農業信息技術與應用河南農業大學農學院熊淑萍二月23農業信息技術形成的背景農業信息技術的概念與主要技術農業信息技術的發展應用農業信息技術與新農村建設河南農業大學農學院*一、農業信息技術的形成背景

當今世界，以計算機多媒體、光纖和通訊衛星等技術為主要特征的信息化浪潮正席卷全球。信息技術以其廣泛的影響和巨大的生命力成為當今世界發展最為迅猛的科技領域,并廣泛滲透到人類社會的各個方面。信息化水平已成為衡量一個國家和地區現代化水平的重要標志。2004年一號文件：信息化：服務體系2005年一號文件：

信息化：加強農業信息化建設（加快…信息技術的研究，電子商務）2006年一號文件：信息化：要積極推進農業信息化建設，充分利用和整合涉農信息資源，強化面向農村的廣播電視電信等信息服務，重點抓好“金農”工程和農業綜合信息服務平臺建設工程。2007年一號文件：現代社會（水利化、機械化、信息化）加快農業信息化建設。用信息技術裝備農業，對于加速改造傳統農業具有重要意義……..鼓勵有條件的地方在農業生產中積極采用全球衛星定位系統、地理信息系統、遙感和管理信息系統等技術。2008年《中共中央國務院關于切實加強農村基礎設施建設，進一步促進農業發展農民增收的若干意見》強調：提出要走中國特色農業現代化道路。

黨和國家對農業信息化的高度重視

國信辦的二號和九號文件電子商務農業部九大行動農村信息服務體系建設、“金農工程”、“三電合一”、“百千萬工程”信息產業部的“十一五”規劃六“信”工程，第一就是“農信工程”商務部“信服”工程河南農業大學農學院*我國是農業大國，其農業從業人口和土地面積均占我國的大多數.農業產業系統是一個復雜而獨特的多因子動態系統，受氣象（年份和季節）、土壤、品種特性、技術措施、社會需求等不同因素的影響，因而具有顯著的時空變異性、區域分散性、管理經驗性、災害突發性、市場多變性，以及較差的定量化和規范化程度。信息技術獨特的優勢農業發展的要求農業信息技術（一）農業信息技術也叫“3C”技術，是指利用電子計算機和現代通信手段實現獲取信息、傳遞信息、存儲信息、處理信息和顯示信息等的相關技術。信息技術與農業的結合稱之為農業信息技術（agriculturalinformationtechnology，AIT），也稱為信息農業。

農業信息化二、農業信息技術的概念及其主要技術河南農業大學農學院*農業信息技術與農業信息化信息技術應用于農業生產、經營和管理的過程。不同歷史發展階段，農業信息化具有不同的內涵。目前，至少包括五個方面的內容:農業信息技術應用；農業信息資源；農業信息基礎設施；農業信息安全；農業信息化環境。

信息技術應用于農業生產、經營和管理所衍生的信息技術。如農業決策支持系統、農業專家系統、農用3S技術、精準農業、設施農業、虛擬農業和農產品電子商務等。農業信息技術農業信息化關鍵技術數據庫技術系統模擬技術農業空間信息管理技術農業信息服務技術農業管理決策技術農業信息采集技術農業人工智能技術（二）主要技術自動控制技術系統虛擬技術1、農業數據庫技術

農業數據庫建設是農業信息資源建設的重要手段，而信息資源建設是農業信息化工作的基礎。

2、農業信息采集技術

農業信息監測是農業信息獲取的主要內容，其主要技術原理是通過光譜遙感、紅外成像、機器視覺、圖象處理等手段，對農業土壤水分、土壤肥力（氮、磷、鉀）、雜草、病蟲害、作物苗情等農情狀態進行實時無損監測和診斷，為農業生產預測預報和管理決策提供基礎信息。河南農業大學·農學院2023年2月3日

遙感技術就是通過衛星或飛行器上安裝的傳感器，對地面目標進行監測分析的一項新技術。分類：

根據工作平臺層面區分：地面遙感、航空遙感（氣球、飛機）、航天遙感（人造衛星、飛船）。根據工作波段層面區分：紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感、微波遙感、多波段遙感。根據傳感器類型層面區分：主動遙感（微波雷達）、被動遙感（航空航天、衛星）。

在農業中的應用：土地資源調查

作物估產災情監測與預報

作物病蟲害監測與預報遙感技術河南農業大學農學院*3、農業空間信息管理技術

農業空間信息管理技術主要包括地理信息系統（GIS）技術和全球定位系統（GPS）技術。

地理信息系統是對整個或部分地球表面空間中有關地理分布數據進行采集、儲存、管理、運算、分析、顯示和描述表達的技術系統。農業地理信息系統的主要應用：1、農業資源管理

主要應用于農業和林業領域，解決農業和林業領域各種資源(如土地、森林、草場)分布、分級、統計、制圖等問題。2、土地信息系統和地籍管理

土地和地籍管理涉及土地使用性質變化、地塊輪廓變化、地籍權屬關系變化等許多內容，借助農業地理信息系統技術可以高效、高質量地完成這些工作。3、生態、環境管理與模擬

區域生態規劃、環境現狀評價、環境影響評價、污染物削減分配的決策支持、環境與區域可持續發展的決策支持、環保設施的管理、環境規劃等。4、應急響應

最佳路線的選擇5、農業基礎設施管理灌溉設施的分布河南農業大學·農學院2023年2月3日農田地理信息系統：田塊屬性信息專題分析功能河南農業大學農學院*

GPS是有24顆衛星組成的空間定位系統，可以在任何時間確定任何物體的三維空間坐標，即空間位置屬性。農業上的應用包括：①空間變量信息采集的定位，如作物產量的定位計算等；②用于農田面積和周邊的測量；③引導農業機械實施操作。需要指出，GPS通常與GIS和RS結合應用，組成“3S”技術，更能有效地發揮整體作用和效能。河南農業大學·農學院2023年2月3日

精確變量噴藥機精確變量灌溉設備河南農業大學·農學院2023年2月3日河南農業大學農學院*4、農業系統模擬技術與虛擬技術系統模擬的技術思想是，運用系統學原理，根據事物發生和演變的動態過程，對系統結構成分與系統環境之間的機理性關系進行定量描述和動態模擬。

河南農業大學農學院*5、農業人工智能技術人工智能（ArtificialIntelligence，AI）是研究人類智能規律，構造具有一定智能行為，以實現用電腦部分取代人腦勞動的綜合性科學。人工智能的應用主要包括專家系統、神經網絡、遺傳算法等。在農業方面，以專家系統為代表的研究最多，取得了一系列的研究成果和應用效益。河南農業大學·農學院2023年2月3日6、農業管理決策技術

農業管理決策技術關系到“生產什么”、“怎么生產”等直接影響農業增效、農民增收等重大問題。它是一個組織實施信息農業的領導決策和技術管理服務體系。根據職能可概分為農業宏觀管理決策支持系統和農業生產管理決策支持系統。

農業宏觀管理決策支持系統主要是為國家或區域農業和農村經濟的結構調整宏觀決策服務，解決“生產什么”的問題，其決策依據是農業資源與環境條件、農村社會經濟狀況、農業科技發展和應用水平、國內外市場需求等綜合信息。農業生產管理決策支持系統主要是為農業生產管理經營單位提供技術支持服務，解決“怎么生產”的問題，其內容包括農業生產管理信息服務系統、專家決策支持系統、生產力與效益分析系統等。河南農業大學農學院*7、農業信息服務技術

農業信息服務是農業信息利用的主要內容，是組織實施信息農業的應用平臺和服務體系，一般包括農業資源環境信息管理、農業系統監測評估、農業技術的推廣與培訓（遠程教育）、農業電子商務等應用系統、。

8、農業自動化技術

農業自動化技術就是通過計算機對來自于農業生產系統中的信息進行及時采集和處理，以及根據處理結果迅速地去控制系統中的某些設備、裝置或環境，從而實現農業生產過程中的自動檢測、記錄、統計、監視、報警和自動啟停等。

農業自動化技術在美國、西歐和日本已廣泛應用于工廠化養殖、工廠化蔬菜花卉生產、倉庫管理、環境監測與控制以及農產品精深加工中。如配合飼料全部生產流程的自動控制，日光溫室中溫濕度控制、灌溉、采收自動化控制。通過研制和使用農業機器人代替人從事一些繁重的農事操作，如蘋果收獲、擠奶、噴藥、組織培養、作物育種等方面。三、農業信息技術的發展應用農業數據庫技術作物生長模擬人工智能3S技術數字農業信息技術的不斷發展管理信息系統、農業模型系統專家系統、決策支持系統在農業領域的廣泛應用信息技術在農業領域的應用始于20世紀70年代末，數據庫技術是應用最早至今仍是農業信息科學最重要的研究基礎之一。早期研發成功聯合國糧農組織的農業系統數據庫(AGRIS)、國際食物信息數據庫(IFIS)、美國農業部農業聯機存取數據庫（AGRICOLA）和國際農業生物中心數據庫（CABI）四大農業數據庫20世紀80年代，作物生長模擬模型、作物生產管理專家系統研究。美國的CERES系列模型和荷蘭的通用作物生長模型SUCROS為典型代表20世紀80年代末，航空航天技術的快速發展和傳感器性能的迅速提高，RS、GPS商業化和農業上的應用加快豐富的信息數據催生了地理信息系統(GIS)隨后作物系統模型及專家系統的結合，彌補了模擬模型在管理決策功能方面的不足，實現預測功能和決策功能的統一

20世紀90年代以來，管理信息系統、農業模型系統、專家系統、決策支持系統快速發展及應用精準農業國外農業信息技術發展現狀世界農業信息技術的發展階三個階段

新發展時期

數據處理和知識處理

科學計算

20世紀90年代以來20世紀70-80年代20世紀50-60年代計算機、人工智能、網絡和多媒體技術等美國美國農業人口已由50％以上減少到2％，而從事信息技術的勞動力在20世紀80年代初就已超過60％，依靠現代化方式經營的農業生產模式已經形成。美國國家農業統計局擁有200多萬個家庭農場的基本數據資料庫。對農作物進行種植面積和產量的調查與預測。美國已形成一套比較完整的農產品市場信息收集和發布體系，農產品市場信息的運用規范。河南農業大學農學院*從農場到市場、從農村到國家中央信息處理中心，已普遍使用了衛星定位技術。

美國的精確農業在上世紀70年代起步。80年代初，美國已有精確農業概念的商業化應用。90年代，精確農業迅速發展成新的農業工業，并在世界范圍內形成了科學的新的農業發展道路。以空間信息技術為核心，旨在實現精確、集約、節約、高效、優質、可持續。歐洲的現代農業

以精細管理與生態安全為核心的大田種植業與GPS全球定位系統連接，推測土壤有機質等的含量。土壤電導率測定儀大型自走噴灌設備35－40公斤/平方米6個工人，8萬平方米河南農業大學農學院*河南農業大學農學院專家系統作物模型環境模型河南農業大學農學院*河南農業大學農學院*3個工人，600畝地，3000頭豬，100頭奶牛河南農業大學農學院*河南農業大學農學院*我國農業信息技術的應用實踐1．農業資源和農情動態的無損化監測

20世紀80年代以來，遙感技術最先用于農業環境資源調查、評價與規劃研究。90年代開始研制與應用基于遙感監測的各類資源信息系統。基于空間遙感的土地利用和作物長勢監測的研究也取得了突破性進展，小麥和水稻衛星遙感估產技術已經達到實用化的水平。河南農業大學農學院*2．農作產量與生產力的數字化預測作物生長模擬模型是當今最為活躍的農業前沿性研究領域之一，是數字農業的重要基礎和關鍵技術。美國、荷蘭、英國等國家在這方面的研究水平處于世界前列。國內的研究工作一方面引進國際上領先的作物模擬模型，另一方面，針對我國的特色開展相應的研究工作。河南農業大學農學院*3．農業生產的智能化決策專家系統在世界農業領域中的應用始于70年代末。經過20余年發展，農業專家系統的研制和應用已遍及農業灌溉施肥、栽培管理、植物保護、品種選育、產量預測、畜禽飼養和水產養殖等各方面，產生了良好的應用效果，并展示出廣闊的發展前景。河南農業大學農學院*4．農業溫室的自動化控制代表當今世界溫室設施及溫室自動監控系統最高水平的是由奧地利Ruttuner教授設計的Complexsystem和日本中央電力研究所推出的蔬菜工廠等。自上個世紀80年代開始，我國農業工程科技人員，相繼開展了數字技術在溫室設施中相關技術的研究。

河南農業大學農學院*5．精確農業的集成化示范目前，在精確農業的支持技術方面，已有商品化產品和系統，主要包括GIS適用平臺及農作物資源空間信息管理軟件，作物生產決策支持系統，帶GPS接收機、小區產量傳感器和產量分布繪圖裝置的谷物聯合收割機，自動變量調控的施藥機、施肥機、播種機等。四農業信息技術與新農村建設河南農業大學·農學院2023年2月3日（一）建設社會主義新農村產生的背景1.1992年，經濟發展與農村流動人口增加，農村問題突顯。

1999年,北京大學林毅夫教授提出“新農村運動”概念。

--農村自來水化、電氣化、道路網為核心的基礎設施建設

2001年,重視“三農”問題，理論界提出“公平與效率”誰為先的問題.2002年，“十六大”正式提出全面建設小康社會

2003年,十六屆三中全會--“科學發展觀”

2004年,十六屆四中全會提出了新的執政理念--構建和諧社會。2.2005年黨中央強調“建設社會主義新農村是我國現代化進程中的重大歷史任務”河南農業大學·農學院2023年2月3日（二）新農村建設的目標

建設社會主義新農村，全方位推進農村的物質文明、精神文明、政治文明和生態文明建設，從根本上解決“三農”問題：社會主義新農村建設目標:

生產發展、生活寬裕、鄉風文明、村容整潔、管理民主。河南農業大學·農學院2023年2月3日河南農業大學·農學院2023年2月3日生產發展鎮域經濟村域經濟工業園區一二三產業鎮辦企業企業狀況勞動力就業鎮域經濟管理系統農村經濟管理系統招商引資項目管理系統工業園區綜合管理系統商業管理信息系統企業綜合管理系統勞動力綜合服務系統生