吳 翔

（湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學院，湖南 衡陽 421005）

近年來，隨著我國經(jīng)濟和科技的不斷發(fā)展，我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和質(zhì)量逐漸提高。目前，在計算機技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)大發(fā)展的背景下，智慧農(nóng)業(yè)作為一種新型的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和管理模式出現(xiàn)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域[1]。智慧農(nóng)業(yè)是指在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，充分利用計算機和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，將相關(guān)技術(shù)進行有效聚合，實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中對生長的農(nóng)作物生長的遠程診斷、遠程控制以及遠程收獲的目標[2]。

1 發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)的意義和價值

傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要投入大量的人力和物力時刻關(guān)注農(nóng)作物的生長情況，該過程不僅造成了大量的人力支出，而且農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效益也較低。一方面，應(yīng)用智慧農(nóng)業(yè)后，一部分由人力完成的事務(wù)即可以交由智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)完成，可以極大程度解放勞動力，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的效率。另一方面，也可以促進我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)技術(shù)水平的提升?？萍嫉倪M步是有一定規(guī)律的，當某一項技術(shù)已經(jīng)成功打開了市場，并且有了一定數(shù)量的消費群體，后期技術(shù)更迭就會較為迅速，但如果一項技術(shù)未能打開市場，那么就會因研發(fā)資金的不足導致相關(guān)技術(shù)后續(xù)提升緩慢、乏力。目前，我國正大力發(fā)展智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)，進一步開發(fā)與智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)的技術(shù)、設(shè)備，可為我國智慧農(nóng)業(yè)的發(fā)展提供市場基礎(chǔ)和進步動力。長期以來，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)保持了以家庭為單位的生產(chǎn)模式，該種生產(chǎn)模式相較于集群化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，在生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益方面都處于劣勢。通過對智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，可以在一定程度上優(yōu)化我國傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式。在扶貧攻堅的關(guān)鍵階段，提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，助力農(nóng)民增收，為我國農(nóng)村地區(qū)脫貧貢獻力量[3]。

2 計算機技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)發(fā)展中的具體應(yīng)用

2.1 計算機視覺技術(shù)的應(yīng)用

該技術(shù)是多種技術(shù)的綜合體，其主要以計算機科學為基礎(chǔ)，結(jié)合了信號處理相關(guān)技術(shù)、統(tǒng)計學原理、數(shù)學知識。計算機視覺識別技術(shù)可以在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的過程中實現(xiàn)圖像的識別和處理，在智慧農(nóng)業(yè)生態(tài)構(gòu)建后有較為廣泛的應(yīng)用空間。具體而言，在智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式下，需要對農(nóng)作物的生長情況進行及時監(jiān)控，此時，計算機視覺識別系統(tǒng)就可以承擔實時分析農(nóng)作物生長情況的任務(wù)，即根據(jù)農(nóng)作物生長情況作出適宜生產(chǎn)的部署和操作。智慧農(nóng)業(yè)最明顯的優(yōu)勢即可以利用智慧系統(tǒng)對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)策略進行自動分析。視覺識別系統(tǒng)則可以為分析過程提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)支撐。農(nóng)作物生長過程中，經(jīng)常會受到雜草、病害的威脅，計算機識別技術(shù)可以利用光譜分析法、外形分析法以及顏色分析法等視覺分析方法，對農(nóng)作物生長中存在的威脅進行實時甄別。在進行害蟲的識別時，首先利用黑光燈進行聚蟲；其次將利用視覺識別系統(tǒng)中的圖像采集裝置進行圖像或視頻數(shù)據(jù)的采集；再次利用小波分析形式對圖形進行分解，通過對識別對象的外觀信息進行判斷和分析為后期農(nóng)作物處理提供依據(jù)；最后利用BP 網(wǎng)絡(luò)學習算法進行識別。在該過程中，雖然對于害蟲的識別準確率可以超過90%，但該技術(shù)在具體應(yīng)用中也存在一些問題，如在常見的農(nóng)作物害蟲中有一部分害蟲不具備飛行能力，很難被黑光燈聚集，所以針對該類害蟲進行視覺識別的實際作用較差，有待于進一步改善。

2.2 計算機網(wǎng)格技術(shù)的應(yīng)用

我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式中，農(nóng)作物的生產(chǎn)模式較為粗放。通過運用計算機網(wǎng)格技術(shù)，可以促進生產(chǎn)者提升農(nóng)作物生產(chǎn)和管理的精細化。通常情況下，計算機網(wǎng)格技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中起到了檢測和控制的作用。該技術(shù)從農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的微觀、中觀、宏觀等不同角度對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的全流程進行掌控。運用該技術(shù)可以提取到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中的關(guān)鍵信息，然后通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將最為真實和客觀的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)數(shù)據(jù)進行傳輸，存儲于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫中。數(shù)據(jù)庫中匯集的信息有助于相關(guān)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)研究的開展，對于促進農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精細化效用顯著。計算機網(wǎng)格技術(shù)發(fā)展至今，已經(jīng)開始利用四分叉方式進行分析，網(wǎng)格單元尺寸通常設(shè)定為19 m×19 m。在農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫的建設(shè)方面，主要包含了地理基礎(chǔ)信息數(shù)據(jù)庫、GPS 測量控制點數(shù)據(jù)庫、土壤環(huán)境性狀數(shù)據(jù)庫、環(huán)境數(shù)據(jù)庫、氣象情況數(shù)據(jù)庫以及農(nóng)作物網(wǎng)格數(shù)據(jù)庫。該技術(shù)實際應(yīng)用以后，所有與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)的區(qū)域信息都將被匯集于數(shù)據(jù)庫中。當數(shù)據(jù)庫中的信息發(fā)生變化或波動后，主數(shù)據(jù)庫都可以對這些變化的數(shù)據(jù)進行及時反饋和處理。通過上述流程，可以有效改善傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程較為粗放的問題，推動農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理精細化的實現(xiàn)。除此之外，計算機網(wǎng)格技術(shù)還可以對控制區(qū)域的農(nóng)作物生長信息進行實時監(jiān)控和分析，這些信息主要包括控制區(qū)域內(nèi)的土壤信息、農(nóng)作物生長水分信息、微量元素情況、溫度情況以及農(nóng)作物品種信息。上述多類數(shù)據(jù)的收集和分析，一方面可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)相關(guān)研究提供基礎(chǔ)的數(shù)據(jù)參考，另一方面也可為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的宏觀調(diào)控提供數(shù)據(jù)支撐。傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)發(fā)展過程中，主要依靠生產(chǎn)經(jīng)營者自身的經(jīng)驗和技術(shù)，但在應(yīng)用計算機網(wǎng)格技術(shù)以后，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程科學性的提升，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動在相關(guān)知識和技術(shù)的科學指導下進行[4]。

2.3 計算機自動控制技術(shù)的應(yīng)用

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動提升效率的有效途徑之一為推動農(nóng)業(yè)自動機械化的應(yīng)用。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實現(xiàn)機械化之后，利用計算機自動控制技術(shù)，系統(tǒng)可以根據(jù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實時情況自動控制自動化農(nóng)業(yè)機械的運作。具體而言，在農(nóng)作物生長到一定程度時，該套自動化系統(tǒng)將對農(nóng)田中農(nóng)作物的實際生長情況與系統(tǒng)中存儲的信息進行比對。經(jīng)過比對后，如果發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物的實際生長情況沒有達到成熟的標準，則不會進行下一個自動化流程。如果系統(tǒng)將兩種信息進行比對，發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物已經(jīng)完全成熟，則會自動控制相關(guān)機械設(shè)備進行下一階段的操作。在判斷農(nóng)作物成熟后，相關(guān)機械設(shè)備將自動進入收割環(huán)節(jié)，在完成收割后，即會按照農(nóng)作物品種的不同進行脫皮、脫水操作。在完成收割和處理流程后，將自動將農(nóng)作物入庫。在該套自動化流程運作過程中，僅需要少量人力參與系統(tǒng)運行的監(jiān)督和控制。同傳統(tǒng)的人工甄別成熟度、人工收割而言，提升效率明顯[5]。

在自動控制系統(tǒng)的生態(tài)環(huán)境控制方面，計算機自動系統(tǒng)將對農(nóng)作物生長環(huán)境的溫度、濕度、光照等相關(guān)信息進行實時監(jiān)控。當發(fā)現(xiàn)農(nóng)作物的實際生長環(huán)境脫離預先設(shè)定的閾值時，將會對農(nóng)作物生長環(huán)境的相關(guān)生態(tài)環(huán)境指標進行調(diào)控。具體而言，就是在農(nóng)作物的生長環(huán)境中配備了多種傳感設(shè)備，該傳感設(shè)備對相關(guān)生態(tài)環(huán)境信息進行收集和分析后，通過網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)將信息傳輸至中央控制系統(tǒng)，再由中央控制系統(tǒng)向相關(guān)自動化環(huán)境控制儀器發(fā)出指令。自動化儀器在接收到指令后，將會對農(nóng)作物生長環(huán)境的溫度、濕度等指標進行調(diào)整，以保障農(nóng)作物的順利生長。在計算機自動控制系統(tǒng)的幫助下，上述整個調(diào)控過程可以基本實現(xiàn)全程自動化、智能化操作，降低了人工調(diào)控對于人力資源的占用，同時還能避免人工調(diào)控的不準確性。將該種技術(shù)應(yīng)用于大棚農(nóng)作物的生產(chǎn)，可以有效提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，降低勞動力的投入。

在節(jié)能減排方面，自動化控制系統(tǒng)也具備諸多優(yōu)勢。在我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，大水漫灌的方式仍然普遍存在，一方面浪費了大量的水資源和電力資源；另一方面該種灌溉方式相較于精準滴灌而言在促進農(nóng)作物生長方面并無優(yōu)勢。因此，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中可以利用計算機自動化控制系統(tǒng)對傳統(tǒng)灌溉方式進行優(yōu)化。前文已述，在智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式下，可以利用多種傳感器設(shè)備對農(nóng)作物的生長環(huán)境進行實時檢測。當傳感設(shè)備檢測到農(nóng)作物生長的土壤環(huán)境濕度較低，需要進行灌溉時，將由計算機系統(tǒng)對灌溉量和灌溉時間進行精準分析。該技術(shù)應(yīng)用后，一方面可以保障農(nóng)作物灌溉質(zhì)量；另一方面也可以大幅度減少水資源和電力資源的浪費。除此之外，運用計算機技術(shù)控制灌溉量、改善灌溉方式還可以在一定程度上降低生產(chǎn)成本，提高農(nóng)民經(jīng)營收入。

3 加強計算機技術(shù)在智慧農(nóng)業(yè)中應(yīng)用的具體路徑

3.1 加強農(nóng)村地區(qū)的計算機技術(shù)推廣力度

雖然計算機技術(shù)支持下的智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)具有大量優(yōu)勢，但是相較傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)而言，運用智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)將帶來較高的前期投入。因此，在較高的前期成本投入壓力下，部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者引入智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)系統(tǒng)的意愿不高。為了改變上述情況，筆者認為可以從以下兩個方面加大計算機技術(shù)支持下的智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)推廣力度。一是對智慧農(nóng)業(yè)系統(tǒng)優(yōu)勢進行普及，使廣大農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者充分了解智慧農(nóng)業(yè)的優(yōu)勢和便捷性，增加生產(chǎn)者引入相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)的意愿。具體而言，即在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)集約化程度較高的區(qū)域，可以組織相關(guān)企業(yè)前往農(nóng)業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場進行推廣，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者普及引進智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式的優(yōu)勢，最大限度打消生產(chǎn)經(jīng)營者的疑慮，為智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)和相關(guān)設(shè)備的推廣奠定基礎(chǔ)。二是相關(guān)部門可以通過補貼等形式，促進計算機相關(guān)技術(shù)應(yīng)用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域。智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)和設(shè)備的引入往往不是引進單一技術(shù)或設(shè)備，而是要引入一系列相互關(guān)聯(lián)的技術(shù)和設(shè)備，因此前期投入會相對較高。除相關(guān)部門推行補貼政策外，還可以由銀行向農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者發(fā)放無息或低息貸款，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者解決資金問題。智慧農(nóng)業(yè)技術(shù)和設(shè)備相關(guān)廠家也可以通過廠商金融的形式為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者先行提供技術(shù)和設(shè)備，后由農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者分期償還設(shè)備款。通過以上形式或者其他形式為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者解決技術(shù)和設(shè)備引入過程中的資金問題，有利于在集約化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)發(fā)展較好的地區(qū)更好地推廣智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)。

3.2 加強人才隊伍建設(shè)

計算機技術(shù)助力智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)必須依靠充足的人才隊伍。特別是智慧農(nóng)業(yè)相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)更需要一大批專業(yè)化技術(shù)人才。因此，為了使計算機技術(shù)更深入地應(yīng)用于我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域，應(yīng)當加大相關(guān)人才的培養(yǎng)力度。具體而言，企業(yè)、院校、農(nóng)民三方之間要加強聯(lián)系，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中的技術(shù)需要和人才需求做到及時反饋。高等院校要加強相關(guān)技術(shù)人才的培育工作，加快相關(guān)技術(shù)和設(shè)備的研發(fā)進程，為計算機技術(shù)助力智慧農(nóng)業(yè)生產(chǎn)奠定人才和智力基礎(chǔ)。

3.3 深化計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用

在計算機技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，相關(guān)技術(shù)已經(jīng)應(yīng)用到社會各個領(lǐng)域。尤其在工業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用，大幅度提升了工業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，對經(jīng)營主體的市場競爭力提升有很大幫助。但是，受限于多方面原因，計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣和應(yīng)用程度遠不及其他領(lǐng)域。因此，要從多方面入手，深化計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的應(yīng)用。

4 結(jié)束語

計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域應(yīng)用前景廣泛，實現(xiàn)計算機技術(shù)在該領(lǐng)域的深度應(yīng)用可以有效改善我國農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)，減輕農(nóng)民群體的勞動強度與負擔，助力農(nóng)民增收。但是，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域全面引入計算機技術(shù)仍需要解決諸多實際問題，這些問題的解決不僅有賴于技術(shù)攻關(guān)，更多還需要依靠政策支持和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)者生產(chǎn)觀念的轉(zhuǎn)變。