计算机网络技术在农业中的应用

董美荣

(集贤县农村机械化服务中心，黑龙江 集贤 155900)

0 引言

近几年来，随着我国农业生产的现代化转型，以计算机为核心的无人驾驶技术、自动导航技术、视觉识别技术、人工智能技术及农业物联网技术正在引导传统农业生产向现代化、智能化方向发展，是保障现代农业生产的重要基础条件之一[1]。农业农村部明确指出，到2050年，我国要实现农业信息化基础设施建设，将计算机技术应用到农业生产，对提高我国农业生产竞争力，缓解我国农业市场的制约因素与快速发展具有重要作用。

计算机技术在农业检测、识别、农机操作及食品安全方面等多方面具有重要意义。利用计算机模拟技术可以实现对田间环境进行自动模拟，如地下水位、降雨量信息等进行实时监测，对田间作物及相关生长系数进行模拟，实现精准灌溉与施肥，以科学为导向进行农业生产，达到节水节肥的目的[2]。随着人工智能技术的不断发展，已在农业生产模拟与预测中广泛应用，随着计算机技术体系的不断完善与发展，开始逐步构建农业物联网，便于及时更新农产品信息，反映相关产品特性，提供一个开放性农业生产综合服务站。还可以及时对市场发展趋势、行业导向及相关技术劳动指导，创建农业生产典型工业园区，促进高科技成果转化与研究。因此，应该大力推进农业计算机技术在农业生产中的应用与发展。

1 应用现状

目前，计算机技术在农业生产各个方面都占据主要地位，如无人驾驶技术、人工智能技术、农业精密仪器、视觉识别技术及农业物联网技术等方面都以计算机技术为核心。

1.1 视觉识别技术

我国关于机器视觉技术开始于20世纪90年代，在农业生产中应用属于初级阶段。机器视觉技术的核心是图像处理技术。其本质主要是通过图像传感器对周边环境进行识别，并基于人工智能识别技术进行图像分析，在农业生产中已经得到了广泛应用。目前，对病虫害识别、作物生长中的各种农艺性状的判别等方面应用广泛。通过图像采集后进行系统自动判别，根据图像采集的颜色、亮度等转化为数字信号，便于农户在不进行田间观察时对田间作物进行及时判别，并做出干预。目前，在农业机械应用中，机器视觉在田间行驶时，通过对周边环境，如作物生长、土壤性质及判别果实是否成熟，从而完成一系列农事操作，如田间除草、果实采摘及土壤翻耕等。机器视觉技术可以代替传统数据采集技术，可以在较短的时间内获取大量的数据并及时进行处理，反馈出实时有效的信息，从而可以完成对目标产量的远程监控与实时监测，因此，大力发展和完善视觉技术是未来自动导航技术乃至整个生产制造行业的重点。目前，针对图像识别技术主要是利用分割算法进行图像处理，发展现状如表1所示，主要是通过对田间作物的颜色特征与农艺性状进行分析，并做出决断。

表1 图像分割方法研究进展

1.2 农业物联网

农业物联网技术是以计算机技术为核心，将农业信息进行相关整理与智能管理。农业物联网是物联网在农业生产中的一个分支，以农业生产为背景，进行人、计算机、农业产品全面联通与信息交互。农业物联网信息层包括应用服务层、信息传输层、物理感知层，被认为是继计算机技术、互联网及移动通信技术后的第四大智能技术，被列入我国农业生产智能化发展的重要战略方向之一。其本质是通过获取作物生产环境、农产品信息与产品流通信息进行实时更新与记录，可以保障粮食安全、提高产量、降低生产成本的农业生产。农业物联网主要是利用传感器技术进行田间监测，并进行信息处理，实现智能化服务，主要组成部分如图1所示。

图1 农业物联网组成结构

1.3 农业生产精密仪器

农业生产精密仪器主要包括农业监控仪器与农业测量仪器。农业监控仪器可以对田间农业生产中的作物进行实时监测，对农业生长状况及田间环境进行实时监测，可以进行精准灌溉及施肥。在农业生产过程中，可以将田间采集信息通过数据处理及时传递给农民，进行相应农业措施调整，减少大规模灌溉、施肥及喷药造成的资源浪费与生态环境污染。

2 计算机技术在农业生产中的意义

2.1 提高农业生产效率

农业计算机技术可以对田间环境进行实时监测，比人工监测观察效率更高，对气候环境进行及时预测，实时分析气候变化对农业生产的影响，利用无人机技术及田间传感器技术进行作物图像采集，对于防御病虫害发生与精准灌溉施肥、田间农业措施的调节具有重要意义[3]。尤其是在病虫害防治，应用图像处理技术，当田间出现较轻的病虫害时，可以进行及时干预，将病虫害造成的农业损失降到最低，对于保障粮食产量、提高生产效率与降低劳动强度具有重要意义。

2.2 推动农业智能化进程

计算机技术在农产品辨别、产品源头溯源等方面具有重要意义。促进农业智能化进程，还可以对农田土壤进行自动检测分析，及时判别土壤信息，便于农户种植相应的农作物，提高土地利用效率与作物产量。计算机技术还可以对农业信息进行采集与流通，对于农产品源头溯源可以及时判别产品的流通过程，对于保障粮食安全具有重要意义。农业物联网的建立可以进行网络产品流通与售卖，消费者可以进行自由选择，进行网络购物，为消费者和农户提供便捷。农业互联网还可以及时提供产品信息与市场导向，为农户种植作物及价格预测进行及时分析。

3 存在的问题

3.1 农户认识水平较低

目前，农户生产对于农业转型积极性较低，存在一定的排斥心理，由于技术难点、操作困难及相关技术手段落后，造成农户依然沿袭传统农业生产方式与种植手段，包括后续的销售与加工。另一方面，由于农户文化水平较低，所以在使用计算机方面存在一定的技术难点与缺陷，导致计算机技术在农业生产中的推广与普及存在一定的难点。

3.2 电脑计算机技术普及不广泛

据统计，目前我国电脑普及程度较低，计算机技术在农村地区普及也较为落后，一方面是由于农村经济条件不发达，农户对于计算机的使用与购买率较低；另一方面，农户在购买计算机之后，由于缺乏相应的技术指导，电脑多用来进行娱乐，不能真正应用到农业生产中。由于目前假货横行，购买人员缺乏相关专业技术知识，不能及时辨别计算机性能好坏，尤其是互联网信息，存在很多潜在的危险。如虚假信息与欺骗信息，这也造成了很多农户对计算机网络信息的排斥，加大了计算机技术在农业生产中的应用与普及推广的难度。

3.3 缺乏相关技术人员进行指导

部分农业生产经营者即使拥有电脑并且掌握相应的计算机技术，也无法与农业生产进行连接，这时候就需要有专业的技术人员进行指导与帮助，由于农业服务体系不完善，相关农机技术人员较为匮乏，因此，在进行农业计算机操作时，不能与农业生产进行连接。

4 发展趋势

4.1 加强组织领导与政府支持

加强政府的组织领导与政策支持，应根据不同地区情况，将计算机技术及时、高效地应用到当地农业生产中。成立地区农业计算机生产组织，为计算机技术在农业生产中的技术推广、总体规划、技术指导培训、农业生产监督与评价提供一个完善的技术推广体系，使各个地区计算机技术在农业生产中的高效应用与发展提供一个良好的组织与平台[4]。政府应加强政策支持与资金投入，将农业基础设施、农产品流通、资源循环利用及田间检测技术更好地融入农业生产中。同时加强技术人员对农户的技术指导与培训，并进行相关技能的评估，保障农业生产的高效率开展。

4.2 加强农业基础设施建设

随着农业计算机技术的快速发展，应同步发展农业基础设施的建设，拥有标准化农田与优良的农业基础设施，对于提高农业计算机技术在田间的高效使用具有重要意义。农业基础设施主要包括农业机械化、田间水利设施、田间物联网技术、传感器技术及相关电子设备等，加强田间标准化建设，可以加强各个地区农业同步发展，便于相关农业机械、田间设施的通用性，对于推进我国各个地区农业现代化进程具有一定的推进作用[5]。

5 结论

我国是农业生产大国，但不是农业生产强国，主要是由于农业现代化及智能化发展较为落后，远远落后于发达国家。农业生产对保障我国粮食安全与人民生活质量具有重要意义。我国关于农业计算机研究起步较晚，但是改革开放以来对于农业生产及相应的技术十分重视，因此，农业发展迅速。计算机技术在目前农业生产中占有重要地位，对于农业现代化进程具有重要的推动意义，推动我国传统农业向现代化及智能化方向发展。随着目前耕地面积逐渐降低，劳动力减少，人口基数逐渐增大，因此，提高粮食产量是保证农业生产的关键条件。计算机技术对于田间气候预测、田间环境监测、病虫害防治、精准农业及精密农业仪器的研制具有重要意义。本研究针对目前农业计算机技术在农业生产中的应用现状进行阐述，分析目前农业计算机技术在农业生产中存在的问题与缺陷，提出未来我国农业计算机技术发展的研究重点与发展难点，研究结果对于提高我国农业生产效率、降低劳动强度、提高农业操作精度提供技术参考与理论基础。