业机械的数字化设计方法与技术，并结合从事农机产品多年的设计与制造经验和数字化设计特点，以及 CAD/CAM/CAE、虚拟样机、虚拟测试等新技术的应用加以深入的讨论与研究。
一、数字化驱动下农业机械设计研发
农业机械是衡量一国农业现代化发展的水平的主要指标之一，因而提供数字化手段提高我国农业装备的设计水平，对于在贸易全球化背景下提升农业装备制造业企业在国际上的竞争力具有不言而喻的历史意义。随着信息技术与数字化技术的迅猛发展，数字化设计已经全方位多层次的渗透到农业机械设计、生产中的方方面面，也给农业设计带来了巨大的变化。
1）信息技术与数字化的应用极大降低设计成本。
农业机械的产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。农业机械的设计可以在线上进行互动设计，企业可以与用户进行反馈论证与修改。设计者可以在线农业机械的设计效果，用户可以在线反馈设计过程中存在的问题，相比于以前农业机械设计都在纸质上进行绘图，在线农业机械设计的极大的促进农业机械设计与实践； 以往产品创新主要集中于具体设计过程，如今从产品的概念设计到详细设计的各个阶段均强调创新设计。如基于蓝牙技术的变量施肥机速度采集系统设计、温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取设计、基于RFID 的农机安全监理现场巡检系统设计、基于资源管理和Silverlight技术的农业装备信息网络平台，以及Ajax 技术在农业装备信息网中的应用。均是信息技术与数字化技术在农业设计领域中应用的典范
2）数字化技术强调产品协同设计。
农业现代化的发展催生了许多新需求，这些新需求也亟需新的设计的方法，就目前农业机械数字化设计水平来看主要三种主流的设计方法，一是德国设计理论的系统化设计方法，二是TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）三是公理设计（AxiomaticDesign，AD），对于目前我国而言，需要对先进的设计方法进行引进、消化、吸收再创新。更需要产品设计师跨区域的进行交流互动，跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等。数字化的设计平台能够为设计者之间提供实时的交流平台。基于互联网信息技术进行学习，可实现跨实现跨部门、跨行业、跨区域的设计者之间的沟通与交流。数字化虚拟设计实现了设计与需求的协同统一，锻炼设计者虚拟想象空间，提升农业机械的设计水平，有效实现零污染的设计理念，促进绿色设计理念的形成与发展。如基于离散元法的数字化设计、精密播种机数字化设计、拖拉机队列自动控制系统、秧盘育秧精准播种的穴孔同步对中装置及其控制系统，以及基于力控组态软件的温室监控系统均是农业机械协同设计的样例。
3）虚拟现实便捷了农业机械设计与展示。
虚拟现实技术独特魅力之处在于能将农业机械的设计构思、实施及展现都表现为多媒体如三维图形、语音和视频，能然设计者和未来的潜在使用者身临其境地体验产品的设计整体过程。通过多媒体技术、互联网技术来实现可以实现海量、实时、丰富的农业接卸虚拟设计素材。面向某些特色农业机械，其结构复杂、设计困难、设计周期长大大影响了农业现代化的进程。然而如果采用虚拟现实技术，可以有效的克服以上缺点，一方面可以利用虚拟现实技术模拟产品的某些性能，另外一方面也便于设计人员对产品的修改与调整。大大缩短了农机产品的设计、生产周期。满足变化莫测的市场需求。如虚拟样机技术在畜牧机械设计、基于ADAMS 的莲藕切片虚拟样机建模与仿真、基于Pro/E三轴卧式TMR 饲料车的建模及运动仿真、SPH 在土壤高速切削仿真系统开发中的应用、莲藕切片机惯性力平衡仿真优化、大型中空轴式静压轴承流固耦合数值模拟，以及电涡流缓速器制动力矩影响因素的仿真均是虚拟现实技术在农业机械化设计中的应用。
结论
本文首先细致的分析了农业机械设计特点与需求，以及存在的问题，针对数字化与信息技术的发展趋势与特点，如CAD/CAE/CAM虚拟现实设计等技术的飞速发展深刻的改变了农业机械化设计的格局与模式，本文首先详细梳理虚拟设计技术与理论研究现状及发展趋势，结合分析了农机产品设计制造现状，进而细致深入地分析基于数字化技术农业机械产品设计的未来的发展趋势，针对信息技术如互联网、虚拟现实等技术对农业机械的数字化发展提供的历史机遇，研究面向农机产品开发过程的数字化设计平台体系与设计模式，采用数字化对农业机械产品进行设计所带来的优点即在产品开发的不同阶段运用数字化模型描述产品，并对产品进行设计、开发、评价、修改，通过这方面的讨论，以期为我国农业机械的数字化设计探索提供有益参考的新途径与新思路。
参考文献
[1] 夏红霞；面向通用类机械产品虚拟装配的工程数据库管理系统研究[D]；合肥工业大学；2010年.
[2] 阎楚良，杨方飞.农业机械数字化设计技术研究与展望[J]，农业机械化与新农村建设――中国农业机械学会2006年学术年会论文集（下册），2006.
数字农业的意义范文第5篇
关键词：数字农业；时空推理；专家系统
0引言
数字农业应用涉及大量的气象、环境、水文、地质、土壤等领域的时空数据。这些时空数据分散在异构系统中，有着不同的数据格式和规范，采用不同的概念和术语，基于不同的数学模型和分析推理方法。这些多领域时空信息对农业生产、决策均起着重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技术手段，即使付出很高的代价，也很难将这些时空信息完整无损地共享和融合集成到数字农业应用中，在很大程度上制约了数字农业的应用发展。同时GIS等商业软件平台成本较高也不利于大规模应用推广。
为此，本文基于自主版权GIS、专家系统等系统软件，应用时空推理、本体论、语义Web、关系数据挖掘和专家系统等技术，建立一个数字农业时空信息智能管理平台，对多源、异构的数字农业时空数据和推理分析方法进行集中统一的规范化管理，便于在实际应用中进行融合、集成和共享。基于该平台快速建立起了数字化测土施肥系统、大豆种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批智能应用系统。这些应用系统精确控制农田每一地块种子、化肥和农药的施用量，在提高作物产量的同时，能够实现精确控制农业生产过程，有效降低成本，充分保证农业资源科学地综合开发利用，减少和防止对环境和生态的污染破坏，保持农业生态环境的良性循环，是实现“绿色农业”的重要途径。
1主要关键技术研究现状
1．1数字农业
数字农业是在“数字地球”的基础上提出并发展的，是21世纪新型的农业模式和挑战性的国家目标，包括精准农业、虚拟农业等内容，其核心是精准农业。以3S技术应用为核心的数字农业空间信息管理平台开发研究是数字农业研究的突破口[1,2]。美国于20世纪80年代初提出数字农业的概念，它是针对农业生产稳定性差、技术措施差异程度大等情况，运用卫星全球定位系统控制位置，用计算机精确定量，把农业技术措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平，从而极大地提高种子、化肥、农药等农业资源的利用率，提高农产量，减少环境污染。法国农业部植保总局建立了全国范围内的病虫测报计算机网络系统。日本农林水产省建立了水稻、大豆、大麦等多种作物品种、品系的数据库系统。新西兰农牧研究院利用信息技术向农场主提供土地肥力测定、动物接种免疫、草场建设、饲料质量分析等各种信息服务。同时，我国紧跟国际研究的前沿，开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术在农业、资源、环境和灾害方面的应用研究。
1．2时空推理
近年来，时空推理（Spatio－temporalReasoning）已成为十分活跃的研究方向，在军事、航天、能源、交通、农业、环境等领域有着广泛的应用。近十年来我国国家基础地理信息中心、清华大学、信息大学、中国科学院、武汉测绘科技大学、武汉大学、吉林大学等单位在时态GIS、时空数据模型、时空拓扑、时空数据库等时空推理相关领域开展了大量研究工作。
1．3时空数据标准与共享
不同领域和应用环境对时空数据的理解存在很大差异，这造成了异构时空系统集成的困难，因此时空数据共享、互操作和标准化的研究具有重要意义。这方面研究最初从空间数据入手，近期开始向时间数据和时空结合数据发展。时空数据的共享有以下方式：
（1）空间数据交换
空间数据交换的基本思想是各系统使用自身的数据格式，通过标准格式进行数据交换。目前空间数据交换标准有：SDTS、DIGEST、RINEX等国际标准；以色列的IEF、英国的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我国的CNSDTF等国家标准；AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等厂商标准。尽管各GIS软件厂商提供了公开的交换文件格式来进行空间数据的转换，但由于底层数据模型的不同，最终导致不同的GIS的空间数据不能无损的共享。虽然空间数据交换仍然在使用，但效果并不理想。空间数据互操作标准是当前国际公认的，比空间数据交换标准更有前途的数据标准。
（2）基于GML的空间数据互操作
开放式地理信息系统协会(OpenGISConsortium，OGC)提出了简单要素实现规范和地理标记语言(GeographyMarkupLanguage，GML)。OGC相继推出了一整套GIS互操作的抽象规范，包括地理几何要素、要素集、OGIS要素、要素之间的关系、空间参考系统、定位几何结构、存储函数和插值、覆盖类型及地球影像等17个抽象规范，2003年1月推出GML3.10版[3]。近年来，国内外众多学者基于GML在空间数据共享等方面开展了大量研究。2001年Rancourt等人[4]将GML与先前所定义的空间标准进行比较，认为GML能有效地满足空间数据交换标准。2002年，ZhangJianting等人[5]提出了一种基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年，ZhangChuanrong等人[6]在网络环境下以GML作为异构空间数据库交换共享空间数据的格式，成功实现数据的互操作。2003年，崔希民等人[7]提出了GIS数据集成和互操作的系统架构，在数据层次上实现GIS数据的集成和互操作。2003年，张霞等人[8]提出一种基于GML构造WebGIS的框架结构,给出实现框架技术。其中采用GML作为空间数据集成格式。2004年，朱前飞等人[9]提出了一种新的基于GML的数据共享解决方案。2005年，陈传彬等人[10]提出了基于GML的多源异构空间数据集成框架。GML数据类型较完整，支持厂家较多，相关研究丰富，是目前最有前景的时空数据标准。本文选择GML作为农业时空数据标准。
1．4时空本体
1．4．1本体、语义Web和OWL
本体方法目前已经成为计算机科学中的一种重要方法，在语义Web、搜索引擎、知识处理平台、异构系统集成、电子商务、自然语言理解、知识工程等领域有着重要应用。尤其是目前随着对语义Web研究的深入，本体论方法受到了越来越多的关注，人们普遍认为它是建立语义Web的核心技术。OWL是当前最有发展前景的本体表示语言。2002年7月29日,W3C组织公布了本体描述语言(WebOntologyLanguage,OWL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新为2004年2月10日的版本[11]。
1．4．2时空本体
基于本体方法对时空建模的相关研究工作如下：
1998年，Roberto考虑了作为地理表示基础的某些本体问题，给出了关于一般空间表示理论的某些建议[12]。2000年ZhouQ.和FikesR.定义了一种考虑时间点和时段的时间本体[13]。2000年，Córcoles基于XML定义了一个类似SQL的时空查询语言，该语言包含八种空间算子和三种时态算子用于表达时空关系[14]。2003年，Grenon基于一阶谓词逻辑定义了时空本体，使用斯坦福大学的Protégé环境实现[15]。2003年，Bittner等人[16]提出了用于描述复杂时空过程和其中的持续实体的形式化本体。以上工作中Grenon的时空本体研究相对完整，相关研究成果已经在网上共享，本文在此基础上开展研究，建立农业时空本体。
2主要研究内容（1）农业时空数据规范
现阶段我国还没有公认的农业时空数据标准出台。本文基于时空推理技术，研究通用性更强的时空数据表示模型，能表示气象、土壤、环境、水文、地质等各领域的农业时空数据。GML是目前公认的时空数据标准，利用上述模型扩充GML，兼容中国农业科学院的“农业资源空间信息元数据的分类及编码体系草案”等国内现有的地方性标准，构建针对数字农业中时空数据的DA－GML标准，作为数字农业基础时空数据的规范。现有的土壤、环境等基础空间数据库均支持到GML格式的转换。
（2）农业基础时空数据库
基于笔者自主开发的GIS平台建立农业基础时空数据库，该平台具有运行稳定、资源占用少、结构灵活、功能可裁减、成本较低、便于移植等特点。采用了时空推理技术，支持对空间和时空信息的表示和推理。通过DA－GML能够直接从现有系统中获取领域农业基础时空数据，主要包括土壤数据库、环境数据库、气象资料数据库、农业生产条件数据库、林业信息数据库、影像数据库等。
（3）农业时空分析方法库与农业时空知识库
时空推理是研究时间、空间及时空结合信息本质的技术，通过时空推理技术将现有面向农业领域的时空分析技术进行整合和规范化表示，形成农业时空分析方法库。对领域农业时空知识进行归纳、整理，同时通过数据挖掘方法从基础数据中提炼知识，建立农业时空知识库。
（4）农业时空本体库
在(2)、(3)中存储的数据、方法和知识需要一个有效的机制进行组织和管理。就目前技术而言，本体是表达一个领域内完整的体系（概念层次、概念之间的关联等）的最有效工具，所以本文选择建立农业时空本体库。具体包括本体获取、本体管理、本体服务与展示三个模块。使用Protégé做本体开发环境编辑。Protégé是斯坦福大学开发的基于Java的本体编辑与知识获取工具，带有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本体编辑与输出。
以上三个库通过WebService方式提供基于Internet的服务，可以在线对库中信息进行维护和检索，并能无缝集成到应用系统中。
（5）系统体系结构
系统工作原理如图1所示。首先，外部系统的时空数据转换成GML格式（现在绝大多数系统支持该数据标准），进入农业基础时空数据库。通过本体获取与编辑模块将时空数据和时空知识整理，形成本体库。外部系统的请求通过WebSer－vices发给仲裁者，仲裁者区分各类情况调用三个库调用服务、提取数据和执行操作，结果返回给用户。
（6）基于平台开发农业生产智能应用系统
基于数字农业时空信息管理平台建立数字化测土施肥系统、作物种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批农业生产智能应用系统，解决实际问题。
3相关系统对比分析
3．1数字农业空间信息管理平台
平台基于信息和知识支持的现代农业管理的集成技术，对农田信息进行动态采集、分析、处理和输出，从而根据农田区域差异、农事安排进行模拟分析、决策支持管理和指挥控制，并对农业生产过程的区域差异进行精确定位、动态控制等定量操作[17]。
3．2全国农业资源空间信息管理系统
全国农业资源空间信息管理系统(NASIS)实现对全国农业资源空间信息的查询分发，具有系统管理、动态数据字典、数据检索、查询、数据分发、制图、报表统计、数据分发等功能。该系统已经用于全国农作物遥感监测、农业资源调查、农业科研和农业政策信息支持服务等方面[18]。
3．3中国西部农业空间信息服务系统
计算机技术、互联网技术的迅速发展为建立基于Web的中国西部农业空间信息服务系统提供技术支撑。本文从西部农业空间信息服务系统的数据库构建开始，全面地介绍了系统的运行模式和数据库访问技术，详细论述了系统的总体结构、平台环境和开发实现等。
（1）基于平台提供的开发框架，能方便、高效地建立大量的数字农业智能应用系统，基层农业科技人员也能快速开发出技术含量高的应用系统，各应用系统能互通、共享，便于升级维护。
（2）由于大量的底层服务、数据、知识和方法由平台集中统一提供，简化了开发数字农业应用软件的工作，节约了成本。
4结束语
数字农业时空信息管理平台从系统目标、适用范围、采用技术、系统接口等方面不同于任何现有的基础农业空间数据管理平台，是一个概念全新的系统，定位于基础农业空间数据管理平台的上层，更便于开发数字农业应用。其中的本体库等机制为将来建立农业时空数据网格奠定了良好的基础。
参考文献：
［1］于淑惠.数字农业及其实现技术[J].农业图书情报学刊,2004,15(7):5－8.
[2]唐世浩,朱启疆,闫广建，等.关于数字农业的基本构想[J].农业现代化研究,2002,23(3):183－187.
[3]Geographymarkuplanguage(GML)[EB/OL].(2003)./techno/specs/002029PGML.html.
[4]RANCOURTM.GML:spatialdataexchangefortheinternetage[D].NewBrunswick:DepartmentofGeodesyandGeomaticsEngineering,UniversityofNewBrunswick,2001.
[5]ZHANGJianting,GRUENWALDL.AGML2basedopenarchitectureforbuildingageographicalinformationsearchengineovertheinternet[DB/OL].(2002).cs.ou.edu/database/documents/zg01.pdf.
