編輯|王武強

信息化支撐現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展

編輯|王武強

導(dǎo) 語：信息技術(shù)不能只簡單地提供輔助決策，而是要成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素，農(nóng)業(yè)信息技術(shù)要想成功應(yīng)用，就必須和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈相結(jié)合。

當(dāng)前，以傳感技術(shù)、計算機與智能技術(shù)、通訊技術(shù)和控制技術(shù)為主要特征的信息技術(shù)和信息化浪潮正席卷全球。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，也面臨著一場以信息技術(shù)和生物技術(shù)為優(yōu)先領(lǐng)域的新技術(shù)革命和產(chǎn)業(yè)革命。通過農(nóng)業(yè)信息化帶動農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，無疑已成為我國農(nóng)村經(jīng)濟和社會發(fā)展中的一個戰(zhàn)略性選擇。加快信息化與農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的融合發(fā)展，全面提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營、管理和服務(wù)水平，加速新常態(tài)下農(nóng)業(yè)“調(diào)結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)方式”的進程，是我國農(nóng)業(yè)突破資源、環(huán)境、市場多重約束，發(fā)展產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要途徑。

政策沃土催生農(nóng)業(yè)信息化

在農(nóng)業(yè)信息化的發(fā)展道路上，國家一直給予長久、穩(wěn)定、詳細的政策支持。從2004年到2016年連續(xù)12年的黨中央一號文件中，都有關(guān)于農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息化的內(nèi)容。黨的十七屆三中全議指出：“不斷促進農(nóng)業(yè)技術(shù)集成化、勞動過程機械化、生產(chǎn)經(jīng)營信息化，推進農(nóng)業(yè)信息服務(wù)技術(shù)發(fā)展，重點開發(fā)信息采集、精準(zhǔn)作業(yè)和管理信息、農(nóng)村遠程數(shù)字化和可視化、氣象預(yù)測預(yù)報和災(zāi)害預(yù)警等技術(shù)，推進廣電網(wǎng)、電信網(wǎng)、互聯(lián)網(wǎng)“三網(wǎng)融合”，積極發(fā)揮信息化為農(nóng)服務(wù)作用”。黨的十八屆五中全會也明確指出實施網(wǎng)絡(luò)強國戰(zhàn)略，實施“互聯(lián)網(wǎng)+”行動計劃，發(fā)展分享經(jīng)濟，實施國家大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略。深入實施創(chuàng)新驅(qū)動發(fā)展戰(zhàn)略，發(fā)揮科技創(chuàng)新在全面創(chuàng)新中的引領(lǐng)作用。大力推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，加快轉(zhuǎn)變農(nóng)業(yè)發(fā)展方式，走產(chǎn)出高效、產(chǎn)品安全、資源節(jié)約、環(huán)境友好的農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化道路。

《國家信息化發(fā)展評價報告（2016）》顯示，中國信息化發(fā)展首次超越G20平均水平，位列全球第25位。2016年6月，我國網(wǎng)民規(guī)模已達7.1億，我國互聯(lián)網(wǎng)普及率達到51.7%，超過全球平均水平3.1個百分點。網(wǎng)民規(guī)模連續(xù)9年居全球首位；固定寬帶接入數(shù)量達4.7億，覆蓋全國所有城市、鄉(xiāng)鎮(zhèn)以及95%的行政村。

農(nóng)業(yè)信息化相關(guān)基礎(chǔ)設(shè)施不斷完善，農(nóng)業(yè)信息資源日趨豐富，信息技術(shù)逐步推進。以國家物聯(lián)網(wǎng)示范工程智能農(nóng)業(yè)項目和農(nóng)業(yè)部物聯(lián)網(wǎng)區(qū)試工程項目為標(biāo)志，我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息化開始破題，大田作物滴灌、設(shè)施園藝環(huán)境監(jiān)控、畜牧水產(chǎn)養(yǎng)殖環(huán)境監(jiān)測技術(shù)得到初步應(yīng)用。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息技術(shù)

農(nóng)業(yè)農(nóng)村信息技術(shù)是指將信息技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、管理、銷售以及農(nóng)村生活等過程中，實現(xiàn)對信息的及時采集、存儲、傳輸、處理和分析，充分開發(fā)利用農(nóng)業(yè)信息資源，為研究人員、生產(chǎn)者、管理者等提供技術(shù)咨詢、資料查閱、生產(chǎn)指導(dǎo)和管理決策等支持的技術(shù)。

1、“3S”技術(shù)

（1）地理信息系統(tǒng)

GIS(Geographic Information System)即地理信息系統(tǒng)，是以地理空間數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，在計算機軟硬件的支持下，用于空間和地理有關(guān)的數(shù)據(jù)的采集、存儲、提取、檢索、分析、顯示、制圖，實現(xiàn)綜合管理和分析應(yīng)用的技術(shù)系統(tǒng)。

農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)主要應(yīng)用在農(nóng)業(yè)資源管理，土地信息系統(tǒng)和地籍管理，生態(tài)環(huán)境管理與模擬，應(yīng)急響應(yīng)和農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施管理等方面。

（2）遙感技術(shù)

RS(Remote Sensing)遙感，指利用一切物體的發(fā)射、反射、吸收電磁波的性質(zhì)，通過探測儀器，遠距離、非接觸條件下探測目標(biāo)地物，獲取其反射、輻射或散射的電磁波信息（如電場、磁場、電磁波、地震波等信息），并進行提取、判定、加工處理、分析，揭示出物體的特征性質(zhì)及其變化的綜合性探測技術(shù)。

在農(nóng)業(yè)中主要應(yīng)用在土地資源調(diào)查，作物估產(chǎn)，災(zāi)情監(jiān)測與預(yù)報和作物病蟲害監(jiān)測與預(yù)報等方面。

（3）全球定位系統(tǒng)

GPS (Global Positioning System)全球定位系統(tǒng)，太空中6個軌道的24顆GPS衛(wèi)星組成，有空間星座、地面控制和用戶設(shè)備構(gòu)成，應(yīng)用全球定位系統(tǒng)的載波相位測量技術(shù)，為地球表面絕大部分地區(qū)提供準(zhǔn)確的定位、測速和高精度的時間標(biāo)準(zhǔn)。全球定位系統(tǒng)因為全球覆蓋、全天候、高精度、實時導(dǎo)航定位等特點而被廣泛應(yīng)用。

（4）“3S”技術(shù)集成

GIS、RS、GPS是目前對地觀測系統(tǒng)中空間信息獲取、存貯管理、更新、分析和應(yīng)用的3大支撐技術(shù)，3S集成技術(shù)的發(fā)展，形成了綜合的、完整的對地觀測系統(tǒng)，提高了人類認識地球的能力。當(dāng)前，已在農(nóng)業(yè)區(qū)域資源規(guī)劃和精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。

2、農(nóng)業(yè)信息采集技術(shù)

（1）大田環(huán)境信息采集

大田環(huán)境監(jiān)測主要通過物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、視頻監(jiān)控技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等實現(xiàn)對大田環(huán)境空氣溫度、濕度、風(fēng)速、風(fēng)向、輻射、降雨量以及土壤墑情、酸堿度、養(yǎng)分等影響作物生長的因子實現(xiàn)實時監(jiān)測并通過無線網(wǎng)路傳輸?shù)街行钠脚_。系統(tǒng)軟件平臺可將各個采集節(jié)點所采集的數(shù)據(jù)進行整理分析，以照片、表格、曲線圖、柱狀圖的方式展現(xiàn)和儲存，方便用戶隨時查看和積累種植經(jīng)驗。

（2）設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境信息采集技術(shù)

面向設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境、作物、產(chǎn)品等管控對象，系列化經(jīng)濟實用的傳感設(shè)備測量溫度、濕度、光照、CO2、露點等信息，為設(shè)施農(nóng)業(yè)環(huán)境監(jiān)控、管理提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

（3）作物生理生態(tài)信息采集

基于便攜式設(shè)備的作物生理信息快速采集、傳輸設(shè)備，通過采集作物莖流、頁面溫度、頁面濕度、果實膨大、植株高度、葉面夾角等獲取作物生理信息，估計作物當(dāng)前的水分、營養(yǎng)等生理狀況，從而更好的指導(dǎo)灌溉、施肥等農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動。同時，也可用于作物估產(chǎn)。

3、測土配方施肥管理技術(shù)

以采集到的土壤信息為基礎(chǔ)，通過施肥模型決策分析，推薦各地塊最佳施肥量。

信息采集，通過基于PDA的數(shù)據(jù)采集終端采集田間各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和養(yǎng)分檢測數(shù)據(jù)；數(shù)據(jù)管理，實現(xiàn)對屬性數(shù)據(jù)管理和空間數(shù)據(jù)的增加、刪除、修改和根據(jù)條件查詢；查詢與分析，圖形與屬性的雙向查詢，對養(yǎng)分檢測和測土數(shù)據(jù)、報表綜合統(tǒng)計分析；施肥決策，通過施肥模型實現(xiàn)區(qū)域田塊的推薦肥卡，并給予施肥指導(dǎo)，提供企業(yè)肥料信息；信息推送，以短信的方式向農(nóng)民推送施肥卡及施肥知識等信息，拓寬面向農(nóng)民的信息服務(wù)渠道；養(yǎng)分檢測，對土壤養(yǎng)分含量分布、檢測點、全市土壤養(yǎng)分含量變化進行統(tǒng)計分析和動態(tài)檢測。

4、農(nóng)業(yè)自動化控制技術(shù)

（1）農(nóng)業(yè)機械裝備

以大田作物精準(zhǔn)生產(chǎn)智能化為目的，以自動導(dǎo)航技術(shù)、農(nóng)機精準(zhǔn)作業(yè)過程實時信號檢測技術(shù)、動態(tài)作業(yè)條件下物料精準(zhǔn)施用控制技術(shù)等為基礎(chǔ)的 精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)智能化機具，實現(xiàn)了“土、種、肥”等農(nóng)業(yè)物料精準(zhǔn)投放，提高生產(chǎn)效率與作業(yè)質(zhì)量。

（2）農(nóng)機調(diào)度系統(tǒng)

基于衛(wèi)星定位、智能傳感、地理信息及無線通信等技術(shù)手段，實時獲取農(nóng)田作業(yè)機械位置、工況、作業(yè)參數(shù)并進行智能分析處理，為作業(yè)機手、農(nóng)機合作組織和農(nóng)機生產(chǎn)企業(yè)提供監(jiān)控管理信息并能輔助生產(chǎn)、管理和服務(wù)的軟硬件綜合系統(tǒng)。

（3）設(shè)施農(nóng)業(yè)溫室控制技術(shù)

5、農(nóng)業(yè)經(jīng)營信息技術(shù)

農(nóng)業(yè)經(jīng)營信息技術(shù)包括遠程教育培訓(xùn)、專家系統(tǒng)和農(nóng)業(yè)企業(yè)管理信息系統(tǒng)?；谵r(nóng)業(yè)專家知識線索，采用漸進式診斷技術(shù)，使用模糊產(chǎn)生式?jīng)Q策機制對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中的求解、計算等問題進行決策。

6、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全監(jiān)管和溯源技術(shù)

基于FRDI 和條碼技術(shù)，實時采集、跟蹤、傳輸農(nóng)產(chǎn)品產(chǎn)前、產(chǎn)中、產(chǎn)后各環(huán)節(jié)信息，保證農(nóng)產(chǎn)品安全信息及時獲取，建立“源頭可追溯、流程可跟蹤、信息可查詢、責(zé)任可追究”的農(nóng)產(chǎn)品安全監(jiān)管、溯源體系。

7、農(nóng)產(chǎn)品物流監(jiān)控技術(shù)

農(nóng)產(chǎn)品不同的生物特性決定了要農(nóng)產(chǎn)品物流系統(tǒng)的多樣化建設(shè)，包括運輸方式、運輸路徑、車輛監(jiān)控設(shè)備等，通過運用傳感技術(shù)、3S技術(shù)，決策分析管理技術(shù)等，實現(xiàn)農(nóng)產(chǎn)品性狀信息的實時監(jiān)測、路徑的自動選擇等，建立高效率、低成本的物流系統(tǒng)。

8、多媒體技術(shù)

將科研成果和前沿信息制作成光盤，利用多媒體設(shè)備進行相關(guān)的技術(shù)培訓(xùn)和講座，使信息資源直接、生動、快速的轉(zhuǎn)化為易被接受的信息。

農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展存在的問題

農(nóng)業(yè)信息化發(fā)展在我國取得了長足的進步，但是發(fā)展的過程中也暴露了一些發(fā)展問題。缺乏頂層設(shè)計；投資力度不夠；農(nóng)業(yè)信息化的基礎(chǔ)設(shè)施相對薄弱；農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營方式的制約；信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)業(yè)務(wù)沒有融合等問題。

信息技術(shù)要成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素，要克服過去農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)決策方案和方案實施兩張皮的狀況，把農(nóng)業(yè)決策方案直接在生產(chǎn)中實施。目前，隨著精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)研究與應(yīng)用的不斷深入，已初步實現(xiàn)了信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的有機結(jié)合。

信息技術(shù)不能只簡單提供輔助決策，而是要成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)要素，農(nóng)業(yè)信息技術(shù)要想成功應(yīng)用，就必須和農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈相結(jié)合。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)是一個開放的環(huán)境，不同地區(qū)、不同種類、不同品種、不同生育時期（甚至白天和夜晚），作物（動物）對環(huán)境的要求是不一樣的。要采用先進適用的信息化工具對農(nóng)業(yè)各領(lǐng)域的專業(yè)知識和業(yè)務(wù)模型進行挖掘，作為實時調(diào)控的依據(jù)，實現(xiàn)調(diào)控模型和業(yè)務(wù)模型的偶合，達到按需調(diào)控的目的，這是農(nóng)業(yè)科學(xué)生產(chǎn)和管理的本質(zhì)，也是信息技術(shù)成功應(yīng)用的關(guān)鍵和發(fā)展趨勢。

（本文根據(jù)北京農(nóng)村信息技術(shù)研究中心楊寶祝研究員在第四屆農(nóng)業(yè)高新產(chǎn)業(yè)發(fā)展峰會暨中國農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣協(xié)會高新技術(shù)專業(yè)委員會成立二十周年座談會上的講話整理。）