VR技術在農業領域的應用

王永紅

摘 要：農業現代化是現代化發展的重要組成部分。農業技術現代化是實現農業高速發展的重要內力。傳統意義上的農耕認識需要改革，傳統的農業生產方式也需要變革。伴隨著農業現代化的發展，VR技術在農業生產上的應用，為農業領域提供有利的專業支持，也為農業增產發揮了重要的作用。文章通過對VR技術的簡要介紹，綜述了目前在農業領域中，VR技術如何實現幫助我們實現農業生產現代化的諸多應用，展示了VR技術的先進性和這項技術今后發展的趨勢。

關鍵詞：VR技術；農業領域；應用

中圖分類號：S126 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2017）25-0152-02

1 VR技術的內涵

VR是Virtual Reality的英文縮寫，中文的意思就是虛擬現實，這個概念是在80年代初提出來的，具體是指借助計算機及最新傳感器技術創造出來的一種嶄新的人機交互手段。虛擬現實技術是一種可以創建和體驗虛擬世界的計算機仿真系統，它利用計算機生成一種模擬環境，在農業領域應用過程中，利用VR技術，制作模擬仿真軟件，采用模擬仿真農業生產環境，模擬真實操作場景，模擬真實栽培植物等，對農業生產中的環境因子和操作關鍵點進行模擬。從而實現對農業生產擺脫季節限制和外在因素控制需要。

2 農業領域VR技術應用現狀分析

目前農業領域中，只有掌握更高的技能，才能滿足農業發展的需要。傳統的栽培方式，已經越來越不能滿足農業發展的需要。傳統的農業生產看天吃飯，所以四季的變化、外界環境的影響都制約著農業領域的各項發展。四季中的溫度、光照、水份、土壤等對于農作物的生長發育更是有著重要的影響。這些作物生長所依賴的因素，不同的改變就會對生產產生較大的影響。如何能尋求出外界因子改變后，依然滿足作物生長需要的生長方案，是擺在農業領域生產者的一個現實問題。因此，VR技術的應用，就給我們帶來了一個前所未有的便利，可以在模擬真實場景的情況下，通過立體模型、仿真環境等，通過數據分析等計算機手段，為我們提供最優的解決方法。以此來走出農業生產過程中，看天吃飯的困境。這也是目前VR技術在農業領域深受歡迎的重要原因之一。

3 VR技術在農業領域的具體應用

VR這項技術，對于農業領域目前已經有很多應用。這些年，隨著國家對農業農村的加大投入和重點關注，國家政府給予農業發展很多優惠政策進行扶持，這也為農業生產上能夠充分利用VR技術提供了堅實的設施保障。有了物質基礎，在農業領域的很多地方都建立了VR技術實訓操作室。這種虛擬現實技術置身于其中，仿佛置身于真實的實踐環境中，而各項操作也對應了生產中的各項操作環節。

（1）利用VR技術，可以走進植物的微觀世界，深入了解植物的真實構造。通過觀察深層次的植物結構，利用立體仿真效果，觀察植物結構，甚至可以近距離的感受細胞的內在結構。因此，在對于揭開植物宏觀形態和微觀結構上存在的聯系等方面，有很方便的作用。這是傳統的方法所達不到的。通過這項技術，可以把深奧的植物世界呈現在眼前，為農業生產過程中，為找到合適的操作方案，提供理論支持，也可以為栽培養護管理方面，找到外界環境因子對植物生長發育產生影響根源。VR技術就是通過提供真實環境模擬，技能操作，人機對話等功能，實現農業領域生產的現代化和智能化。

（2）利用VR技術，可以擺脫季節束縛，隨時進行操作，總結生產經驗。我們都知道，農業生產有季節性和周期性的限制。因此，在對農業生產的過程中，需要遵循季節的變化和周期的變化。在東北地區，進入秋末和冬季后，除了保護地生產外，露地生產基本處于停止狀態。這時候，可以利用VR技術模擬生產環境和生產栽培品種，通過一年的溫度、光照、水分等情況，結合施肥整地情況，對一年來的生產場景進行模擬，針對當年的產量及產值情況，分析在生產過程中存在哪些環節需要進一步改進，并對在生產中存在的問題，采用模擬仿真的形式進行不同調節，以找出最適合當季栽培的品種及生產方法，對溫度、光照、水肥等合理調控，為下一年的生產做好準備。通過模擬仿真，可以結合真實的生產，找出最佳生產方案。方案中可以包含作物的品種類型、三基點溫度、空氣密度、水肥濃度等多種因素對生產的影響，為下一年的豐收提供依據。

（3）VR技術可以模擬實際操作。我們知道，在農業生產過程中，有很多操作技術是需要反復操作才能達到準確熟練的。比如大樹的移植過程。這項技術，在樹木栽培過程中，是一項重要的技術。移栽的大樹不僅僅是用于美化環境，有很多大樹是古樹，還具有文化價值，因此在移栽的過程中，保證成活率至關重要。如何實現移栽成活，有很多要點。對于從來沒操作過的人來說，不容易掌握，可以利用VR技術，模擬大樹移栽的實際工作場景。從大樹起挖的位置選擇、帶土坨大小，搬運、轉移還有土坨綁扎等方面，都可以進行現實模擬。這樣進行操作訓練后，再到真實工作環境時，便會得心應手，不會手忙腳亂。極大地提升了操作的準確性，因此提高樹木移栽的成活率，從而提高了經濟效益。

在農業生產過程中，蔬菜生產、果樹生產、花卉生產等方面，都需要嫁接技術。而嫁接的部位和操作的準確性，直接影響苗木的成活，也影響生產效益。因此，通過VR技術，模擬仿真嫁接操作環節，通過反復訓練，可以熟練掌握嫁接部位，形成層位置，以及最后的綁扎環節。通過模擬仿真訓練，可以使操作者，避免不熟練操作導致的嫁接刀劃傷、嫁接苗成活率低等弊端。利用VR技術，模擬仿真植物的結構，一目了然。

（4）利用VR技術，可以節約耗材，反復操作，節約資金

在農業領域包含多個技能工種，要想熟練掌握技能，那就需要在生產過程中大量、反復的練習。如果按照傳統的操作，每一次操作，所需的耗材數量是很大的，而且植物的利用是有時間性的，萎蔫或衰敗的材料無法滿足操作要求，因此就需要更大的經濟投入，以達到練習掌握生產技能。如果我們選擇了模擬仿真技術，那么就可以在虛擬的環境下，各工種操作人員需要事先反復練習，極大的節約耗材的使用量。比如說，插花員這個工種證書的取得需要有大量花材和葉材。而花卉的價格受季節的影響，有很大的變化，并且在實際操作過程中，受有限花材和葉材數量的影響，無法滿足，插花造型的需要，所以培訓費用高，這也影響了很多從業人員提升技能水平。在模擬仿真的條件下，我們仿佛置身于一個插花工作室，而擺在我們面前的是豐富而充足的花材。這樣我們可以嘗試多種造型的練習。尤其是在練習西方式插花造型的時候，因為西方式插花渲染氣氛、烘托熱鬧場景的需要，花材數量要求的更多，如果在傳統的實踐操作中，就需要購置大量的花材，而花材的保鮮時間又是有限的，成本很高。利用VR技術就能滿足操作者對于花材的需要。在模擬仿真室可以反復進行練習，可以反復修改作品的造型，極大的節約了成本。插花模擬仿真技術的應用，可以說極大滿足了插花行業需要。這些年我們通過這項技術的應用，為花卉裝飾與應用行業，創作了很多精美作品，并在全國各級各類的比賽中，許多作品都取得了優異的成績，精彩絕倫的藝術插花作品豐富了花卉市場，也滿足了消費者的需求。

（5）利用VR技術，可以降低農藥誤操作的危害

在農業生產過程中，植物保護是一項非常重要的栽培管理技術。對于在不同時期發生的病蟲害，需要農業生產者及時進行防治。控制病蟲害的發生，才能保證作物的產量，最大限度的保證經濟利益。而對于很多農民來說，不懂農藥的使用和防護知識。當有病蟲害發生時，不僅不能對病蟲害進行及時的防治，經常因為誤操作，對自身的生命和健康產生副作用。因此，在生產上農藥使用之前，通過模擬仿真，了解病蟲害的外部特征和內在的生理特性，并模擬農藥防治過程產生的不同的效果，掌握農藥的特性及防治過程，操作的注意事項，這樣就可以避免誤操作的發生，保證生產安全。

4 VR技術應用存在的問題和解決的途徑

VR技術的應用，是現代化發展的一個方面，也是今后培養農業領域人才的一個重要手段。通過模擬仿真，通過人機對話的形式，掌握生產中的技能操作要點。通過生動直觀的方式，對植物的生產環境、生產環節等深入了解，對于農業領域文化基礎普遍偏低的農民來說，效果更加明顯。但是目前，影響VR技術的推廣應用還有很多現實問題，如虛擬農業研究所涉及的學科眾多，各學科間的聯合，需要更多高水平的人員才能完成。這項技術離不開計算機硬件配備和軟件支持，今后更加需要農業專家和計算機專業人員的配合，研制出更多適應農業領域技能的模擬仿真軟件，以滿足農業生產技術的需要。這也是農業現代化對技能引領需求的呼喚。

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