信息化支撐現代農業發展

編輯|王武強

信息化支撐現代農業發展

編輯|王武強

導 語：信息技術不能只簡單地提供輔助決策，而是要成為農業生產要素，農業信息技術要想成功應用，就必須和農業產業鏈相結合。

當前，以傳感技術、計算機與智能技術、通訊技術和控制技術為主要特征的信息技術和信息化浪潮正席卷全球。在農業領域，也面臨著一場以信息技術和生物技術為優先領域的新技術革命和產業革命。通過農業信息化帶動農業現代化，無疑已成為我國農村經濟和社會發展中的一個戰略性選擇。加快信息化與農業現代化的融合發展，全面提升農業生產、經營、管理和服務水平，加速新常態下農業“調結構、轉方式”的進程，是我國農業突破資源、環境、市場多重約束，發展產出高效、產品安全、資源節約、環境友好現代農業的重要途徑。

政策沃土催生農業信息化

在農業信息化的發展道路上，國家一直給予長久、穩定、詳細的政策支持。從2004年到2016年連續12年的黨中央一號文件中，都有關于農業農村信息化的內容。黨的十七屆三中全議指出：“不斷促進農業技術集成化、勞動過程機械化、生產經營信息化，推進農業信息服務技術發展，重點開發信息采集、精準作業和管理信息、農村遠程數字化和可視化、氣象預測預報和災害預警等技術，推進廣電網、電信網、互聯網“三網融合”，積極發揮信息化為農服務作用”。黨的十八屆五中全會也明確指出實施網絡強國戰略，實施“互聯網+”行動計劃，發展分享經濟，實施國家大數據戰略。深入實施創新驅動發展戰略，發揮科技創新在全面創新中的引領作用。大力推進農業現代化，加快轉變農業發展方式，走產出高效、產品安全、資源節約、環境友好的農業現代化道路。

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

農業信息化相關基礎設施不斷完善，農業信息資源日趨豐富，信息技術逐步推進。以國家物聯網示范工程智能農業項目和農業部物聯網區試工程項目為標志，我國農業生產信息化開始破題，大田作物滴灌、設施園藝環境監控、畜牧水產養殖環境監測技術得到初步應用。

農業農村信息技術

農業農村信息技術是指將信息技術應用在農業生產、管理、銷售以及農村生活等過程中，實現對信息的及時采集、存儲、傳輸、處理和分析，充分開發利用農業信息資源，為研究人員、生產者、管理者等提供技術咨詢、資料查閱、生產指導和管理決策等支持的技術。

1、“3S”技術

（1）地理信息系統

GIS(Geographic Information System)即地理信息系統，是以地理空間數據庫為基礎，在計算機軟硬件的支持下，用于空間和地理有關的數據的采集、存儲、提取、檢索、分析、顯示、制圖，實現綜合管理和分析應用的技術系統。

農業地理信息系統主要應用在農業資源管理，土地信息系統和地籍管理，生態環境管理與模擬，應急響應和農業基礎設施管理等方面。

（2）遙感技術

RS(Remote Sensing)遙感，指利用一切物體的發射、反射、吸收電磁波的性質，通過探測儀器，遠距離、非接觸條件下探測目標地物，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及其變化的綜合性探測技術。

在農業中主要應用在土地資源調查，作物估產，災情監測與預報和作物病蟲害監測與預報等方面。

（3）全球定位系統

GPS (Global Positioning System)全球定位系統，太空中6個軌道的24顆GPS衛星組成，有空間星座、地面控制和用戶設備構成，應用全球定位系統的載波相位測量技術，為地球表面絕大部分地區提供準確的定位、測速和高精度的時間標準。全球定位系統因為全球覆蓋、全天候、高精度、實時導航定位等特點而被廣泛應用。

（4）“3S”技術集成

GIS、RS、GPS是目前對地觀測系統中空間信息獲取、存貯管理、更新、分析和應用的3大支撐技術，3S集成技術的發展，形成了綜合的、完整的對地觀測系統，提高了人類認識地球的能力。當前，已在農業區域資源規劃和精準農業中得到了廣泛應用。

2、農業信息采集技術

（1）大田環境信息采集

大田環境監測主要通過物聯網技術、視頻監控技術、網絡技術等實現對大田環境空氣溫度、濕度、風速、風向、輻射、降雨量以及土壤墑情、酸堿度、養分等影響作物生長的因子實現實時監測并通過無線網路傳輸到中心平臺。系統軟件平臺可將各個采集節點所采集的數據進行整理分析，以照片、表格、曲線圖、柱狀圖的方式展現和儲存，方便用戶隨時查看和積累種植經驗。

（2）設施農業環境信息采集技術

面向設施農業環境、作物、產品等管控對象，系列化經濟實用的傳感設備測量溫度、濕度、光照、CO2、露點等信息，為設施農業環境監控、管理提供數據依據。

（3）作物生理生態信息采集

基于便攜式設備的作物生理信息快速采集、傳輸設備，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，估計作物當前的水分、營養等生理狀況，從而更好的指導灌溉、施肥等農業生產活動。同時，也可用于作物估產。

3、測土配方施肥管理技術

以采集到的土壤信息為基礎，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的數據采集終端采集田間各種基礎數據和養分檢測數據；數據管理，實現對屬性數據管理和空間數據的增加、刪除、修改和根據條件查詢；查詢與分析，圖形與屬性的雙向查詢，對養分檢測和測土數據、報表綜合統計分析；施肥決策，通過施肥模型實現區域田塊的推薦肥卡，并給予施肥指導，提供企業肥料信息；信息推送，以短信的方式向農民推送施肥卡及施肥知識等信息，拓寬面向農民的信息服務渠道；養分檢測，對土壤養分含量分布、檢測點、全市土壤養分含量變化進行統計分析和動態檢測。

4、農業自動化控制技術

（1）農業機械裝備

以大田作物精準生產智能化為目的，以自動導航技術、農機精準作業過程實時信號檢測技術、動態作業條件下物料精準施用控制技術等為基礎的 精準農業智能化機具，實現了“土、種、肥”等農業物料精準投放，提高生產效率與作業質量。

（2）農機調度系統

基于衛星定位、智能傳感、地理信息及無線通信等技術手段，實時獲取農田作業機械位置、工況、作業參數并進行智能分析處理，為作業機手、農機合作組織和農機生產企業提供監控管理信息并能輔助生產、管理和服務的軟硬件綜合系統。

（3）設施農業溫室控制技術

5、農業經營信息技術

農業經營信息技術包括遠程教育培訓、專家系統和農業企業管理信息系統。基于農業專家知識線索，采用漸進式診斷技術，使用模糊產生式決策機制對農業生產過程中的求解、計算等問題進行決策。

6、農產品質量安全監管和溯源技術

基于FRDI 和條碼技術，實時采集、跟蹤、傳輸農產品產前、產中、產后各環節信息，保證農產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、責任可追究”的農產品安全監管、溯源體系。

7、農產品物流監控技術

農產品不同的生物特性決定了要農產品物流系統的多樣化建設，包括運輸方式、運輸路徑、車輛監控設備等，通過運用傳感技術、3S技術，決策分析管理技術等，實現農產品性狀信息的實時監測、路徑的自動選擇等，建立高效率、低成本的物流系統。

8、多媒體技術

將科研成果和前沿信息制作成光盤，利用多媒體設備進行相關的技術培訓和講座，使信息資源直接、生動、快速的轉化為易被接受的信息。

農業信息化發展存在的問題

農業信息化發展在我國取得了長足的進步，但是發展的過程中也暴露了一些發展問題。缺乏頂層設計；投資力度不夠；農業信息化的基礎設施相對薄弱；農業生產經營方式的制約；信息技術和農業業務沒有融合等問題。

信息技術要成為農業生產要素，要克服過去農業信息系統決策方案和方案實施兩張皮的狀況，把農業決策方案直接在生產中實施。目前，隨著精準農業研究與應用的不斷深入，已初步實現了信息技術和農業生產的有機結合。

信息技術不能只簡單提供輔助決策，而是要成為農業生產要素，農業信息技術要想成功應用，就必須和農業產業鏈相結合。農業生產是一個開放的環境，不同地區、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）對環境的要求是不一樣的。要采用先進適用的信息化工具對農業各領域的專業知識和業務模型進行挖掘，作為實時調控的依據，實現調控模型和業務模型的偶合，達到按需調控的目的，這是農業科學生產和管理的本質，也是信息技術成功應用的關鍵和發展趨勢。

（本文根據北京農村信息技術研究中心楊寶祝研究員在第四屆農業高新產業發展峰會暨中國農業技術推廣協會高新技術專業委員會成立二十周年座談會上的講話整理。）