数字农业的优势

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数字农业的优势范文第1篇

【关键词】动态优化方法;农业机械设计;应用

1前言

农业是我国的支柱性产业。结合我国实际情况可知，虽然相关政策及城市改造等措施提升了农民的就业率，但仍然存在许多以农业为主要经济来源的农民。为了促进我国农业的良性发展，帮助农民获得更多的经济利润，可以应用动态优化方法提升农业机械设计的质量。

2动态优化方法

2．1动态优化方法的概念

动态优化方法建立在优化遗传算法、计算机辅助技术等相关技术或技能的基础上［1］。这种方法是指，根据设计要求确定相应的参数或模型之后，通过动力学建模的方式，对所得参数或模型进行动态分析，将参数或模型中存在的不合理问题识别出来，进而提升参数或模型的设计质量。

2．2动态优化方法的应用优势

就农业机械设计而言，动态优化方法的应用优势主要包含以下几种:第一，可修正优势。在基于动态优化方法的农业机械设计工作中，设计人员可以通过遗传算法、动态控制等技术，将农业机械模型中存在的问题找出来，并通过修正措施的利用，提升农业机械的设计质量。第二，使用优势。动态优化方法以农业生产对农业机械产品的实际使用要求为参考依据。相对于其他设计方法而言，基于动态优化法的农业机械产品性能更加完美。

2．3动态优化方法的应用流程

就农业机械设计工作而言，动态优化方法的应用流程主要包含以下几个步骤:第一，项目确立步骤。根据农民的实际要求或相关部门的指示等依据，将农业机械设计项目确定下来。第二，建模步骤。当项目确立之后，设计人员需要结合自身的设计经验和相关数据信息，构建出符合实际农业生产要求的农业机械设计模型。第三，优化步骤。在该步骤中，设计师需要根据实际的农业机械模型特点或性能，利用适宜的动态优化方法(如优化遗传算法或计算机辅助技术等)，对第二步骤中所得模型进行优化设计。第四，农业机械数字虚拟样机建模步骤。在解决原始数字模型中存在的不合理问题之后，需要以优化后的农业机械模型为参考依据，建立农业机械的数字虚拟样机模型［2］。第五，动态控制步骤。在该步骤中，设计师需要利用模糊控制和动态控制对所得农业机械数字虚拟样机模型进行检验。第六，实物模型。农业数字虚拟样机模型经过动态控制、模糊控制检验合格(或已对不合格部分进行调整)后，应该利用其得出农业机械的实物模型。

3动态优化方法在农业机械设计中的应用

这里主要从以下几方面入手，对动态优化方法在农业机械设计中的应用进行分析和研究:

3．1数字变量方面

就数字变量方面而言，利用动态优化方法进行设计的过程将会受到相关标准的要求、农业机械产品的规格参数、强度系数等因素的影响。通过对农业机械的实际农业生产应用过程可知，在所有的农业机械中，处于连续振动状态的农业机械占比约为83%左右［3］。这种特点为农业机械的设计工作带来了一定的困难:设计人员既要分析有害振动对农业机械设备性能产生的损害作用，同时还应该利用有利振动，提升农业机械的设计质量。在数字变量确定环节中，动态优化方法的应用流程主要包含以下几个步骤:第一，根据相关要求设计数字变量参数;第二，以上述参数为参考依据，进行动力学建模;第三，利用农业机械的动力学模型进行动态分析，将模型中存在的不合理数字变量识别出来［4］;第四，通过修改问题数字变量的方式，提升农业机械动力学模型数字变量设计的合理性。

3．2约束条件方面

就约束条件方面而言，基于动态优化方法的优化方式主要包含以下几种:第一，能量平衡及模态柔度优化方式。这种优化方式的约束条件为农业机械本身的刚度参数和质量参数。由于大多数农业机械都需要在连续振动状态下完成农业生产任务，因此，这里以农业机械的抗振化设计为例，对能量平衡与模态柔度优化方式进行分析:从本质角度来讲，农业机械的抗震性能是基于各类组成零件产生的。为了防止连续振动损害农业机械的零件，应该通过增加模态阻尼参数、降低各阶模态柔度的方式，避免2个或2个以上零件在使用过程中出现共振现象。第二，变分方式。这种优化方式以泛函数作为农业机械约束条件优化的目标函数。约束条件的优化原理为:在符合约束条件的范围内，将农业机械所对应泛函数的极值参数计算出来。第三，极小值方式。这种约束方式是指，根据以往的农业机械使用经验或设计经验，从众多能够影响农业机械结构动态性能的因素，将该因素的形状函数确定出来。然后以形状函数为依据，将满足约束条件要求的，农业机械的最佳形状计算出来。

3．3农业机械模型确定方面

当数字变量及约束条件等基础工作完成之后，设计人员可以利用几何定位点法将农业机械模型的相关参数确定出来。结合以往的农业机械建模经验可知，建模的难点问题在于农业机械的转动惯量和运动质心。为了保证农业机械模型的可靠性，设计人员可以将UG软件作为该过程的辅助工具，在保证农业机械充分契合农业生产要求的基础上，利用UG软件将农业机械转动惯量、运动质心的相关参数准确确定下来。

3．4农业机械模型检验方面

农业机械模型的检验可以利用View或者ADAMS等工具完成。在试验台的检验过程中，上述工具可以利用性能检测模块及数据采集卡发挥检测功能，判断基于动态优化法的农业机械模型是否存在不合理问题。当发现存在问题之后，设计人员需要根据具体的问题，再次利用动态优化法对农业机械模型进行优化处理，最终获得性能符合实际农业生产要求的农业机械模型产品。

4结论

为了提升农业生产效率，促进农民增收，可以将动态优化方法应用在农业机械设计中，利用数字变量计算、约束条件确定、模型确定、模型检验等步骤，设计出符合实际农业生产要求的农业机械设计产品。

参考文献:

［1］佟童，赵宇，王丽娟，孙鹏，陈武东．动态优化方法在农业机械设计中的应用［J］．农机使用与维修，2014(12):70～73．

［2］孙岐，杨文斌．以液压缸为执行元件机构优化设计在农业机械中的应用与分析［J］．农村牧区机械化，2016(02):20～22．

［3］王玮，张卫波，韩云芳．混合离散变量优化方法在机械设计中的应用［J］．吉林工学院学报(自然科学版)，2015(02):22～24．

数字农业的优势范文第2篇

（一）国外研究现状及发展趋势

当前，世界各国，无论是发达国家还是发展中国家都十分重视农业信息化建设，甚至将其提升为国家战略高度。美国作为世界上电子信息产业发展的第一大国，信息技术的应用范围非常广泛，其农业信息化在信息技术和市场高度发达的支撑下，得以与整个社会的信息化协调同步发展[1]。在农业信息化建设方面，美国农业科技信息的研究、开发和应用主要依托于教学科研机构、当地大学、地方农业推广中心及公司来完成[2]。美国政府对农业的支持，主要是通过千方百计扶持农业信息化发展的策略使本国农业和农民间接受益。从发展水平方面看，以美国为代表的发达国家的农业信息技术正在快速步入新的阶段，通过多年的建设已经形成了从农业信息采集到加工处理，最后到对外，一整套健全完善的农业信息体系。信息技术在农业中的应用也不再局限于某一独立的农业生产过程、单一的经营环节或某一有限的区域内，而是往横向和纵向同时扩展[3]。国外农业信息化水平的专业化、信息的集成化、多媒体的自动化和普及化等发展趋势为我国农业信息化的建设提供了有益的借鉴。

（二）国内研究现状及发展趋势

农业发展问题严重制约着农业现代化建设的步伐，农业信息化影响并决定着我国农业现代化未来发展方向，而农业信息化发展的主要障碍表现在农民对信息化建设的认识不足，信息观念肤浅，相对落伍的农业设备，同时也表现在缺乏高素质信息化人才。目前，我国农村信息化发展处于较低的水平，尚处于起步阶段，存在许多困难，其中农民迫切的信息需求和信息相对匮乏之间的矛盾比较突出。高校图书馆有着丰富的信息资源优势，高校图书馆则在农民需求信息资源上实现对接，将高校图书馆内部大量的农业信息资源充分发挥作用，用以解决农民在人才和技术方面的信息需求是优化资源配置，将图书馆资源利用率最大化的可行之路。随着我国农业信息化建设的深入，高校图书馆与农业信息化相结合将具有更为广阔的空间，高校图书馆的资源信息优势会发挥出巨大的能量。近年来，随着我国农村经济飞速发展和农民信息意识的觉醒，新农村建设步伐的逐渐加快，我国农业信息化正在逐步形成新的格局。为解决农业信息需求的复杂化，政府加大对农业发展的主导作用；在服务上，呈现出多渠道、多手段、多模式的发展态势，整合社会力量，大力推进农业信息化进程。

二、高校图书馆独特的资源优势

（一）先进的技术和设备

随着信息时代的不断发展与深化，计算机与网络技术的普及，政府对于高等教育事业的投入的加大。高校图书馆的技术和设备同时得到大力的提升，各种设施日益完善，学校师生以及社会服务的能力进一步提升。高校图书馆服务当地农业，农户可以利用这些先进的技术和设备，查询相关的农业生产文献，并将文献转化为现实的生产力，提升农业的科技含量和生产水平。

（二）大量的馆藏资源信息

高校图书馆收藏了丰富的中外农业图书和相关的报刊杂志。这些书籍信息数量庞大、内容齐全、品种多样。随着信息技术快速发展，高校图书馆所拥有的电子信息资源也日益丰富[4]。高校图书馆可以根据自身的优势，采用多样化的信息咨询形式，将这些丰富的知识向农村推广，对于增加农民收入、提高生产效率、提高农民文化水平、促进社会主义新农村建设，都会起到良好的推动作用。高校图书馆丰富的馆藏资源必将受到农村的欢迎，为农民所接受。

（三）专业的馆员教师队伍

根据有关资料统计，高校图书馆工作教师78﹪以上具有本科学历，30﹪以上具有硕士学历，60﹪具有图书馆相关专业的人员[5]人力资源优势明显，整支队伍综合素质较高。高校图书馆服务农业信息化建设必须依靠先进的计算机技术、发达的网络资源、精确的检索技术需要一大批高素质、高水平的复合型专业化人才，而图书馆馆员队伍能够胜任农业信息化的需求。另外，高校图书馆历来非常重视馆员素质的培养与教育，通过培养和培训，使得图书馆员在文献信息的收集、加工、推广方面拥有方法上的优势。在高校图书馆工作的计算机专家和网络工程师人数也非常巨大，使图书馆在网络信息服务上有着人才保障。

（四）国家政策的扶持

1996年我国开始进行高校数字图书馆建设，1998年中国数字图书馆进入实质性操作阶段，到2001年中国的数字图书馆研究、建设已经初具规模，总投资已超过1.9亿元。具有代表性的是北京大学、清华大学和上海交通大学的图书馆。近年来，随着信息技术的发展，数字图书馆不仅在高校中快速建设，也逐渐走进寻常百姓的生活。随着国家和各级政府加大对高校数字图书馆建设的投入力度加大，高校数字图书馆的建设为社会数字图书馆发展提供了经验和借鉴，特别是对社会农业数字图书馆建设可以提供人力和技术上的支持。

三、高校图书馆服务农业信息化建设的建议

（一）农业信息化服务是高校图书馆教育目的和作用的进一步延伸

高校图书馆作为文化的重要组成部分，它所收藏的资源信息，不仅仅为满足广大在校师生的文化需要，更应该将其职能扩展到农村文化建设中去。《普通高校图书馆规程》第一条明确提出高校图书馆“是学校信息化和社会信息化的重要基地”[6]，所以高校图书馆就应充分利用自身资源的优势，将服务延伸到农业信息化建设中。

1.建立高校图书馆与“科技图书下乡”的资源共享为解决广大农民群众读书难的问题，2007年3月，新闻出版总署会同其他相关部门开始在全国范围内实施“农家书屋”工程。在高校图书馆与农家书屋之间建立合作关系，定期将科技含量高、时效性强的科技图书资料等及时传递给农户。同时可以利用网络传输、信息检索等方式，将先进的农业生产管理技术以及当前某一类农作物虫害预防措施等信息，在第一时间里被农户所掌握，使他们在家中就可以找到解决疑难问题的方法，提高生产效率增加收入。

2.通过在校学生的培养来传递农业信息知识在校学生一部分来自农村，他们熟知不同的区域、不同的农作物种类，农户需要什么科普知识，他们作为知识的启蒙者，承载着农业科技信息的传播的重要作用。学校图书馆可以面向学生开设农业科技信息服务的专题讲座或专门书库区域，学生可以利用暑期的社会实践活动，将所学的知识及新技术、新成果带到农村，同时将农村急需的信息反馈回来，可以使学校及图书馆做到有的放矢的服务[7]。

（二）整合信息资源，准确为农户提供信息

随着国家经济的飞速发展，信息的准确性一定程度上对农业的生产起到关键性的作用。高校图书馆作为获取农业信息途径之一，必须根据不同区域的土壤、气候等状况，针对农户所需求的信息进行归纳总结，并进行详细分类，准确地为农户提供所需信息。

（三）利用优秀的教师队伍，针对农户缺乏的问题开设专题讲座

高校拥有各个不同专业的教师，他们深入研究其领域内的实际问题，深耕自己专精的学科，有着丰厚的实践经验。高校图书馆可以组织这些优秀教师定期步入农村开设专题讲座，为农户解决他们现实中存在的问题，同时又使这些老师自身积累更多的经验，为其以后的研究课题提供重要数据[8]。

（四）提升高校图书馆咨询教师的整体素质

数字图书馆已经随着时代的发展进入高校，而在这种发达网络环境下成长的高校图书馆，它的结构模式、服务方式必须在传统的模式下进行转变。所以，这就要求高校图书馆的工作人员应该熟练地掌握计算机操作技能，灵活地运用信息检索技术。同时，不断提升自身的专业知识，提高理论与实践的研究能力，为农户所需的信息提供全方位、多层次、高水准的服务。

（五）利用发达的网络资源，建立专家咨询服务平台

高校图书馆可以利用其自身的网络信息资源，根据农户所需要的实际问题，采集重要的文献信息并加以专业化的组织和管理。同时在内部网站建立一个专家咨询服务平台，实现远程协助或者在线咨询服务。专家的解答与建议，是农户解决问题的重要方式，但是由于种种因素，专家不可能第一时间赶赴农户家中解决实际问题，通过咨询服务平台，专家可能通过远程协助等方式及时准确的解决存在的困难。

（六）培养农户信息咨询的意识，增强农户文化素质

目前，我国农村绝大多数的农户文化水平比较低，信息咨询意识较低，这就导致他们始终坚持自己以往的经验，从而放弃对先进网络资源的利用。所以，高校图书馆应该利用自身的优势，引导农民走先进文化的发展道路，培养他们具备过硬的文化素养。提高农民素质能够促进技术进步，而技术进步又能够进一步提高生产要素的生产率，促进经济增长，增加收入，实现经济可持续发展。

四、结束语

数字农业的优势范文第3篇

[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。

数字农业的优势范文第4篇

摘要……………………………………………………………………………………Ⅰ

英文摘要………………………………………………………………………………Ⅱ

1“数字农业”的内涵…………………………………………………………1

2国外“数字农业”关键技术发展与应用……………………………………………1

2.1美国………………………………………………………………………………………1

2.2英国………………………………………………………………………………………2

2.3德国………………………………………………………………………………………2

3我国发展“数字农业”的紧迫性…………………………………………………2

4“数字农业”的发展趋势………………………………………………………………3

4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现…………………………………………………3

4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛……………………………………………………3

4.3农业多元化公共服务将更加完善………………………………………………………4

5 “数字农业”的实践策略……………………………………………………………4

5.1实现农业农村业务数字化和可视化……………………………………………………4

5.2推动数字农业技术创新…………………………………………………………………5

5.3提高农业农村经营管理数字化水平…………………………………………………5

结语…………………………………………………………………………………………6

致谢………………………………………………………………………………………7

参考文献……………………………………………………………………………………8

摘 要

数字农业是将信息作为农业生产要素，用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合，对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。本文总结了国外“数字农业”关键技术发展与应用,结合我国发展数字农业的紧迫性与当前数字农业的发展趋势,对我国“数字农业”的发展提出了几条实践策略。

关键词：数字农业；农业信息化；发展策略

Abstract

Content:Digital agriculture is a kind of modern agriculture that takes information as agricultural production elements, uses modern information technology to express agricultural objects, environment and the whole process visually, digital design and information management. Digital agriculture makes the information technology and all aspects of agriculture achieve effective integration, which is of great significance to the transformation of traditional agriculture and the transformation of agricultural production mode. This paper summarizes the development and application of the key technologies of "digital agriculture" in foreign countries. Combined with the urgency of developing digital agriculture in China and the current development trend of digital agriculture, several practical strategies are put forward for the development of "digital agriculture" in China.

Key words:Digital agriculture; agricultural informatization; development strategy

浅析“数字农业”发展趋势与策略

1“数字农业”的内涵

“数字农业”是农业数字经济的重要实践。当前，学术界和工业界尚未能够对数字农业形成统一的定义。通用名称包括信息农业，精确农业，“ Internet + 农业”等等。本文中提到的数字农业基于农业信息化，在农业链的所有环节中都强调了下一代信息技术的重要作用，代表了农业产业的新视野。现代农业与信息化的紧密结合使可以充分利用数字技术。数字技术在促进农业发展方面发挥着重要作用，并且不断的提高现代农业产业的数字化水平，支持农村战略的实施。

2国外“数字农业”关键技术发展与应用

2.1美国

美国完善的农业产业基础和数字技术体系促进农业发展。美国数字农业发展建立在农业生产高度专业化、规模化、企业化的基础上，已经建成了完善的现代农业技术应用与管理系统。自20世纪90年代起，美国已开始应用数字农业技术，包括应用遥感技术对作物生长过程进行检测和预报、在大型农机上安装GPS设备、应用GIS处理和分析农业数据等，对大田作物进行生产前、中、后期的全面监测与管理。在21世纪初已经实现“3S”技术、智能机械系统和计算机网络系统在大农场中的综合应用，智能机械已经进入商品化阶段。如JohnDeere公司的“绿色之星”精准农业系统，基于物联网技术与“3S”技术搭建的新型精准农业管理系统，用以进行精细农作、农机管理、农艺管理和计划管理，可绘制农场产量的“数字地图”，在机械化生产大农场中的市场占有率达到了65％以上。在大数据、物联网等数字技术飞速发展的助推下，美国数字农业技术已与农业生产的产前、产中、产后形成紧密衔接，应用范畴覆盖从作物生长的微观监测到宏观农业经济分析。此外，美国也已形成完善的技术服务组织网络，美国服务类企业与公益机构可为经营主体提供较为完善的技术服务，例如美国农业技术服务组织（FSA）为农民提供丰富的信息。

2.2英国

英国信息化技术应用助推精准农业。信息化技术推动英国农业向数字化、智能化、精准化的方向发展。英国农村地区信息化基础设施完备，互联网、4G信号已实现基本覆盖。在此基础上，精准农业技术得以实现在农业的全方位应用，如借助遥感技术进行作物生产监测与产量预报、农业资源调查、农业生态环境评价和灾害监测等；英国Massey Ferguson公司研发的“农田之星”信息管理系统，借助传感识别技术和GPS技术能够更为精准地进行种植和养殖作业、数据记录分析和制定解决方案；智能机械已基本装备卫星定位系统、电脑控制和软件应用系统，能够根据不同位置、不同质量的地块情形实现自动化、精准化、变量化作业，同时可以采集作物信息用以制作电子地图和调整生产策略。2013年英国启动《农业技术战略》，提出了应用大数据、物联网技术和智能技术进一步发展精准农业，从而提升农业生产效率，如借助GateKeeper专家系统提供辅助决策和农场管理、LELY挤奶机器人等智能化设备在养殖场中的应用、自动感知技术在施肥施药机械上的应用、二维码技术在农产品产销环节的广泛应用等。

2.3德国

德国关键技术与设备的积极研发与推广。在欧盟农业共同政策对数字农业的支持下，德国积极发展高水平数字农业，在农业生产高度机械化的基础上，建立完善的计算机支持和辅助决策系统，提供数字农业综合解决方案。德国投入大量资金与人力支持数字农业核心技术与智能设备研发，并由大型企业牵头，如德国拜耳公司投资2 亿欧元支持数字农业布局，已在60多个国家提供数字化解决方案，并旗下Xarvio品牌推广数字农业，通过XarvioScouring识别系统高效识别和分析作物生长和病虫害信息，帮助农民优化田块单独管理和农田统筹优化。拥有百年历史的德国农业机械制造商CLAAS集团结合第四代移动通信技术和传感器技术，实现收割过程的全面自动化。

3我国发展“数字农业”的紧迫性

今年虽然受到疫情影响，但我国大部分农产品仍然是一个“大年”，怎样解决需求下降、部分市场关闭、物流受阻等难题，把农货顺利卖出去，让农民实现丰产又丰收？加速数字农业发展是不二法门。

农业长期保持着传统形态，技术进步一直较慢，特别是进入信息化时代后，农业技术滞后带来的产业发展差距愈发显著。随着数字经济的兴起，越来越多的领域引入互联网、大数据、人工智能等技术，实现了智能化、数字化重塑，生产率大幅度提高。2019 年，我国服务业、工业数字经济渗透率分别为 37.8%、19.5%，但农业只有 8.2%，数字化改造的空间很大，需尽快赶上信息社会的发展步伐。

农业数字化转型是农业现代化的必然选择，也是破解目前农业难题的一剂良方，瞄准这个主攻方向，无疑将为农业高质量发展提供新动能，给予农民更多获得感。对广大农民来讲，农产品销售难的问题最头疼，常常遭遇“多收了三五斗”的尴尬。可以说，农业数字化水平滞后，农产品质量不稳定、难以标准化、产销信息不对称等是导致农产品销售难的主因。显然，加快技术与传统农业的融合，打造数字农业，对产业链进行全方位的数字化改造，使得传统农业脱胎换骨，插上科技的翅膀腾飞，已成为农业发展新趋势。

4“数字农业”的发展趋势

4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现实

物联网技术在现代农业生产设施和设备领域中的应用极大地提高了现代农业生产设施和设备的数字和智能水平，实现了整个农业生产过程的数字化控制，实现了农业智能化生产和管理。它可以解决由托管服务流程引起的一系列问题。在种植业中，重点是如何精确控制生产环节，例如育苗，播种，施肥，灌溉和病虫害防治。当前，荷兰，日本，以色列和其他国家正在使用大数据，人工智能和信息技术来促进数字化，精确化和智能化作物种植的发展。

4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛

电子商务的飞速发展为农产品流通提供了新的平台和基础。例如，美国著名的新鲜食品电子商务公司LocalHarvest是一个平台，该平台整合了有机农业的上下游，并连接了中小型农场和消费者。LocalHarvest平台基于从相关农场收集的基本信息来支持地图搜索系统，使消费者能够搜索本地社区周围的农场并购买难以保存的新鲜农产品，例如蔬菜和禽蛋。农产品在快速物流系统下，可以快速送到消费者家中，从而大大提高农产品物流的效率和质量。

值得欣喜的是，近年来，全国各地与各大电商平台纷纷投入大量资源，重构产业链，培植人才，发力促进农产品上行。以河北省为例，近年来积极引入农业电商龙头企业，与阿里巴巴、京东、拼多多等电商平台开展合作，持续在直播助农、农产品品牌孵化、新农商人才培养等领域，合力打造河北数字农业“新基建”。可以看到，利用大数据和分布式人工智能技术匹配优化资源，将需求传导给供给端，有效缓解了供需信息不对称造成的产销脱节。在互联网科技力量的加持下，传统农业的“痛点”也得到有效解决，进一步打开了农产品从田间到餐桌的通路。

随着电商农产品销量的快速增长，广大农民亦受益匪浅，农业生产模式发生重大变化，以需求引导生产、订单式农业逐渐成为主流，精准种植、数字营销提升了农民收入水平，促进更多农民融入数字农业的场景里。以往很多滞销农产品位于贫困地区，数字农业重塑产业链，帮助贫困户掌握技术、融入市场，实现了造血扶贫。实践证明，此种创新扶贫模式具有很强的活力。比如，拼多多的“农地云拼”模式得到国务院扶贫办的肯定，荣获了今年的“全国脱贫攻坚组织创新奖”。截至 2019 年底，拼多多平台直连的农业生产者超过 1200 万人，累计带贫人数超百万。

4.3农业多元化公共服务将更加完善

通过将移动互联网和大数据等顶尖技术运用在农业公共服务，农业服务也更加便利和灵活。这也是数字农业发展的重要趋势。一些国家为了促进数字农业的发展，在农业信息化和农业公共服务方面做出了很多努力。

5 “数字农业”的实践策略

5.1实现农业农村业务数字化和可视化

加快建立涵盖农业资源，农村产业，生产管理，产品质量，农业机械设备和农村治理的数据库。利用地理空间信息技术和遥感技术整合空间数据，获取耕地资源，渔业水资源，粮食生产功能区，现代化农业园区，特色农产品优势区，特色鲜明的农业村庄，生产经营实体，村庄分布等数据。地图存储在数据库中，使农业和农村资源数据立体化。通过集成的农业调度系统，现场定点监控系统，集成的遥感信息，无人机观测和地面传感器网络，可以建立农作物的空间分布。通过农作物的空间分布，重大自然灾害和其他动态空间图，形成了一个一体化的全域地理信息图，为农业生产和管理的科学指导奠定了坚实的数据基础。

5.2推动数字农业技术创新

创新，始终是乡村振兴的内生动力。要实现乡村振兴，离不开“数字农业”助力。手机变成新农具、直播成了新农活、数据成为新农资，随着农业新业态新模式竞相涌现，数字经济发展红利惠及三农必将更加给力，而农业信息技术已然成为数字农业发展的关键支持。未来依靠农业科学院和大学等农业科学研究和技术开发机构来充分发挥农业科技企业作为创新主题的作用，促进数字农业领域的“产学研”合作，并着重于先进技术和核心技术。为了提高对关键技术的了解和研发，精确操作和智能决策的数字化管理，智能设备的变量修改和应用，农产品的灵活处理，区块链等技术，3S 加速，智能识别，模型仿真，智能控制和其他软件和硬件产品数字农业的综合应用，了解数字农业技术标准和规范体系的建立，数字农业技术创新以及应用服务系统的持续改进。

5.3 提高农业农村经营管理数字化水平

当前，就中国电子政务项目的发展而言，农业部门中的电子政务服务水平不能完全满足领导决策应用程序和公共商务应用程序的功能要求。农业信息服务的总体水平有待进一步提高。同时，这意味着中国农业信息服务具有巨大的发展和利用空间。因此，有必要进一步扩大移动互联网技术，云计算，大数据等先进技术在农业信息服务领域的应用，并通过建立灵活，便捷，高效，透明的农业生产经营管理体系，为农民提供更多便捷和信息服务。在信息公开，政府公共关系，信息服务，办公室工作等方面，充分利用农民信箱和便携式农业和农村地区的服务功能，提高了园艺，畜牧，水产品，田间管理和智能化管理水平。着眼于整个农业产业链的要求，以提高劳动生产率，研究和推广适用于不同地形和环境的农业机械，并进一步促进农业“机器换人”。

结 语

数字农业的发展实现了对农业生产的自动，精确控制，智能和科学管理，提高了农业的可控性，降低了生产成本，并减少了环境污染，使农业向精准，环保和可持续的方向发展。此外，农村电子商务的发展可以有效克服农业产业化经营的不利因素，可以简化交易联系，提高交易效率，降低成本，消除农民对库存余额的担忧，并缩短生产周期。努力为农民提供更多的商机。由于时间和空间的限制，内容的选择空间也越来越广，这对于提高农业生产经营管理人员的科学文化素养具有重要意义。

致 谢

在这篇论文的撰写过程中，我遇到了很多的困难和障碍，但都在老师、领导、同事、同学和朋友的帮助下顺利解决了。尤其要强烈感谢周波老师在千里之外给我们线上授课进行指导和帮助，不厌其烦地为我们解答疑问、传授知识，让我非常感动，在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢!

同时也要感谢这篇论文所涉及到的各位学者，本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。

同时也要感谢我的领导、同事、同学和朋友，在我写论文的过程中给予我很多素材，还在论文的撰写和排版过程中提供给我很大的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友不吝批评与指教。

参考文献

[1] 周清波 , 吴文斌 , 宋茜 . 数字农业研究现状和发展趋势分析 [J].中国农业信息 ,2019,30(01), 第 5-13 页 .

[2] 施威 , 曹成铭 .“互联网 + 农业产业链”创新机制与路径研究 [J].理论探讨 ,2019(06), 第 110-114 页 .

数字农业的优势范文第5篇

关键词:县级数字农业系统建设总体构想

农业现代化是相对于传统农业而言的，其实质体现了当代科学技术在农业上的综合应用，它是一个历史的和动态的概念。在经历了原始农业、传统农业、工业化农业（石油农业或机械化农业）后，农业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识农业发展阶段。近些年来，随着现代科学技术的迅速发展，世界上兴起了以生物技术和信息技术为主导的新的农业科技革命浪潮，新型的农业模式――“数字农业”应运而生。

一、数字农业在世界及我国的发展

1998年1月31日，美国副总统阿尔.戈尔在加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球：21世纪人类认识地球的方式”的演讲,提出“数字地球”（DigitalEarth）的概念，“数字地球”很快成为世界各国21世纪的发展战略。“数字农业”（DigitalAgriculture）是“数字地球”的组成部分，是“数字地球”的子系统。依据“数字地球”的概念和含义，“数字农业”是指在数字地球的框架下，以有关标准和规范为指导，以“3S”技术（即，GPS技术，全球卫星定位系统；GIS技术，地理信息系统；RS技术，遥感技术）为支撑，运用计算机网络技术、通讯技术，使数据获取自动化，解决海量数据的存储与分析问题，实现农业数据的网络化，农业预测决策的智能化，最终实现农业的信息化。数字农业同时也叫信息农业、智能农业、精细农业和虚拟空间农业。海湾战争后，卫星定位系统（GPS）技术的民用化，促使它在国民经济许多领域的应用研究迅速发展，推动了“数字农业”技术体系的广泛实践。1993年，美国开始试行数字农业模式。1993－1994年，数字农业首先在美国明尼苏达州的两个农场进行试验。结果用GPS技术指导施肥的产量比传统平衡施肥的产量提高30％左右，而且减少了化肥施用总量，经济效益大大提高。数字农业的试验成功，使得其技术思想得到了广泛发展。目前，美国20％的耕地、80％的大农场都已实行这种模式，数字农业必将得到普及和发展。1996年，北美约19％的300公顷以上的规模化农场已经利用GPS技术，目前北美已有2000台谷物康拜因安装有产量传感器。近些年来，欧美等若干国家已开始对玉米、甜菜、土豆、甘蔗、棉花等联合收割机进行产量计量传感的研究，以处方图读入装置的可自动选择种子类型、按处方调节播量的小麦精密播种机、自动施肥施药机、可控喷水量的喷灌机等，均有商品化生产。与智能化农业机械配套的GPS定位系统，可用于农田土壤、苗情、病虫、草害的信息采集和操作，通过电子传感器和GPS装在联合收割机上的仪器，在整个收获季节，可以不断地记录下几乎每平方米面积的产量及其它信息。GIS用于数据存贮、分析、处理和表达地理空间属性数据的计算机软件平台，主要作用于土地管理、土壤成份、土层厚度、土壤中氮磷钾有机肥含量、当地历年来的气温、降雨、雷灾及大风风速等，以及作物苗情、病虫草害的发生发展趋势、作物产量的空间分布等方面的空间信息数据库和进行空间信息的各种处理，为建立作物栽培管理的辅助决策支持系统，投入产出分析模拟模型和智能化专家系统，作出诊断，提出科学处方，指导科学调控制作。

进入90年代以来，信息技术的飞速发展，真正使农业产业产生新的变革。我国农业在过去的20多年时间里，有了很大的发展。但是，与国外发达国家农业相比，还有很大的差距，而且差距是全方面的，主要问题是：目前我国农业生产投入大、产出少，科技含量低，资源的利用率和转化率偏低。据统计，国外发达国家农业产量的提高，83．3％依靠科技投入，只有16．7％依靠耕地面积的扩张。因此，解决我国农业存在的问题，必须依靠科技进步，新型的现代农业取代传统农业已成必然之势。我国对数字农业的认识尚处于启蒙阶段，但政府对此已予以高度重视。1998年6月1日，主席在接见出席中科院第九次和中国工程院第四次院士大会时，提出了发展“数字中国”的战略。1999年12月，数字地球国际会议在我国召开，作为数字地球的主要应用领域之一的数字农业，成为大会讨论的主要内容。我国也已经在新疆和北京分别建立了用GPS技术和遥感技术控制农业机械操作的试验地。尽管在实现数字农业模式方面还有许多基础工作要做，需要大量投入，但进入实质性阶段，应该为时不远。数字农业反映了农业现代化的大趋势，它必将成为21世纪农业的崭新模式。

二、县级数字农业系统建设的必要性

县级农业在全省乃至全国有着重要的地位，起着特殊的作用。县级数字农业系统建设，可以使农业各个方面（包括种植业、畜牧业、林业）的各种过程（生物的、环境的、经济的）基本实现数字化；各种农业信息技术广泛地应用于农业；在农业的各个部门（生产、科研、教育、行政、流通、服务等）基本实现数字化与网络化管理。黑龙江省庆安县是全国绿色食品之乡、国家级生态示范区、全国商品粮基地县和国家A级绿色食品水稻生产基地。现以庆安县数字农业系统建设的必要性为例，来说明县级数字农业系统建设是必需的和重要的。这样，不仅可以促进县级农业信息化的发展，而且，也可以对全省乃至全国农业信息化的发展起到示范、引导和推进作用。

(一)提高农业生产技术水平的需要

我们现在的农业生产技术还相对落后，农业品种繁杂，优良品种普及率不高，农业生产技术还主要停留在经验型阶段，农业先进技术的推广应用速度不快，传统的农业生产方式还制约着农业的发展。实现数字农业，可以使各种农业科学技术与专家经验通过网络系统，直接传播到农民的千家万户，各种现代化的种植、自动化的灌溉、科学化的施肥、智能化的温室以及现代化的养殖、现代化的育林系统，将在县级逐步普及，从而加快提高县级农业生产技术水平。

(二)加快农业生物技术应用的需要

农业生物技术是现代农业中增加产量、提高品质的重要手段，而县级农业生物技术的应用还十分有限，以农业生物技术促农业发展和加速发展的潜力还非常巨大。只有实现数字农业，才能把农业生物技术信息与农业的发展紧密地结合起来，进而加大县级农业生物技术的应用范围。

(三)增强农民科学文化素质的需要

农民科学文化素质对农业的发展至关重要。但是，县级农民的科学文化素质还普遍不高，不能适应现代农业发展的要求。实现数字农业，通过网络的信息传递，农民将终身地接受最先进地科学文化教育和农业技术教育，必将加快提高县级广大农民的科学文化素质。

(四)促进农业向优质、高产、高效发展的需要

发展“两高一优”农业是市场经济的客观要求，县级各种农产品虽然单产不低，但农产品的品质普遍不高，直接影响农产品在国内外市场竞争的能力和农民的收益。实现数字农业，可以使农民通过先进的信息手段，运用先进生产模式，促进“两高一优”农业的发展。

(五)加大产加销一体的农业产业化步伐的需要

农业与工业不同，它既受自然规律的影响，又受市场规律的制约，属于弱质产业。农民一家一户的生产经营，规模小、风险大、效益差，很难形成主导产业和主导产品，很难形成区域优势。只有走销、种养加、贸工农、农科教一体化经营服务的农业产业化之路，才是农业走出弱质产业的根本途径。实现数字农业，各种农产品加工、保鲜、储藏都将得到电子信息技术的武装，提高自动化的程度；电子商务的应用，必将扩大县级农产品的国内外市场，广大农民将直接与国内外市场建立联系，了解国内外的市场动向，以便对农业的生产与销售做出相应的决策。

(六)保持农业可持续发展的需要

农业的可持续发展决定着人类的生存与发展。县级生态环境还存在着诸多不如人意的问题。实现数字农业，依靠宏观农业模型与宏观决策系统的支持，使县级的农业发展与农业环境资源治理协调统一；农业遥感技术和地理信息系统与农业模型的结合，将使县级对农业环境资源的动态监测工作更为完善；依托网络技术和数据库技术，及时正确地掌握农业环境资源数据，及时地制定和调整政策与对策，使县级农业沿着最合理的方向可持续发展。

(七)加速县级农业与世界农业接轨的需要

入世以后，我国的农业发展受世界农业的影响和制约，这是一个非常现实而又十分紧迫的问题，解决这一问题的关键在于实现数字农业，利用现代信息网络手段，应用最先进的农业技术，提高农产品质量，加强农产品竞争力，使农业技术，农产品质量和价格与世界接轨。

总之，建立数字农业系统，实现数字农业，必将使县级农业面貌得到极大的改观，农业会从一种低水平的依靠经验为主的产业，转变为一种高水平的依靠高新技术的产业，实现传统农业向现代农业的转变。

三、县级数字农业系统建设的总体构想

数字农业是发展现代化农业的大趋势，是一个挑战性的国家目标，是一项巨大的不间断的系统工程。抓好县级数字农业系统建设，将对全省乃至全国发展数字农业起到示范、引导和推进作用。县级数字农业系统建设的技术创新点，在于技术应用上的创新，在于系统管理上的创新，在于运行机制上的创新。

数字农业系统建设的着眼点应该是农业因素和过程的基本数字化，农业运行机制的基本数字化，农业信息技术全面应用的普及化。

数字农业系统建设的立足点应该是利用五年左右的时间，构建县级数字农业系统基本框架。重点是搞好五大系统建设，即农业数据库系统建设、农业控制系统建设、农业监测预测系统建设、农业决策支持系统建设和农业网络信息系统建设。

(一)构建农业数据库系统

农业数据库系统建设，主要侧重于三个方面，即农业生物数据库、农业环境资源数据库和农业经济数据库。农业数据库的建立，是数字农业的最基础工作。在建设过程中，遵循项目设计的规范化，坚持完备性、扩充性和实用性原则，充分保证数据一致性和完整性。在农业生物数据库方面，对各种农作物、畜禽水产生物、食用菌藻生物建立其品种、品系和近缘生物的数据库；各种农业病菌、农业昆虫、农业微生物建立其分类体系，特性特征、生态类型、生理小种的数据库。在农业环境资源数据库方面，建立尽可能完备的气候气象数据库、详尽的土壤资源数据库、水资源数据库和农业环境数据库。在农业经济数据库方面，建立比较完备的人口、土地、耕地，各种作物面积和产量，各种畜禽生物的数量，农民收入、农民消费、农民就业和乡镇财政等数据库。

(二)构建农业控制系统

农业控制系统建设，主要侧重于两个方面，即农业自动化和精确农业。农业自动化是将环境监测、数据采集、数据分析、数据传送与环境控制的软件和设施相结合的整套系统。精确农业由于播种、施肥、灌溉、用药等操作在用量上更为精确，因此，可以达到优质、高产、高效，并且将对环境污染减轻到最低的程度。在农业自动化方面，对粮食、蔬菜、畜禽产品的保鲜、储藏实施自动化技术；对温室大棚进行自动化控制。并且，把自动化技术应用于微生物发酵、农业菌藻生物的培育和农产品加工。在精确农业方面，应用现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术，进行精确播种、精确施肥、精确灌溉、精确用药和精确收获。

(三)构建农业监测预测系统

运用地理信息系统（GIS）与遥感技术（RS），对农业环境资源进行监测和预测。地理信息系统是将系统科学、信息科学、计算机的数据采集、处理和分析模型，数据库技术与计算机图像技术密切结合起来的综合性技术。遥感技术是将空间技术、传感器技术、通讯技术与计算机技术相结合的综合性技术。地理信息系统与遥感技术的结合应用，将使农业资源环境的监测与预测得到根本性的改观。农业监测预测系统建设，主要侧重于五个方面

(1)农业土地、耕地、土壤、森林、草原、水面等各种农业资源的探测、评价与动态监测。

(2)各种农业灾害（洪涝、干旱、风暴、病虫害等）的实时监测与预测。

(3)各种农业作物面积与产量的监测与预测。

(4)农业环境（大气、土壤等）污染的监测与预测。

(5)各种农业作物、畜禽、水产，经济林木的地区适应性分布的研究，为农业产业结构调整提供依据。完成以上任务，需要与各种相应的农业模型相结合。

(四)构建农业决策支持系统

农业决策支持系统是应用各种专门的计算机软件，帮助对农业中的各种问题进行决策。农业决策支持系统建设，主要侧重于四个方面：(1)农业规划系统（PS）∶应用运筹学中的各种数学规划方法（如：线性规划，非线性规划，动态规划，整数规划，决策论等），对农业问题进行决策。

(2)农业专家系统（ES）∶应用专家经验的计算机软件，解决一些主要依靠专家经验进行决策的农业问题。

(3)农业模拟决策系统（SDS）∶将农业模拟与决策相联系，主要采用二种方法：其一，通过计算机的模拟性试验；其二，将模拟与专家系统相结合，这种方法与单纯的专家系统相比，其机理性较强，但在决策中还是要受到专家经验的局限。

(4)农业模拟优化决策系统（SODS）∶将农业过程的模拟与农业的优化原理相结合，在此基础上，做出各种农业决策的完整软件系统。SODS在农业生产指导上，既有很强的应用性，又有很强的通用性。同时，它还有预测的功能，可以提高农业生产的预见性。

(五)构建农业网络信息咨询系统

农业网络信息与咨询系统是向社会公众提供服务的窗口，包括部分业务数据、图形图像数据以及多媒体数据等。农业网络信息与咨询系统建设，主要侧重于硬、软件两个方面建设。就硬件建设而言，数字农业系统建设的各种信息都需要计算机网络荷载，这就需要建设好中心交互平台。就软件建设而言，数字农业系统建设需要搞好各类信息的处理，建设各种数据库，以满足各有关部门及用户的需要，这就需要建设好数字处理中心。搞好中心交互平台建设，中心交互平台是“数字农业”心脏，纵向上与国家、省、市 “数字农业”平台链接，下与各乡镇（林场）平台链接，通过乡镇（林场）平台与村及农户（包括林业生产点、养殖场）联网；横向与农、林、水、畜、机、气象等涉农部门局域网平台链接。搞好数字处理中心建设，数字处理中心是“数字农业”的“数字原料”集散地或贮存库，它把农业的各种原始数据，通过数字处理中心收集、整理、加工后，根据需要，分门别类的贮存于各种数据仓库。同时，它又把接收国家、省、市的需要再加工的各种信息，也贮存于数据仓库，供领导决策和涉农部门提取和使用。各有关系统加工后的“数字产品”和决策系统的信息，通过数字处理中心及时给用户，并在各种数据仓库中历史留存。

以上数字农业的五大系统建设，构成县级数字农业系统建设的基本框架。在其系统建设中，以数据库系统建设为基础，以控制系统建设为手段，以监测预测系统建设为工具，以决策支持系统建设为目标，以网络信息系统建设为窗口，重点突出中心互动平台建设。要在有代表性的重点乡镇，实行数字农业系统建设的试点工作。

参考文献：

[1]彭鹏,谢炳庚,侯伊林. 湖南师范大学.关于“数字农业”.农业现代化研究2000.4