信息化支撑现代农业发展

编辑|王武强

信息化支撑现代农业发展

编辑|王武强

导 语：信息技术不能只简单地提供辅助决策，而是要成为农业生产要素，农业信息技术要想成功应用，就必须和农业产业链相结合。

当前，以传感技术、计算机与智能技术、通讯技术和控制技术为主要特征的信息技术和信息化浪潮正席卷全球。在农业领域，也面临着一场以信息技术和生物技术为优先领域的新技术革命和产业革命。通过农业信息化带动农业现代化，无疑已成为我国农村经济和社会发展中的一个战略性选择。加快信息化与农业现代化的融合发展，全面提升农业生产、经营、管理和服务水平，加速新常态下农业“调结构、转方式”的进程，是我国农业突破资源、环境、市场多重约束，发展产出高效、产品安全、资源节约、环境友好现代农业的重要途径。

政策沃土催生农业信息化

在农业信息化的发展道路上，国家一直给予长久、稳定、详细的政策支持。从2004年到2016年连续12年的党中央一号文件中，都有关于农业农村信息化的内容。党的十七届三中全议指出：“不断促进农业技术集成化、劳动过程机械化、生产经营信息化，推进农业信息服务技术发展，重点开发信息采集、精准作业和管理信息、农村远程数字化和可视化、气象预测预报和灾害预警等技术，推进广电网、电信网、互联网“三网融合”，积极发挥信息化为农服务作用”。党的十八届五中全会也明确指出实施网络强国战略，实施“互联网+”行动计划，发展分享经济，实施国家大数据战略。深入实施创新驱动发展战略，发挥科技创新在全面创新中的引领作用。大力推进农业现代化，加快转变农业发展方式，走产出高效、产品安全、资源节约、环境友好的农业现代化道路。

《国家信息化发展评价报告（2016）》显示，中国信息化发展首次超越G20平均水平，位列全球第25位。2016年6月，我国网民规模已达7.1亿，我国互联网普及率达到51.7%，超过全球平均水平3.1个百分点。网民规模连续9年居全球首位；固定宽带接入数量达4.7亿，覆盖全国所有城市、乡镇以及95%的行政村。

农业信息化相关基础设施不断完善，农业信息资源日趋丰富，信息技术逐步推进。以国家物联网示范工程智能农业项目和农业部物联网区试工程项目为标志，我国农业生产信息化开始破题，大田作物滴灌、设施园艺环境监控、畜牧水产养殖环境监测技术得到初步应用。

农业农村信息技术

农业农村信息技术是指将信息技术应用在农业生产、管理、销售以及农村生活等过程中，实现对信息的及时采集、存储、传输、处理和分析，充分开发利用农业信息资源，为研究人员、生产者、管理者等提供技术咨询、资料查阅、生产指导和管理决策等支持的技术。

1、“3S”技术

（1）地理信息系统

GIS(Geographic Information System)即地理信息系统，是以地理空间数据库为基础，在计算机软硬件的支持下，用于空间和地理有关的数据的采集、存储、提取、检索、分析、显示、制图，实现综合管理和分析应用的技术系统。

农业地理信息系统主要应用在农业资源管理，土地信息系统和地籍管理，生态环境管理与模拟，应急响应和农业基础设施管理等方面。

（2）遥感技术

RS(Remote Sensing)遥感，指利用一切物体的发射、反射、吸收电磁波的性质，通过探测仪器，远距离、非接触条件下探测目标地物，获取其反射、辐射或散射的电磁波信息（如电场、磁场、电磁波、地震波等信息），并进行提取、判定、加工处理、分析，揭示出物体的特征性质及其变化的综合性探测技术。

在农业中主要应用在土地资源调查，作物估产，灾情监测与预报和作物病虫害监测与预报等方面。

（3）全球定位系统

GPS (Global Positioning System)全球定位系统，太空中6个轨道的24颗GPS卫星组成，有空间星座、地面控制和用户设备构成，应用全球定位系统的载波相位测量技术，为地球表面绝大部分地区提供准确的定位、测速和高精度的时间标准。全球定位系统因为全球覆盖、全天候、高精度、实时导航定位等特点而被广泛应用。

（4）“3S”技术集成

GIS、RS、GPS是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的3大支撑技术，3S集成技术的发展，形成了综合的、完整的对地观测系统，提高了人类认识地球的能力。当前，已在农业区域资源规划和精准农业中得到了广泛应用。

2、农业信息采集技术

（1）大田环境信息采集

大田环境监测主要通过物联网技术、视频监控技术、网络技术等实现对大田环境空气温度、湿度、风速、风向、辐射、降雨量以及土壤墒情、酸碱度、养分等影响作物生长的因子实现实时监测并通过无线网路传输到中心平台。系统软件平台可将各个采集节点所采集的数据进行整理分析，以照片、表格、曲线图、柱状图的方式展现和储存，方便用户随时查看和积累种植经验。

（2）设施农业环境信息采集技术

面向设施农业环境、作物、产品等管控对象，系列化经济实用的传感设备测量温度、湿度、光照、CO2、露点等信息，为设施农业环境监控、管理提供数据依据。

（3）作物生理生态信息采集

基于便携式设备的作物生理信息快速采集、传输设备，通过采集作物茎流、页面温度、页面湿度、果实膨大、植株高度、叶面夹角等获取作物生理信息，估计作物当前的水分、营养等生理状况，从而更好的指导灌溉、施肥等农业生产活动。同时，也可用于作物估产。

3、测土配方施肥管理技术

以采集到的土壤信息为基础，通过施肥模型决策分析，推荐各地块最佳施肥量。

信息采集，通过基于PDA的数据采集终端采集田间各种基础数据和养分检测数据；数据管理，实现对属性数据管理和空间数据的增加、删除、修改和根据条件查询；查询与分析，图形与属性的双向查询，对养分检测和测土数据、报表综合统计分析；施肥决策，通过施肥模型实现区域田块的推荐肥卡，并给予施肥指导，提供企业肥料信息；信息推送，以短信的方式向农民推送施肥卡及施肥知识等信息，拓宽面向农民的信息服务渠道；养分检测，对土壤养分含量分布、检测点、全市土壤养分含量变化进行统计分析和动态检测。

4、农业自动化控制技术

（1）农业机械装备

以大田作物精准生产智能化为目的，以自动导航技术、农机精准作业过程实时信号检测技术、动态作业条件下物料精准施用控制技术等为基础的 精准农业智能化机具，实现了“土、种、肥”等农业物料精准投放，提高生产效率与作业质量。

（2）农机调度系统

基于卫星定位、智能传感、地理信息及无线通信等技术手段，实时获取农田作业机械位置、工况、作业参数并进行智能分析处理，为作业机手、农机合作组织和农机生产企业提供监控管理信息并能辅助生产、管理和服务的软硬件综合系统。

（3）设施农业温室控制技术

5、农业经营信息技术

农业经营信息技术包括远程教育培训、专家系统和农业企业管理信息系统。基于农业专家知识线索，采用渐进式诊断技术，使用模糊产生式决策机制对农业生产过程中的求解、计算等问题进行决策。

6、农产品质量安全监管和溯源技术

基于FRDI 和条码技术，实时采集、跟踪、传输农产品产前、产中、产后各环节信息，保证农产品安全信息及时获取，建立“源头可追溯、流程可跟踪、信息可查询、责任可追究”的农产品安全监管、溯源体系。

7、农产品物流监控技术

农产品不同的生物特性决定了要农产品物流系统的多样化建设，包括运输方式、运输路径、车辆监控设备等，通过运用传感技术、3S技术，决策分析管理技术等，实现农产品性状信息的实时监测、路径的自动选择等，建立高效率、低成本的物流系统。

8、多媒体技术

将科研成果和前沿信息制作成光盘，利用多媒体设备进行相关的技术培训和讲座，使信息资源直接、生动、快速的转化为易被接受的信息。

农业信息化发展存在的问题

农业信息化发展在我国取得了长足的进步，但是发展的过程中也暴露了一些发展问题。缺乏顶层设计；投资力度不够；农业信息化的基础设施相对薄弱；农业生产经营方式的制约；信息技术和农业业务没有融合等问题。

信息技术要成为农业生产要素，要克服过去农业信息系统决策方案和方案实施两张皮的状况，把农业决策方案直接在生产中实施。目前，随着精准农业研究与应用的不断深入，已初步实现了信息技术和农业生产的有机结合。

信息技术不能只简单提供辅助决策，而是要成为农业生产要素，农业信息技术要想成功应用，就必须和农业产业链相结合。农业生产是一个开放的环境，不同地区、不同种类、不同品种、不同生育时期（甚至白天和夜晚），作物（动物）对环境的要求是不一样的。要采用先进适用的信息化工具对农业各领域的专业知识和业务模型进行挖掘，作为实时调控的依据，实现调控模型和业务模型的偶合，达到按需调控的目的，这是农业科学生产和管理的本质，也是信息技术成功应用的关键和发展趋势。

（本文根据北京农村信息技术研究中心杨宝祝研究员在第四届农业高新产业发展峰会暨中国农业技术推广协会高新技术专业委员会成立二十周年座谈会上的讲话整理。）