数字农业是指将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来，实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测，以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境进行定期信息获取，生成动态空间信息系统，对农业生产中的现象、过程进行模拟，达到合理利用农业资源，降低生产成本，改善生态环境，提高农作物产品和质量的目的。那么，数字化农业需要哪些技术支撑呢?根据实际应用需要，我们总结为如下四个技术体系：
农田信息快速采集技术
01 遥感技术(Remote Sensing)
遥感是由卫星上的传感器、传输系统和地面上的接收系统组成的一种不通过直接接触目标物而获取其信息的一种技术。RS是未来数字化农业技术体系中获得田间数据的重要来源。RS技术是数字化农业技术体系中获得农业动态信息的重要来源。农业的生产和管理是一个动态的过程,要求及时摸清农业资源的现状,了解农作物田间生产状况,监测其变化并预测其发展。遥感技术具有速度快、信息真、现势性强、多时相、更新快、效益高等特点,是农业生产管理和决策的重要手段。
农业资源分布在广阔的地理空间,农业生产也在广阔的地域上展开,遥感技术在解决我国资源与环境问题,促进农业和农村的可持续发展中起着相当重要的作用。如农业资源调査及动态监测,大面积农作物长势监测与估产,农业灾害遥感监测和损失评估等方面。
02 全球定位系统技术
GPS(GlobalPosition System)作为新一代卫星导航与定位系统,不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力,而且具有良好的抗干扰性和保密性。GPS的空间部分使用24颗卫星组成卫星星座,每天24小时为全球陆、海、空用户全天候提供三维位置、速度和时站。它由空中卫星,地面跟踪检测站,地面卫星数据注入站,地面数据处理中心和数据通讯,网络等部分组成。
GPS在数字化农业中的关键作用即是提供相关要素的准确的空间位置信息,一方面使农业的管理具有更强的空间针对性、实用性,发挥更大效益;另一方面,通过GPS实时地对土壤水分、肥力、杂草和病虫害、作物苗情及产量等进行描述,对各要素进行跟踪,从而实现田间的精准化操作。因此,GPS技术的精确定位功能为数字化农业的实施提供了切实可行的技术手段。
农业信息贮存、管理技术
01 数据库系统(Database System)
农业数据库是一种有组织地动态地存储、管理、重复利用、分析预测一系列有密切联系的农业方面的数据集合(数据库)的计算机系统,它是信息存储、管理、传递的最有效手段,也是数字化农业最基础的工作。农业数据库包括农业资源数据库、农业生产资源数据库、农业技术数据库、农产品市场数据库、农业政策法规数据库衣业机构数据库等。
02 数字化图书馆(DigitalLibrary)
数字化图书馆是一个系统工程,主要包括馆藏数字化、信息传输数字化与网络化、资源共享化、信息服务终端化等,其优势在于不受时空、地理位置的限制。
03 地理信息系统
GIS(Geographiclnformation System)技术是以地理空间数据为核心,是存储和处理分析空间数据的最佳工具。农业及其各相关要素空间位置数据是农业生产管理的重要信息,也是数字化农业中各类空间数据库建立的重要基础之一。GIS是一种采集、处理、传输、存储、管理、査询检索、分析、表达和应用地理信息的计算机系统,是分析、处理和挖掘海量地量数据的通用技术。主要包括空间数据输入子系统、空间数据存储与管理子系统、数据处理和分析子系统、输出子系统。
04 农业管理信息系统(MIS)
管理信息系统是收集和加工系统管理过程中有关信息,为管理决策过程提供帮助的一种信息处理系统。
农业信息应用技术
01 农业自动控制技术
农业自动控制技术(Auto Control)的发展是农业信息化的基本特征,是信息农业的核心技术。利用传感器通过计算机和自动控制系统实现农业生产和管理的自动化,对农业的增产增质产生了巨大的经济效益和社会效应。
02 农业专家系
数字农业是指将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学、土壤学等基础学科有机地结合起来，实现在农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测，以实现对农作物生长、发育状况、病虫害、水肥状况以及相应的环境进行定期信息获取，生成动态空间信息系统，对农业生产中的现象、过程进行模拟，达到合理利用农业资源，降低生产成本，改善生态环境，提高农作物产品和质量的目的。那么，数字化农业需要哪些技术支撑呢?根据实际应用需要，我们总结为如下四个技术体系：
农田信息快速采集技术
01 遥感技术(Remote Sensing)
遥感是由卫星上的传感器、传输系统和地面上的接收系统组成的一种不通过直接接触目标物而获取其信息的一种技术。RS是未来数字化农业技术体系中获得田间数据的重要来源。RS技术是数字化农业技术体系中获得农业动态信息的重要来源。农业的生产和管理是一个动态的过程,要求及时摸清农业资源的现状,了解农作物田间生产状况,监测其变化并预测其发展。遥感技术具有速度快、信息真、现势性强、多时相、更新快、效益高等特点,是农业生产管理和决策的重要手段。
农业资源分布在广阔的地理空间,农业生产也在广阔的地域上展开,遥感技术在解决我国资源与环境问题,促进农业和农村的可持续发展中起着相当重要的作用。如农业资源调査及动态监测,大面积农作物长势监测与估产,农业灾害遥感监测和损失评估等方面。
02 全球定位系统技术
GPS(GlobalPosition System)作为新一代卫星导航与定位系统,不仅具有全球性、全天候、连续的精密三维导航与定位能力,而且具有良好的抗干扰性和保密性。GPS的空间部分使用24颗卫星组成卫星星座,每天24小时为全球陆、海、空用户全天候提供三维位置、速度和时站。它由空中卫星,地面跟踪检测站,地面卫星数据注入站,地面数据处理中心和数据通讯,网络等部分组成。
GPS在数字化农业中的关键作用即是提供相关要素的准确的空间位置信息,一方面使农业的管理具有更强的空间针对性、实用性,发挥更大效益;另一方面,通过GPS实时地对土壤水分、肥力、杂草和病虫害、作物苗情及产量等进行描述,对各要素进行跟踪,从而实现田间的精准化操作。因此,GPS技术的精确定位功能为数字化农业的实施提供了切实可行的技术手段。
农业信息贮存、管理技术
01 数据库系统(Database System)
农业数据库是一种有组织地动态地存储、管理、重复利用、分析预测一系列有密切联系的农业方面的数据集合(数据库)的计算机系统,它是信息存储、管理、传递的最有效手段,也是数字化农业最基础的工作。农业数据库包括农业资源数据库、农业生产资源数据库、农业技术数据库、农产品市场数据库、农业政策法规数据库衣业机构数据库等。
02 数字化图书馆(DigitalLibrary)
数字化图书馆是一个系统工程,主要包括馆藏数字化、信息传输数字化与网络化、资源共享化、信息服务终端化等,其优势在于不受时空、地理位置的限制。
03 地理信息系统
GIS(Geographiclnformation System)技术是以地理空间数据为核心,是存储和处理分析空间数据的最佳工具。农业及其各相关要素空间位置数据是农业生产管理的重要信息,也是数字化农业中各类空间数据库建立的重要基础之一。GIS是一种采集、处理、传输、存储、管理、査询检索、分析、表达和应用地理信息的计算机系统,是分析、处理和挖掘海量地量数据的通用技术。主要包括空间数据输入子系统、空间数据存储与管理子系统、数据处理和分析子系统、输出子系统。
04 农业管理信息系统(MIS)
管理信息系统是收集和加工系统管理过程中有关信息,为管理决策过程提供帮助的一种信息处理系统。
农业信息应用技术
01 农业自动控制技术
农业自动控制技术(Auto Control)的发展是农业信息化的基本特征,是信息农业的核心技术。利用传感器通过计算机和自动控制系统实现农业生产和管理的自动化,对农业的增产增质产生了巨大的经济效益和社会效应。
02 农业专家系统
ES(ExpertSystem)是以知识为基础,在一定领域内模拟人类专家解决复杂实际问题的计算机系统。是一种智能的农业信息技术,不仅可以保存、传播各类农业信息和农业知识,而且能把分散的局部的单项农业技术综合集成起来,经过智能化信息处理,针对不同的条件,给出系统性和应变性强的各类农业问题的解决方案,为农业生产全过程提供高水平服务。农业生产管理专家系统涉及农作物生产管理、畜离养殖、市场管理、农业经济分析等多种领域。
03 决策支持系统
DSS(Decision SupportSystem)是利用系统知识和数学模型,通过计算机分析或模拟,协助解决多样化和不确定性的问题以进行辅助决策的软件系统,是一种人机对话式的计算机系统。一般包括以下四个部分:对话生成及其管理系统,模型库及其管理系统,数据库及其管理系统,知识库及其管理系统。农业生产中采用决策支持系统后可以感受到更高的决策质量、沟通的改进、成本削减、生产率的提高及节约时间等方面的改善。
农业信息传播技术
01 计算机网络和通讯技术
数字化农业的建立是以海量的数字化的农业信息为基础,因此信息的交换和传播将是数字化农业的重要环节。计算机网络和通讯技术为数字化农业信息的顺畅交流提供了重要的技术支撑,从而实现信息的交换和共享发挥信息的最大作用。主要包括农业信息互联网络、卫星数据传输系统等技术。
02 多媒体技术
多媒体(Multimedia)是20世纪90年代以来应用计算机把图、文、声、像综合集成技术,是新时期农业知识、技术推广应用的重要手段。
03 虚拟现实技术
VR(VirtualReality)技术是指创建一个能让参与者具有身临其境感,具有完善的交互作用能力的虚拟现实系统。虚拟现实技术是二十世纪末才兴起的一门崭新的综合性信息技术,它融合了数字图像处理、计算机图形学、多媒体技术传感器技术等多个信息技术分支,从而大大推进了计算机技术的发展。由此延伸而得到现在的虚拟农业的概念。
官方微信