數字經濟在農業中的運用精選(五篇)

序言：作為思想的載體和知識的探索者，寫作是一種獨特的藝術，我們為您準備了不同風格的5篇數字經濟在農業中的運用，期待它們能激發您的靈感。

篇1

關鍵詞 數字地球；農業；環境

中圖分類號P208 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2011）47-0102-01

在信息爆炸的今天，我們總是容易被鋪天蓋地的信息所掩埋，總是容易迷失在浩瀚的信息海洋里，因此我們正竭力在尋求一種更好的方式來管理信息，也許數字地球正是我們期待的答案，它不僅能有效的管理信息，還能在一定程度上提高生活質量、促進經濟發展和社會進步。

數字地球是當前一種最新的管理信息的概念，它能把地球上人類掌握的各種信息用地理信息這一紐帶有機地串聯起來，裝載到因特網上，從而真正實現信息全球化。它以計算機技術、多媒體技術和大規模存儲技術為基礎，從多個角度對地球進行多尺度、多種類、多時空的三維描述[1]。在經濟全球化的今天，數字地球使信息擺脫了以往種種媒介的束縛，切實實現了信息的共享，其多維的空間數據特性也使人們改變了以往對信息單一的理解，使人們得到的信息變得更加豐富多彩。

借助數字地球，我們可以獲得的不僅是高分辨率的地球衛星影像和數字化的地圖，還有關于社會、經濟、文化、人口等多方面的信息，利用這些數據我們可以在政治、經濟、文化、教育、軍事、農業等廣泛領域解決諸多問題，例如資源的可持續利用、環境規劃、災害預報、環境監控、環境保護等。于此同時，數字地球的便利所帶來的社會效益、經濟效益和環境效益也是不可估量的[2]。

伴隨著數字地球宣告全球信息時代的開始，我國也開始對數字地球有了初步設想，如環境示范模型、災害示范模型、農業示范模型和長江三峽示范模型等。隨著中國綜合國力的不斷增強，數字地球在這里全速運轉已經指日可待。

我國作為一個資源大國和農業大國，發展數字地球在農業環境領域的應用是十分可取的，這主要基于以下三點原因。

首先，這是數字地球應用研究發展的必然。隨著數字地球研究的不斷深入，許多學者開始研究如何將這一集當今高科技于一體的技術應用于不同領域，如應用到城市規劃、管理建設中的“數字城市”，應用到國家對區域規劃、管理中的“數字省區”等[2]。因此將這一技術應用到與國民生存、國家發展密切相關的農業環境領域是一個必然，一旦這一技術能得到很好的運用，將有力推動我國加快轉變農業領域粗放式的生產經營模式，有利于培養生產經營者的現代管理素質，從而使農業的可持續發展和環境的有效保護變得更加科學、有序和高效。

其次，這是國民生活水平提高、社會經濟發展的客觀需要。農業是國民生存的基本物質保證，隨著生活水平的提高和人口的增長，粗放式的農業產出和低品質的農產品已經不再能滿足人們的需求，同時，在社會發展的過程中，環境受到的來自各方面的污染破壞也日益加劇，如化肥、農藥、生長調節劑和飼料添加劑的不合理施用已經對土壤造成了嚴重的污染。因此如何進行最優的土地利用和施肥管理來確保農作物的優產高產，并使土地保持良好的肥力狀況已成為當今農業發展過程中所面臨的一大難題，而正是數字地球可以很好地幫助我們解決這些問題，借助它可以將低投入高產出的精準農業提升到一個新臺階，也可以幫助環境友好型的有機農業實現更好的實時監控等。

最后，這還取決于農業環境自身的特點。農業環境相對于其他環境而言其生態結構比較簡單，因而具有易破壞性，同時對于我們這樣一個人口大國來說其又具有稀缺性。然而這樣一個既易破壞又稀缺的資源卻與國民健康息息相關，所以必須在最優地利用土地資源的基礎上，盡量減少農業生產對環境的破壞以及規劃管理上的失誤，而這些我們都可以借助數字地球來解決，從而達到統籌規劃、協調發展的目標。

盡管數字地球的運用可以給我們帶來諸多好處，但仍不能忽視的是數字地球在我國的發展和推廣還面臨著一些問題。

一方面，我國的相關技術及產業發展相對落后。首先是由于缺乏對數字地球科學的認識，因而對數字地球相關技術的開發和投入很不足，從而導致數字地球在我國的運用還停留在初始了解階段。目前，在我國農業環境領域，大多都還采用很原始的粗放式的管理模式，不論是生產者還是管理者往往只注重追求短期效益，而不愿意一次性高投入，繼而在后期得到長久和高效的回報，這造成我國的農業資源存在很大程度上的浪費，而農業上的面源污染也日趨嚴峻。所以發展數字地球在農業環境領域的應用十分必要，是走可持續發展農業的客觀需求。

另一方面，相關政策法規與社會化服務體系缺乏。這也是導致相關產業技術發展落后的一個重要原因。目前，雖然我國已經出臺了發展高新農業、走可持續發展農業的相關政策法規，但一些實質性、可操作性的政策措施尚未能很好建立或者執行，并且與政策相對應的資金投入或者扶持力度還不夠，一些專門從事農業領域高新技術研發的龍頭企業未能很好地運作起來，這使得農業生產者和管理者即便有利用新技術發展農業、改善農業環境的想法，也難以獲得很好的技術培訓和相關支持。

農業是國之根本，隨著國家對農業領域越來越多的重視，上述問題將逐步得到解決，因而數字地球在農業環境領域的發展是難以預測的，伴隨著其研究的不斷深入和相關技術的不斷完善，它一定能夠更好地幫助我國管理現有的農業資源、進行環境監測和評價，為農業發展提供科學有效的幫助。

參考文獻

篇2

關鍵詞：數字化；設計技術；機械設計；應用分析

在這個經濟迅速發展的時代，經濟效益和社會效益是企業發展的根本目標，企業發展尤為重視效益問題。為創造企業經濟利益，機械設計技術是企業降低生產成本、提高現代機械設備的安全性與穩定性方面不可忽視的重要措施。在進行機械設計工作時，適當的采取數字化技術能夠實現設計技術的突破性進展，使得機械設備運行的安全性與可靠性得到大大的加強，另一方面也可以提高機械的工作效率，使得企業實現經濟效益與社會效益的雙收。數字化設計技術是信息科技時代重要的科學技術之一，它目前在機械設計方面的應用受到人們廣泛的關注，雖然暫時在于機械設計工作的融合也出現了一些亟待解決的問題，但是隨著科技人員工作經驗的增加以及研究的深入，相信在未來數字化技術在機械設計方面的應用會達到爐火純青的地步。

1簡要介紹數字化設計技術

在黨和政府的政策指導下，我國的科技創新力度不斷加大幅度，機械設備在科學技術的支持下發生了翻天覆地的變化，大型化、自動化、高精度化的機械設備不斷涌現。數字化設計技術的出現，使得機械設備更加如虎添翼，設備結構復雜化，但是機械的生產規模和運行效率也更加的高效。

1.1數字化設計技術的內涵分析

數字化設計技術是指將計算機技術應用于產品設計領域，屬于計算機設計技術的一種輔助。它最開始是以計算機輔助設計，即CAD的形式顯現出來的，在科技水平不斷提升的帶動下，數字化設計技術越來越成熟，它在越來越多的行業受到人們的歡迎，在機械設計方面的優勢更為明顯。以前設計師在進行機械相關的設計工作時都離不開實物模型的幫助，但是在數字化設計技術出現之后，它可以利用計算機技術建立數字化的模型，從而降低實物模型的使用頻率，提高了工作效率。

1.2數字化設計技術特征分析

數字化設計技術最為重要的特征就是產品的定義模型較為統一。任何一個產品都有生命周期，如開發期、成長期、成熟期、衰退期等等，數字化設計技術對于產品的每個生命周期都有相關的設計，都是統一運行的。這種統一的設計模式大大降低了產品設計的繁瑣程度，使得產品設計流程更為簡單化。因為傳統的設計模式會針對處于不同生命周期的產品采取不同的設計方法，使得產品設計變得復雜，而且也容易丟失數據。另外，數字化設計技術可以實現并行設計。傳統的產品設計講究的是設計的切合性，產品的生產制造程序與包裝維修程序需要達到高度的一致性，因此同一產品的設計基本上都是由同一設計團隊完成。因此，傳統的設計方法對于設計師的依賴性較強，一旦設計團隊出現分裂問題，則產品的設計鏈條很容易受到影響，從而產品的質量也難以保證。但是數字化的設計技術可以實現并行設計，簡單而言，就是多個設計團隊可以在同一時間內，在不同的地方，共同設計某一產品。這樣一來，不僅僅是提高了機械的生產效率，另一方面也能夠大大的縮短相關產品的生產周期，降低了運行成本。

2數字化設計技術在機械設計中的應用分析

近幾年，我國機械制造引進很多的國外先進的技術、管理方式和裝備，尤其是進入21世紀以后，對數字化設計技術的充分使用使得機械的裝備水平得到很大的改善。這樣才能達到提升機械設備的安全性和穩定性、降低生產成本的目的，間接地為企業創造出更多的經濟利益。

2.1數字化設計技術在農業機械設計中的應用

我國的農業發展歷史悠久，隨著經濟水平的不斷提高，農業種植與收割也不斷地由手工化向機械化轉變。農機設備朝著一體化、高速化、微電子化的方向發展，設備的操作也越來越容易，同時農業機械的設計也越來越數字化。近年來，數字化設計技術常常應用于農業機械設計工作，農業機械設計人員在進行機械設計工作時，會借助計算機，運用計算機技術來生成部分輔的設計，或者是利用計算機的預測功能來預測產品的性能，經過不斷的虛擬運作，不斷地調試，從而設計出最優的農業機械。另外，農業機械設計人員還可以根據不同地域的地形、地貌以及農作物特征來模擬出農業機械運作的效果，經過修正與開發階段，可以設計出符合各地區農業生產特色的農業機械，從而開發出其他的子功能，進而明確各部分子功能之間的關系。

2.2數字化設計技術在汽車控制系統設計中的應用

設計配電時，汽車機械的可靠性和負荷容量的需求是不可以忽視的，在利用數字化設計技術時一定要注意到這兩個方面的參數。數字化設計技術的節能設計在各個方面都對人們產生著很大的影響，在設計的過程中，我們也應該考慮到節能減排的因素，要實現最有設計，使得資源的利用達到最大化，要盡可能的避免對環境的污染。因此對自動化技術在汽車機械控制系統中等的節能設計必須進行更加深入地研究，這樣不僅為節能環保做出了巨大貢獻，還可以為企業帶來經濟收益，促進技術的發展和創新。

3結語

科學技術的進步造就數字化設計技術，而數字化設計技術在發展與完善的過程當中，也帶動科學技術進一步的發展，二者相互影響，相互促進。在實際發展中，工作人員應該不斷地提升原有的工作效率，將產品的質量控制到位。數字化設計技術是新發展起來的學科，它與工業方面的生產以及人們的生活都有密切的關系。數字化設計技術無疑是現階段機械設計工作最得力的助手，企業因該合理的配置資源，積極的引進先進的數字化設計技術。

作者:高剛毅 單位:荊楚理工學院機械工程學院

參考文獻：

[1]閻楚良,楊方飛,張書明.數字化設計技術及其在農業機械設計中的應用[J].農業機械學報,2004(06).

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關鍵詞：農經專業；數據分析；教學改革

2019年12月，農業農村部、中央網絡安全和信息化委員會辦公室關于印發《數字農業農村發展規劃（2019-2025年）》的通知，部署了用數字化引領驅動農業農村現代化，加快農業農村生產經營、管理服務的數字化改造的發展戰略，將全面提升農業農村生產智能化、經營網絡化、管理高效化、服務便捷化水平作為農業農村發展的目標[1]。農業農村的數字化建設離不開專業人才的培養。農林經濟管理專業畢業生的就業方向主要有農業經營單位、面向農業農村的政府管理部門、事業單位、科研院所等。隨著農業農村數字化發展戰略的推進，給傳統的農經人才培養帶來了一系列的挑戰[2]。在數字經濟和智慧農業的時展背景下，數據分析能力是農經專業學生重要的核心競爭力。如何提升農經專業學生數據分析能力，是農經專業人才培養中面臨的重要課題[3]。

1農業農村數字化發展戰略給農經人才培養帶來的挑戰

1.1對農經人才的數據思維的更高要求

在大數據時代，無論是農業生產經營活動，還是農村的行政管理中都有大量的數據資源。農業企業、農業合作經營組織、農產品產銷數據、農產品溯源數據為農業經營者提供了生產、物流、銷售環節大量的數據資源。經營者需要認識到數據是一種新的生產要素，要調動數據作為生產要素的屬性，讓數據分析為管理決策服務[4]。在數字中國的建設進程中，各級政府部門工作人員通過各級各部門的行政管理智能，收集了大量省、市、區、縣級的區域經濟社會發展數據。社區網格化管理下收集了微觀層面的農業經營單位數據、農村常住人口數據、醫保數據、扶貧數據、農村小額信貸數據。這些數據資源是政府提高行政效率、提高政務服務質量的寶貴資源。

1.2對農經人才的數據分析能力的更高要求

在大數據時代，每天都有海量數據生成，如何能更好地利用這些數據，讓數據能發揮其為管理決策服務的功能，與數據使用者的數據分析能力是密切相關的。例如，農業經營單位在農業生產環節的農業投入數據、農產品銷售數據、電商平臺的客戶反饋評論、農產品庫存的動態數據，如何整合分析這些數據，要求農業經營者系統掌握數據分析、數據挖掘、文本分析等多元化的數據分析方法。政府管理部門掌握的農業人口的遷移數據、農村常住人口網格管理數據、農村居民醫保數據、扶貧數據等，數據類型豐富，數據量龐雜，如何實現數據庫的整合，要求政府部門工作人員掌握數據庫管理、大數據分析技術。

2農經專業數據分析課程群建設中存在的問題

2.1課程之間連貫性不足

以筆者所在的高校為例，為農經專業本科生開設的數據分析類課程，見表1。數據分析課程群包括了通識教育、專業教育和實踐教育。從目前的課程設置來看，涵蓋了數據庫、統計學、經濟計量學、多元統計、大數據分析等領域，內容豐富。數據庫應用由計算機學院開設，是一門通識教育課程，在授課時教師往往將其視為一門計算機類的入門課程，在教學中沒有針對農經專業學生的特質，將數據庫的教學與其在農經領域的應用結合起來。學生在學習中往往會覺得該課程與專業聯系不夠緊密，教學內容枯燥，缺乏學習興趣。

2.2學生學習的軟件種類繁多，但不夠深入

在統計學和多元統計課程中，學生將學習EXCEL、SPSS或者R語言的應用，在經濟計量學課程中學生將學習Eviews或STATA的應用，在數據挖掘與大數據分析課程中學生將學習Python語言的應用。在每一門課程中學習的軟件都不同，對于軟件的學習缺乏連貫性和延續性，雖然學生接觸的軟件種類多，但是由于學時所限，每一種軟件都只是入門級的介紹，無法進入到深度學習。

2.3與專業課學習聯系不夠緊密，缺乏應用機會

學生缺乏在專業課學習中運用數據分析類課程所學知識的機會。數據分析類課程主要介紹數據分析方法和軟件的應用，但大部分都安排在第5學期和第6學期。學生在學習了數據分析方法后，缺少在專業學習領域里運用這些方法的機會。例如學生若要完成產業經濟學、農業技術經濟學、農產品國際貿易學的專題研究、課程論文，需要用到統計學、經濟計量學、大數據分析的方法，但在第2-4學期開設大量專業課的學期，數據分析類課程還沒有開設。若能將數據分析類課程盡量靠前安排，學生可以在后續的專業學習、課題研究中運用所學的方法，一方面夯實數據分析技能，另一方面也可以增加學生對專業課的學習興趣。

2.4排課不夠科學

在大三階段，學生可以選修多元統計、數據挖掘與大數據分析、Python語言三門選修課。但到了大三，學生專業課的學習任務重，選修課種類考慮繁多，學生選課可能出于興趣、學分安排或者準備考研保研考慮，并不是每一位同學都會選修上述課程。尤其是計算機能力不太強、對數學類課程感到困難的同學，會傾向于選擇難度小的課程。

3基于項目驅動式教學理念的數據分析課程群改革

3.1開展項目驅動式教學的意義

項目驅動教學法是基于行動導向的探究式教學方法，是將真實的或模擬的項目轉化為教學項目，結合課程內容將項目分解為若干工作任務，創設工作情境，引導學生完成任務，進而實現項目教學目標的教學活動[4-5]。項目驅動式教學法最顯著的特點是“以項目為主線、教師為主導、學生為主體”，改變了以往“教師講，學生聽”被動的教學模式，完善了學生主動參與、自主協作、探索創新的新型教學模式。與傳統教學方法相比，教學實施過程中，學生的目標更清晰明確，可避免傳統課堂教學的被動性，進而提高學生學習知識的興趣和主動性[6]。在數據分析課程群中引入項目驅動教學，一方面能讓學生運用所學的數據分析方法分析現實問題，創設數據分析情境，加深對所學方法的理解和運用，激發學習興趣，培養自主學習能力；另一方面也可以有針對性地創設圍繞“三農”問題的數據分析項目，讓學生從數據分析中加深對“三農”問題的感性認識，培養對農經專業學習的興趣，提升對農經專業的認同度。具體來講，可以從以下方面開展對數據分析課程群的改革[7]。

3.2統籌規劃教學內容，加強課程間的連貫和遞進

農經專業數據分析課程群目前主要包括必修課數據庫應用、統計學和經濟計量學，選修課多元統計、數據挖掘與大數據分析，以及實踐課R語言與統計應用、Python語言。統計學教學的重點在于對基礎性的統計方法的運用，經濟計量學教學的重點在于讓學生掌握經濟計量分析的范式，如何利用經濟計量模型開展實證分析。多元統計強調對復雜多維數據信息的提煉。數據挖掘與大數據分析教學的重點在于大數據時代數據挖掘方法的應用。此外，針對于目前學生所學的軟件門類過多，軟件操作不夠熟練，建議在統計學、多元統計、數據挖掘大數據分析中統一采用R語言進行教學，讓學生通過幾門課程的學習，能夠熟練掌握一種統計分析軟件。

3.3基于項目驅動對教學內容進行整合及優化，調動學生主動參與

例如統計學課程介紹了基礎性的統計分析方法，在后續課程經濟計量學、多元統計、數據挖掘與大數據分析中引導學生運用基礎性統計分析方法，對數據進行初步的統計分析和整理，為經濟計量分析、多元統計、數據挖掘做好數據處理上的準備，讓學生體會到關聯課程中所學知識的聯結。鼓勵學生積極參與“三下鄉”活動，開展田野調查實踐，圍繞“三農”開展調研，運用統計和計量方法對調研數據進行分析，鼓勵學生參與到教學中來，培養學生的學習興趣，學以致用。

3.4建設“項目驅動”實踐教學模塊

結合農經專業課程體系，建設數據分析課程群“項目驅動”實踐教學模塊。在農經專業的課程體系中開設的農業經濟學、農產品貿易、農村社會學等專業性課程對大量的“三農”問題進行了探討，這類課程中涉及的城鄉差異問題、收入和消費問題、農產品價格波動、農產品貿易等現實問題的研究，都離不開基于現實數據的定量分析。因此，在農經專業的數據分析課程群中可以結合教學內容引導學生對專業課學習中熱點問題的研究，圍繞課程教學大綱，建設“項目驅動”實踐教學模塊，理論聯系實際，讓學生在研究項目中運用所學的數據分析方法，加深對專業知識的理解。

4農經專業數據分析課程群優化方案

在大數據時代，數據分析能力是學生的核心競爭力之一。數據分析類課程在建設中要強調理論與實踐的結合，不能只是將教學停留在課堂上，引入體現專業特色的實踐教學環節。可以從以下幾方面開展數據分析課程群的優化：第一，數據分析基礎類必修課安排在大一學年。在第1學期，可以安排R入門、Python入門、數據可視化課程，讓學生盡早接觸當前主流的數據分析軟件，激發學生對R或Python的學習興趣，讓學生自我拓展學習空間。R入門、Python入門、或者數據可視化課程都屬于數據分析的基礎課程，無需其他先修課程。在這一時期，讓學生開始接觸數據分析軟件，學習數據可視化的分析工具，有利于培養學生的數據思維、數據意識和軟件實操能力。第二，將與農經專業課有關的專業必修課統計學、經濟計量學安排在第3-4學期學習。統計學課程需要學生先行修讀高等數學和概率論課程，經濟計量學需要學生先行修讀微觀經濟學、宏觀經濟學，因此可安排在第3-4學期。讓學生在掌握了一定經濟管理專業知識后，可以更好地體會統計學、經濟計量學方法論學科的應用價值。第三，將數據分析進階類選修課多元統計、大數據分析、數據挖掘、機器學習等課程安排在第5-6學期。為高年學生提供豐富的數據分析類選修課，讓學生結合自己的興趣、未來的發展規劃學習更加多元化的數據分析技術。鼓勵學生能在專業論文習作、學科競賽中有更多的機會運用自己所學的數據分析方法，增加學生的收獲感和成就感，挖掘學生的學習潛力。第四，改革課程考核評價體系，采用項目式管理和評估的思路，由學生自主開展一個數據分析項目，從收集數據、提出問題、分析數據到提煉研究結論，開展小組團隊成員互評。教師跟蹤學生的項目開展過程，從學生的學習態度、投入程度、數據分析質量等綜合評價學生的學習效果。

5結束語

將項目驅動教學引入到農經專業數據分析課程群的建設，讓學生參與到教學中去，突破傳統教學中“教師教學生學”的局面，讓學生通過參與項目，運用數據分析方法解決項目中的實際問題，激發學生的學習興趣和潛能，讓學生體會到所學知識的應用價值，讓學生不再對數據分析類課程望而生畏。本文的研究對于農經專業學生數據分析能力的培養有重要的意義，強調理論與實踐的結合，提高學生數據分析的高階能力，也能為同類課程開展項目驅動教學提供借鑒。

參考文獻：

[1]農業農村部中央網絡安全和信息化委員會辦公室關于印發《數字農業農村發展規劃（2019-2025年）》的通知[EB/OL].（2019-12-25）[2020-4-14].

[2]李虹賢.農業經濟管理專業人才培養模式創新研究與實踐[J].智慧農業導刊，2022，2（7）：110-112.

[3]馮開文，陶冶.農業經濟管理專業實踐教學改革———以中國農業大學經濟管理學院為例[J].教育現代化，2017，4（23）：54-56+63.

[4]杜洪燕，陳俊紅.鄉村振興背景下中國數字農業高質量發展路徑研究[J].南方農業，2021，15（21）：213-214.

[5]金娥.基于項目式學習的《現代教育技術應用》課程學習框架的設計與實踐研究[D].武漢：華中師范大學，2021.

[6]胡靜，王昌鳳.基于應用型本科人才培養目標的項目式教學模式構建[J].教書育人（高教論壇），2022（9）：59-64.

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關鍵詞:農牧業信息化;發展現狀;發展趨勢

0　引言

進入21世紀以來，雖然基于工業社會要求的農業機械化、化學化、水利化和電氣化在世界許多國家還沒有全面完成，但隨著信息技術的迅猛發展，以數字化為核心、網絡化為趨勢的信息化產業逐漸深入到社會的各個領域。信息化技術同時不斷深入到農牧業生產的各環節中，形成了以數字化為特征的“數字農業”，給農牧業這個傳統領域注入了新的活力[1]。農牧業信息化對于農業經濟深入增長具有深遠的影響，并且可以促進傳統農業向現代化農業的轉變[2]。加強農牧業信息化建設是發展現代農業的重要內容。

農牧業信息化是現代農業的重要標志，在駕馭農村市場經濟中處于前置性的基礎地位，是提高農業的綜合生產力和經營管理效率的有力手段[3]，是農業實現現代化的必經途徑。隨著信息社會和知識經濟時代的到來，農業信息技術將在農業和農村經濟的發展中發揮越來越大的作用[4]。沒有農牧業的信息化，就沒有國民經濟的信息化，也就沒有整個社會的信息化。農牧業信息化應當成為中國這個農業大國一種必然和必須的發展趨勢，深入研究農牧業信息化是一項亟待探討而且具有重大意義的課題[5]。

1　農牧業信息化的概念

1. 1　信息化信息化概念包括信息和信息化兩個最基本的概念。信息化是一個過程，與工業化和現代化一樣，是一個動態變化的過程。在這個過程中包含3個層面和6大要素。所謂3個層面，一是信息技術的開發和應用過程，是信息化建設的基礎;二是信息資源的開發和利用過程，是信息化建設的核心與關鍵;三是信息產品制造業不斷發展的過程，是信息化建設的重要支撐。6大要素是指信息網絡、信息資源、信息技術、信息產業、信息法規環境與信息人才。信息化就是在經濟和社會活動中通過普遍采用信息技術和電子信息裝備，更有效地開發和利用信息資源，推動經濟發展和社會進步[6]。

1. 2　農業信息化

農業信息化有狹義和廣義之分:狹義的農業信息化是指農業的數字化和網絡化;廣義的農業信息化是指農業全過程的信息化，在農業領域全面地發展和應用現代信息技術，使之滲透到農業生產、流通、消費以及農村社會、經濟和技術等各個具體環節的全過程，從而極大地提高農業效率和農業生產力水平[7]。賈善剛指出:農村信息化的概念不僅包括計算機技術，還應包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多項信息技術在農業上普遍而系統的應用過程。

梅方權年認為，農村信息化是一個廣義的概念，應是農業全過程的信息化，是用信息技術裝備現代農業，依靠網絡化和數字化支持農業經營管理，監測管理農業資源和環境，支持農業經濟和農村社會信息化[8]。

農業信息化可以從4個方面來加以描述和概括:一是農業勞動者的高度智能化;二是農業基礎設施裝備信息化;三是農業技術操作自動自控化;四是農業經營管理信息網絡化[5， 9]。農業信息化不僅包括計算機技術，還應包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多項技術在農業上普遍而系統應用的過程。

農業中所應用的信息技術包括計算機、信息存儲和處理、通訊、網格、多媒體、人工智能以及“3S”技術(即地理信息系統GIS、全球定位系統GPS和遙感技術RS)等。在發達國家，信息技術在農業上的應用大致有以下方面:農業生產經營管理、農業信息獲取及處理、農業專家系統、農業系統模擬、農業決策支持系統和農業計算機網絡等[5， 10]。數字化作為農業信息化的核心內容，就是按人類需要的目標，對農業所涉及的對象和全過程進行數字化和可視化的表達、設計、控制和管理。在數字水平上，對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制，使農業按照人類的需求目標發展。數字農業主要包括農業要素(生物要素、環境要素、技術要素和社會經濟要素)的數字信息化、農業過程的數字信息化(數字化實施和數字化設計)以及農業管理的數字信息化[1， 11]。農業信息化實質是充分利用信息技術的最新成果，全面實現農業生產、管理、農產品加工、營銷以及農業科技信息和知識的獲取、處理、傳播與合理利用，加速傳統農業的改造，大幅度地提高農業生產效率、管理和經營決策水平，促進農業持續、穩定、高效發展進程。農業信息技術就是實現農業各種信息采集、處理、傳播和貯存等方面的技術。

根據信息技術在農業應用領域的不同，主要分為氣象遙感技術、衛星定位技術、農業專家系統和農業自動化技術等[4]。數字農業的本質是把信息技術作為農業生產力重要要素，將工業可控生產和計算機輔助設計的思想引入農業，通過計算機、地學空間、網絡通訊和電子工程技術與農業的融合，在數字水平上對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制，使農業按照人類的需求目標發展[1]。

筆者認為，農業信息化是指涉農領域(農、林、牧、副、漁)所有對象的數字信息化，具體體現在農業基礎設施裝備的數字信息化、農業生產過程的數字信息化、農業資源環境的數字信息化、農業生產管理的數字信息化、農業經營管理的數字信息化、農業市場流通的數字信息化、農業勞動者的高度智能化以及農民生活的數字信息化，應用計算機技術、微電子技術、人工智能技術、自動控制技術、“3S”技術、通信技術和網絡技術等高新技術實現農業的數字信息化，并付諸實施于農田精耕細作、病蟲害防治、林區規劃管理、畜禽漁業的生產操作自動化和數字化管理以及農民生活消費的網絡信息化等方面，集農業科學、計算機科學、地球科學、信息科學以及網絡科學等高端科學于一體的綜合性領域。

1. 3　畜牧業信息化

畜牧業信息就是對畜禽品種資源的遺傳育種、飼養管理、飼料營養、疫病防制、器械設備、畜產品加工及其經濟利用的有關理論和應用研究中表現出來的信息，主要包括各種畜禽遺傳育種信息、飼料營養信息、畜禽經濟信息、生產和經營管理信息、疾病防治信息以及專家人才信息等內容。根據畜牧業結構和研究內容，畜牧業信息可以劃分為畜牧業自然資源信息、畜牧業生產信息、畜牧業科技信息、畜牧業經濟信息、畜產品市場流通信息、畜產品加工信息、疫病防治信息、飼料營養信息、器械設備信息和單位屬性信息等類別[12]。畜牧業信息化指的是在畜牧業領域充分利用信息技術的方法手段和最新成果的過程。具體來說，就是在畜牧業生產、流通、消費以及農村經濟、社會和技術等各個環節全面運用現代信息技術與智能工具，實現畜牧業的科學化與智能化過程。畜牧業信息化不僅包括計算機技術，還包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多種技術在農業上普遍而系統的應用。

畜牧業信息化的內涵至少包括以下領域:一是畜牧業生產管理信息化，包括畜禽疫病防治、畜禽飼養管理等各個方面;二是畜牧業經營管理信息化，包括與畜牧業經營有關的經濟形勢、畜禽供求、國民收入、固定資產投資、物資購銷和物價變動等;三是畜牧業科學技術信息化，是利用信息技術快捷與方便的特點，改變傳統的畜牧業技術推廣方法和手段，加快科技成果的傳播和轉化，提高畜牧業的科技含量和競爭力;四是畜牧業市場流通信息化，指畜牧業生產資料供求信息、動物產品流通(需求量)及收益成本等方面的信息化[13]。畜牧業信息化具有豐富的內涵，主要包括:畜牧業信息服務系統化和網絡化;畜牧業生產設施裝備信息化;畜牧業技術操作機械化和自動化;畜牧業管理決策信息化;畜牧業勞動者的信息化和知識化等[14]。

筆者認為，畜牧業信息化是指畜牧業飼養設施的操作自動化及數字信息化、畜牧業生產管理的數字信息化、畜牧業經營管理的數字信息化、畜牧業市場流通的數字信息化和畜牧業勞動者的高度智能化等，運用計算機技術、人工智能技術、自動控制技術、無線射頻識別技術、“3S”技術、通信以及網絡技術，實現精細飼喂、科學育種、飼養環境的監控、疫情監測、疾病防治以及產品溯源等。

2　農牧業信息化的發展狀況

2. 1　國外發展狀況世界農業信息化技術的發展大致經過3個階段:第1階段是20世紀五六十年代的廣播、電話通訊信息化及科學計算階段;第2個階段是20世紀七八十年代的計算機數據處理和知識處理階段;第3個階段是20世紀90年代以來農業數據庫開發、網絡和多媒體技術應用、農業生產自動化控制等的新發展階段。

農業自動化技術在美國、西歐和日本已廣泛應用于工廠化養殖、工廠化蔬菜花卉生產、倉庫管理、環境監測與控制以及農產品精深加工中，如配合飼料全部生產流程的自動控制、日光溫室中溫濕度控制、灌溉及采收自動化控制。通過研制和使用農業機器人，代替人從事一些繁重的農事操作，如蘋果收獲、擠奶、噴藥、組織培養以及作物育種等方面。

美國自20世紀70年代以來將計算機應用逐步推廣到農場范圍。典型的農業信息化系統有: 1975年，美國內布拉斯加大學創建了AGNET聯機網絡，現在已發展成為世界上最大的農業計算機網絡系統;美國國家農業書館和美國農業部共同開發的AGRICOLA;信息研究系統CRIS可提供美國農業所屬各研究所、試驗站和學府的研究摘要。

美國計算機在農牧業信息化中的應用已相當普遍。譬如:畜禽飼養的計算機化，有管理豬生產的計算機信息系統;管理農業機械化的計算機以及在在農副產品加工方面也有廣泛的應用;其中，計算機在溫室環境方面的應用最顯其能。

早在20世紀80年代，日本農林水產省就“人工智能與農業”專門組織了一個調查委員會，列出了知識工程在農業中應用的一整套實施項目;日本已建立了一些農業生產自動化管理系統，如植物工廠的蔬菜生產管理系統(菠菜、番茄、黃瓜、茄子、西紅柿和草莓等已進入批量生產)、陸田水田耕作、畜牧生產、家畜衛生系統、農業工程和機械管理系統等。

德國在農業科學研究中，已廣泛使用電子、信息技術等監測和自動控制各種試驗場所的溫度、濕度、光照時間和強度、風向風速等各項要素，均自動監測和記錄;德國還研究出許多用計算機編程控制的試驗儀器和設備;在農業生產中，裝有遙感地理定位系統的大型農業機械可以在室內計算機自動控制下完成各項農田作業[15-16]。

荷蘭在畜禽養殖基礎設施以及溫室種植方面的信息化工作水平處于世界前列。荷蘭的科研人員在十多年前應用數字化技術，在奶牛自動飼養管理系統Porcod系統的基礎上研發成功母豬自動飼養Velos管理系統[17]。

目前，農業信息技術研究主要集中在以下各方面:農業信息網絡技術、農業數據庫系統、農業管理系統、農業專家系統、“3S”系統、農業自動化控制技術、多媒體技術、精準農業、生物信息技術以及數字化圖書館技術[15， 18]。

2. 2　國內發展狀況

20世紀70年代中期，計算機應用技術開始進入我國農業領域，少數農業研究機構開展了計算機農業應用研究，從此農業信息化逐步在我國農業生產當中得以發展應用，具體發展階段[19]如表1所示。

表1　我國農業信息化發展階段

階段時間主要內容起步階段1981-1985年科學計算、科學規劃模型和統計方法應用普及發展階段1986-1995年數據處理(EDP)、大型數據庫的建立和MIS系統開發提高階段1996-2000年國家在“攻關”和“863”項目中都分別設置農業信息技術重大專題和課題快速發展階段2000至今農業信息化技術全面向農業生產實際滲透

我國農業信息化進程起步較晚。20世紀80年代以來，將系統工程、數據庫與信息管理系統、遙感、專家系統、決策支持系統和地理信息系統等技術應用于農業、資源、環境和災害方面的研究，已取得一些重要成果，不少成果已得到應用，有些成果已達到國際先進水平。如中國農業科學院草原研究所應用現代遙感和地理信息技術建立了“中國北方草地、草畜平衡動態監測系統”[20]。

中國國家科技部從1990年開始連續支持“農業智能應用系統”的研究與應用，“數字農業”漸成氣候，已研制出棉花、水稻、芒果等多種作物的生育全程調控和農事管理專家系統，以及魚病防治和蘋果生產管理專家系統。“十五”期間，國家科技部等部門繼續加大對以“數字農業”為主要內容的農業信息技術研究，以“精準農業”、“虛擬農業”、“智能農業”和“網絡農業”等內容為切入點，組織實施“數字農業科技行動”。通過該行動的實施，突破一批“數字農業”的關鍵技術，建立數字農業技術平臺，開發國家農業信息資源數據庫，研究開發一批實用性強的農業信息服務系統，初步構建我國“數字農業”的技術框架，從而加速了我國農業信息化進程[1]。

2003年，科技部“863計劃”在生物與現代領域啟動實施了“數字農業技術研究示范”重大專項。這些專項以突破一批關鍵技術、研制一批數字農業產品、開發數字農業技術平臺、集成示范應用為目標，構建我國“數字農業”的科學技術體系及示范應用體系。在農田信息自動采集、農田植物生長模擬與數字化設計、稻麥品質遙感檢測、數字化種植技術平臺構建等方面取得了突破性進展[21]。“863計劃”智能計算機主題連續支持“農業智能應用系統”的研究與應用，已研制出棉花、水稻、芒果等多種作物的生育全程調控和農事管理專家系統，以及魚病防治、蘋果生產管理專家系統[22]。由農軟開發的農牧場管理系統、育種分析系統和目前尚待完善的實驗室數據分析系統、專家系統、決策支持系統等已在部分科研管理部門和現代化農牧場推廣使用[15]。現在，國內研制的多媒體小麥管理系統(WMS)和棉花生產管理系統(COTMAS)都可以應用于生產[23]。我國與世界各國一樣，畜牧業信息建設與利用也是從單機到網絡的一個發展過程。在單機應用方面，主要用于生產管理和決策應用[12]。我國畜牧業充分利用以計算機為核心的信息資源優勢，走畜牧業現代化和信息化的道路[24]。

3　我國農牧業信息化發展面臨的問題

目前，我國農業信息化存在的問題有:農民素質不高、信息化意識和利用信息的能力不強;農業產業化程度不高，難以形成正常的信息需求;網絡成本較高，阻礙了信息化的普及;農業信息化基礎工作水平低;信息技術實用性差，農業信息服務體系還沒有完成，農業信息網絡人才缺乏[25]。信息技術的進一步發展必須建立在網絡化的基礎上。我國的農牧業信息網絡化的發展雖然對我國農牧業的發展起到了一定作用，但在建設過程中存在許多問題[12]。我國畜牧業信息化水平與發達國家相比還有很大差距，主要表現在:畜牧業基礎設施薄弱，畜牧信息資源缺乏，尤其是能提供給用戶的有效資源嚴重不足;畜牧信息技術成果應用程度低，嚴重阻礙了畜牧業現代化的發展，這也正是當前實施畜牧業信息化迫切需要解決的問題。目前，在畜牧業生產部門及基層畜牧場，由于受地域的限制和傳統畜牧業的束縛，信息技術的普及遠遠不能同其他行業相比，從事畜牧行業的人員平均素質也遠低于其他行業部門，尤其是基層的管理人員及邊遠的農牧場，其受教育程度普遍較低[26]。

筆者認為，我國農牧業信息化發展亟待解決的主要問題依然是農民科學素質的提高、信息化基礎設施的建立與完善及完全解決“最后一公里”的難題。

4　我國農牧業信息化的發展方向

1)網絡化。信息技術發展是以微電子技術為基礎、計算機技術和網絡技術相互融合的高新技術。

2)智能化。信息技術的智能化發展進步很快，在農業上的應用也將得到長足的進展。農業專家系統、農業管理信息系統和農業決策支持系統的開發與應用是其中最突出的表現。

3)數字化。數字化內涵包含兩層意思:一是隨著數字技術的發展，原來的模擬信號被轉換成數字信號，實現了在計算機網絡上的高保真和快速傳播，可以制成數字視頻和音頻信號在網絡上傳遞，實現遠程教育等;二是表現在科學計算可視化和虛擬現實技術[25]上。

建立統一的技術標準和規范，突破一批數字農業關鍵技術，建立數字農業技術平臺，開發國家農業信息資源數據庫，建立數字農業應用服務系統，通過系統集成和應用示范，逐步建立我國數字農業的科學技術體系。在統一的技術標準下，對數字農業關鍵技術進行研究開發，通過系統集成構建數字農業技術平臺，初步形成我國數字農業技術框架。在我國不同生態經濟類型和不同農業生產管理類型地區，對數字農業技術進行集成應用示范，取得顯著的社會經濟效益，促進當地農業信息化的跨越發展，加速農業生產由傳統、粗放、經驗型向智能、精準和數字化方向的轉變，提高農業生產力水平。通過該行動的實施，突破一批數字農業關鍵技術，建立數字農業技術平臺，開發國家農業信息資源數據庫，研究開發一批實用性強的農業信息服務系統，初步構建我國數字農業的技術框架，加速我國農業信息化進程，并逐步實現農業生產的精確化、遠程化、自動化和虛擬化[1]。

我國的畜牧業發展已經進入到了新的發展階段，建設集約化、專業化和優質高效的現代畜牧業已經成為必然[27]。在推進信息化的過程中，要通過計算機網絡及通訊技術，把畜牧信息及時與準確地傳達到用戶手中，實現畜牧生產、管理和畜產品營銷網絡化，加速傳統畜牧業的改造和升級，大幅度提高畜牧業生產效率、管理和經營決策水平[26];改變傳統的畜牧業模式，使農民依靠信息引導進入市場、組織生產，走畜牧業現代化和信息化之路;加強對畜牧信息化工作的宣傳，提高人們的信息意識和利用信息的能力積極促進畜牧業信息化的發展[24， 26]。當前，現代信息技術與農業融合所衍生的“精準農業\"、“虛擬農業\"、“智能農業\"和“網絡農業\"等均是數字農業的不同側面，成為農業信息化發展的方向[28]。

筆者認為，我國農牧業信息化應逐步實現農牧業生產的操作的全面自動化以及完全智能化，并最終進入網絡化農牧業。

5　我國農牧業信息化的作用

農業信息化、智能化、精確化與數字化將是信息技術在農業中應用的結果，必將大大推動農業信息化，推動農業向高產、優質、高效及可持續方向發展。

作為21世紀農業的重要標志，發展數字農業及相關技術是我國發展現代農業必然選擇的支撐技術，因此將數字農業確立為解決“三農”問題的平臺，符合時展的需要。數字農業展現了美好的前景，它將極大解放農業生產力，改變農業作業方式，實現農業生產質的飛躍[1]。先進的信息收集、處理和傳遞技術將有效地克服農業生產的分散化和小型化的行業弱勢。

強大的計算能力、智能化技術和軟件技術，使農業生產中極其復雜和多變的生產要素定量化、規范化和集成化，改善了時空變化大和經驗性強的弱點。將信息技術與航空航天遙感技術(RS)、農業地理信息系統技術(AGIS)以及全球定位系統(GPS)等相結合，加強了對影響農業資源、生態環境、生產條件、氣象、生物災變和生產狀況的宏觀監測與預警預報，提高了農業生產的可控性、穩定性和精確性，并能對農業生產過程實行科學與有效的宏觀管理[5]。信息自動化技術使現代的養殖業有了根本性的改變，是形成統一標準化飼養的一種優化養殖方式。它有利于優化畜牧業區域布局;有利于解決人畜混居、相互交叉感染問題;有利于減少與外界接觸，減少傳染病的預防發生;有利于改善農民的生活環境，保護人們的身體健康;有利于改善畜禽養殖環境和生產性能的發揮;有利于提高畜禽的品質;有利于先進技術和設備的推廣和生產效率的提高;有利于畜禽生產的宏觀管理和相互之間的協調，從而促進畜禽業迅速發展，提高養殖者的經濟效益[29]。同時，利用計算機控制實現自動補料、補水和補光等作業，節約勞動力。另外，通過多媒體模擬，可以在最適宜時期擴大生產，在市場行情最佳時銷售，從而獲得最大利潤[30]。

廣泛應用現代信息技術，促進農業和農村經濟結構調整，增強農業的市場競爭力，發展農村經濟，建設現代農業，增加農民收入，加速農村現代化進程，促進農業生產過程實現自動化和高效益化;通過計算機對來自于農業生產系統中的信息進行及時采集和處理，根據處理結果迅速地去控制系統中的某些設備、裝置或環境，從而實現農業生產過程中的自動檢測、記錄、統計、監視、報警和自動啟停等，實現農業自動化生產和對自然環境的實時監測[4， 23]。傳統的農業生產方式得以改造，農業生產效率將大幅度提高，生產成本下降;加快新品種選育，提高病蟲害預測、預報和防止水平，減少損失，增加產出，獲得更大的效益，這將提高人類對自然的認知能力，最大限度地控制和利用水、土、氣等自然資源，減少農業生產的不穩定性[29]。科學指導農業生產管理，增加農副產品產量，提高農產品質量，降低農業生產成本，提高經濟效益;實現科學化管理，提高對農業和農村經濟發展的政策決策水平，最大限度避免自然災害對農業造成的損失。

6　結束語

推動農牧業信息化有利于實現農牧業生產的全面自動化及數字化;有利于降低農業生產的成本，提高農業生產的效率;有利于農牧業生產的集中管理，有利于降低傳統農業靠天吃飯的不穩定性;有利于減少農產品市場波動，提高農業市場流通效率，從而增加農業生產的經濟效益。

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篇5

關鍵詞:農牧業信息化;發展現狀;發展趨勢

0引言

進入21世紀以來,雖然基于工業社會要求的農業機械化、化學化、水利化和電氣化在世界許多國家還沒有全面完成,但隨著信息技術的迅猛發展,以數字化為核心、網絡化為趨勢的信息化產業逐漸深入到社會的各個領域。信息化技術同時不斷深入到農牧業生產的各環節中,形成了以數字化為特征的“數字農業”,給農牧業這個傳統領域注入了新的活力[1]。農牧業信息化對于農業經濟深入增長具有深遠的影響,并且可以促進傳統農業向現代化農業的轉變[2]。加強農牧業信息化建設是發展現代農業的重要內容。

農牧業信息化是現代農業的重要標志,在駕馭農村市場經濟中處于前置性的基礎地位,是提高農業的綜合生產力和經營管理效率的有力手段[3],是農業實現現代化的必經途徑。隨著信息社會和知識經濟時代的到來,農業信息技術將在農業和農村經濟的發展中發揮越來越大的作用[4]。沒有農牧業的信息化,就沒有國民經濟的信息化,也就沒有整個社會的信息化。農牧業信息化應當成為中國這個農業大國一種必然和必須的發展趨勢,深入研究農牧業信息化是一項亟待探討而且具有重大意義的課題[5]。

1農牧業信息化的概念

1.1信息化信息化概念包括信息和信息化兩個最基本的概念。信息化是一個過程,與工業化和現代化一樣,是一個動態變化的過程。在這個過程中包含3個層面和6大要素。所謂3個層面,一是信息技術的開發和應用過程,是信息化建設的基礎;二是信息資源的開發和利用過程,是信息化建設的核心與關鍵;三是信息產品制造業不斷發展的過程,是信息化建設的重要支撐。6大要素是指信息網絡、信息資源、信息技術、信息產業、信息法規環境與信息人才。信息化就是在經濟和社會活動中通過普遍采用信息技術和電子信息裝備,更有效地開發和利用信息資源,推動經濟發展和社會進步[6]。

1.2農業信息化

農業信息化有狹義和廣義之分:狹義的農業信息化是指農業的數字化和網絡化;廣義的農業信息化是指農業全過程的信息化,在農業領域全面地發展和應用現代信息技術,使之滲透到農業生產、流通、消費以及農村社會、經濟和技術等各個具體環節的全過程,從而極大地提高農業效率和農業生產力水平[7]。賈善剛指出:農村信息化的概念不僅包括計算機技術,還應包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多項信息技術在農業上普遍而系統的應用過程。

梅方權年認為,農村信息化是一個廣義的概念,應是農業全過程的信息化,是用信息技術裝備現代農業,依靠網絡化和數字化支持農業經營管理,監測管理農業資源和環境,支持農業經濟和農村社會信息化[8]。

農業信息化可以從4個方面來加以描述和概括:一是農業勞動者的高度智能化;二是農業基礎設施裝備信息化;三是農業技術操作自動自控化;四是農業經營管理信息網絡化[5,9]。農業信息化不僅包括計算機技術,還應包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多項技術在農業上普遍而系統應用的過程。

農業中所應用的信息技術包括計算機、信息存儲和處理、通訊、網格、多媒體、人工智能以及“3S”技術(即地理信息系統GIS、全球定位系統GPS和遙感技術RS)等。在發達國家,信息技術在農業上的應用大致有以下方面:農業生產經營管理、農業信息獲取及處理、農業專家系統、農業系統模擬、農業決策支持系統和農業計算機網絡等[5,10]。數字化作為農業信息化的核心內容,就是按人類需要的目標,對農業所涉及的對象和全過程進行數字化和可視化的表達、設計、控制和管理。在數字水平上,對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制,使農業按照人類的需求目標發展。數字農業主要包括農業要素(生物要素、環境要素、技術要素和社會經濟要素)的數字信息化、農業過程的數字信息化(數字化實施和數字化設計)以及農業管理的數字信息化[1,11]。農業信息化實質是充分利用信息技術的最新成果,全面實現農業生產、管理、農產品加工、營銷以及農業科技信息和知識的獲取、處理、傳播與合理利用,加速傳統農業的改造,大幅度地提高農業生產效率、管理和經營決策水平,促進農業持續、穩定、高效發展進程。農業信息技術就是實現農業各種信息采集、處理、傳播和貯存等方面的技術。

根據信息技術在農業應用領域的不同,主要分為氣象遙感技術、衛星定位技術、農業專家系統和農業自動化技術等[4]。數字農業的本質是把信息技術作為農業生產力重要要素,將工業可控生產和計算機輔助設計的思想引入農業,通過計算機、地學空間、網絡通訊和電子工程技術與農業的融合,在數字水平上對農業生產、管理、經營、流通、服務以及農業資源環境等領域進行數字化設計、可視化表達和智能化控制,使農業按照人類的需求目標發展[1]。

筆者認為,農業信息化是指涉農領域(農、林、牧、副、漁)所有對象的數字信息化,具體體現在農業基礎設施裝備的數字信息化、農業生產過程的數字信息化、農業資源環境的數字信息化、農業生產管理的數字信息化、農業經營管理的數字信息化、農業市場流通的數字信息化、農業勞動者的高度智能化以及農民生活的數字信息化,應用計算機技術、微電子技術、人工智能技術、自動控制技術、“3S”技術、通信技術和網絡技術等高新技術實現農業的數字信息化,并付諸實施于農田精耕細作、病蟲害防治、林區規劃管理、畜禽漁業的生產操作自動化和數字化管理以及農民生活消費的網絡信息化等方面,集農業科學、計算機科學、地球科學、信息科學以及網絡科學等高端科學于一體的綜合性領域。

1.3畜牧業信息化

畜牧業信息就是對畜禽品種資源的遺傳育種、飼養管理、飼料營養、疫病防制、器械設備、畜產品加工及其經濟利用的有關理論和應用研究中表現出來的信息,主要包括各種畜禽遺傳育種信息、飼料營養信息、畜禽經濟信息、生產和經營管理信息、疾病防治信息以及專家人才信息等內容。根據畜牧業結構和研究內容,畜牧業信息可以劃分為畜牧業自然資源信息、畜牧業生產信息、畜牧業科技信息、畜牧業經濟信息、畜產品市場流通信息、畜產品加工信息、疫病防治信息、飼料營養信息、器械設備信息和單位屬性信息等類別[12]。畜牧業信息化指的是在畜牧業領域充分利用信息技術的方法手段和最新成果的過程。具體來說,就是在畜牧業生產、流通、消費以及農村經濟、社會和技術等各個環節全面運用現代信息技術與智能工具,實現畜牧業的科學化與智能化過程。畜牧業信息化不僅包括計算機技術,還包括微電子技術、通信技術、光電技術和遙感技術等多種技術在農業上普遍而系統的應用。

畜牧業信息化的內涵至少包括以下領域:一是畜牧業生產管理信息化,包括畜禽疫病防治、畜禽飼養管理等各個方面;二是畜牧業經營管理信息化,包括與畜牧業經營有關的經濟形勢、畜禽供求、國民收入、固定資產投資、物資購銷和物價變動等;三是畜牧業科學技術信息化,是利用信息技術快捷與方便的特點,改變傳統的畜牧業技術推廣方法和手段,加快科技成果的傳播和轉化,提高畜牧業的科技含量和競爭力;四是畜牧業市場流通信息化,指畜牧業生產資料供求信息、動物產品流通(需求量)及收益成本等方面的信息化[13]。畜牧業信息化具有豐富的內涵,主要包括:畜牧業信息服務系統化和網絡化;畜牧業生產設施裝備信息化;畜牧業技術操作機械化和自動化;畜牧業管理決策信息化;畜牧業勞動者的信息化和知識化等[14]。

筆者認為,畜牧業信息化是指畜牧業飼養設施的操作自動化及數字信息化、畜牧業生產管理的數字信息化、畜牧業經營管理的數字信息化、畜牧業市場流通的數字信息化和畜牧業勞動者的高度智能化等,運用計算機技術、人工智能技術、自動控制技術、無線射頻識別技術、“3S”技術、通信以及網絡技術,實現精細飼喂、科學育種、飼養環境的監控、疫情監測、疾病防治以及產品溯源等。

2農牧業信息化的發展狀況

2.1國外發展狀況世界農業信息化技術的發展大致經過3個階段:第1階段是20世紀五六十年代的廣播、電話通訊信息化及科學計算階段;第2個階段是20世紀七八十年代的計算機數據處理和知識處理階段;第3個階段是20世紀90年代以來農業數據庫開發、網絡和多媒體技術應用、農業生產自動化控制等的新發展階段。

農業自動化技術在美國、西歐和日本已廣泛應用于工廠化養殖、工廠化蔬菜花卉生產、倉庫管理、環境監測與控制以及農產品精深加工中,如配合飼料全部生產流程的自動控制、日光溫室中溫濕度控制、灌溉及采收自動化控制。通過研制和使用農業機器人,代替人從事一些繁重的農事操作,如蘋果收獲、擠奶、噴藥、組織培養以及作物育種等方面。

美國自20世紀70年代以來將計算機應用逐步推廣到農場范圍。典型的農業信息化系統有:1975年,美國內布拉斯加大學創建了AGNET聯機網絡,現在已發展成為世界上最大的農業計算機網絡系統;美國國家農業書館和美國農業部共同開發的AGRICOLA;信息研究系統CRIS可提供美國農業所屬各研究所、試驗站和學府的研究摘要。

美國計算機在農牧業信息化中的應用已相當普遍。譬如:畜禽飼養的計算機化,有管理豬生產的計算機信息系統;管理農業機械化的計算機以及在在農副產品加工方面也有廣泛的應用;其中,計算機在溫室環境方面的應用最顯其能。

早在20世紀80年代,日本農林水產省就“人工智能與農業”專門組織了一個調查委員會,列出了知識工程在農業中應用的一整套實施項目;日本已建立了一些農業生產自動化管理系統,如植物工廠的蔬菜生產管理系統(菠菜、番茄、黃瓜、茄子、西紅柿和草莓等已進入批量生產)、陸田水田耕作、畜牧生產、家畜衛生系統、農業工程和機械管理系統等。

德國在農業科學研究中,已廣泛使用電子、信息技術等監測和自動控制各種試驗場所的溫度、濕度、光照時間和強度、風向風速等各項要素,均自動監測和記錄;德國還研究出許多用計算機編程控制的試驗儀器和設備;在農業生產中,裝有遙感地理定位系統的大型農業機械可以在室內計算機自動控制下完成各項農田作業[15-16]。

荷蘭在畜禽養殖基礎設施以及溫室種植方面的信息化工作水平處于世界前列。荷蘭的科研人員在十多年前應用數字化技術,在奶牛自動飼養管理系統Porcod系統的基礎上研發成功母豬自動飼養Velos管理系統[17]。

目前,農業信息技術研究主要集中在以下各方面:農業信息網絡技術、農業數據庫系統、農業管理系統、農業專家系統、“3S”系統、農業自動化控制技術、多媒體技術、精準農業、生物信息技術以及數字化圖書館技術[15,18]。

2.2國內發展狀況

20世紀70年代中期,計算機應用技術開始進入我國農業領域,少數農業研究機構開展了計算機農業應用研究,從此農業信息化逐步在我國農業生產當中得以發展應用,具體發展階段[19]如表1所示。

表1我國農業信息化發展階段

階段時間主要內容起步階段1981-1985年科學計算、科學規劃模型和統計方法應用普及發展階段1986-1995年數據處理(EDP)、大型數據庫的建立和MIS系統開發提高階段1996-2000年國家在“攻關”和“863”項目中都分別設置農業信息技術重大專題和課題快速發展階段2000至今農業信息化技術全面向農業生產實際滲透.

我國農業信息化進程起步較晚。20世紀80年代以來,將系統工程、數據庫與信息管理系統、遙感、專家系統、決策支持系統和地理信息系統等技術應用于農業、資源、環境和災害方面的研究,已取得一些重要成果,不少成果已得到應用,有些成果已達到國際先進水平。如中國農業科學院草原研究所應用現代遙感和地理信息技術建立了“中國北方草地、草畜平衡動態監測系統”[20]。

中國國家科技部從1990年開始連續支持“農業智能應用系統”的研究與應用,“數字農業”漸成氣候,已研制出棉花、水稻、芒果等多種作物的生育全程調控和農事管理專家系統,以及魚病防治和蘋果生產管理專家系統。“十五”期間,國家科技部等部門繼續加大對以“數字農業”為主要內容的農業信息技術研究,以“精準農業”、“虛擬農業”、“智能農業”和“網絡農業”等內容為切入點,組織實施“數字農業科技行動”。通過該行動的實施,突破一批“數字農業”的關鍵技術,建立數字農業技術平臺,開發國家農業信息資源數據庫,研究開發一批實用性強的農業信息服務系統,初步構建我國“數字農業”的技術框架,從而加速了我國農業信息化進程[1]。

2003年,科技部“863計劃”在生物與現代領域啟動實施了“數字農業技術研究示范”重大專項。這些專項以突破一批關鍵技術、研制一批數字農業產品、開發數字農業技術平臺、集成示范應用為目標,構建我國“數字農業”的科學技術體系及示范應用體系。在農田信息自動采集、農田植物生長模擬與數字化設計、稻麥品質遙感檢測、數字化種植技術平臺構建等方面取得了突破性進展[21]。“863計劃”智能計算機主題連續支持“農業智能應用系統”的研究與應用,已研制出棉花、水稻、芒果等多種作物的生育全程調控和農事管理專家系統,以及魚病防治、蘋果生產管理專家系統[22]。由農軟開發的農牧場管理系統、育種分析系統和目前尚待完善的實驗室數據分析系統、專家系統、決策支持系統等已在部分科研管理部門和現代化農牧場推廣使用[15]。現在,國內研制的多媒體小麥管理系統(WMS)和棉花生產管理系統(COTMAS)都可以應用于生產[23]。我國與世界各國一樣,畜牧業信息建設與利用也是從單機到網絡的一個發展過程。在單機應用方面,主要用于生產管理和決策應用[12]。我國畜牧業充分利用以計算機為核心的信息資源優勢,走畜牧業現代化和信息化的道路[24]。

3我國農牧業信息化發展面臨的問題

目前,我國農業信息化存在的問題有:農民素質不高、信息化意識和利用信息的能力不強;農業產業化程度不高,難以形成正常的信息需求;網絡成本較高,阻礙了信息化的普及;農業信息化基礎工作水平低;信息技術實用性差,農業信息服務體系還沒有完成,農業信息網絡人才缺乏[25]。信息技術的進一步發展必須建立在網絡化的基礎上。我國的農牧業信息網絡化的發展雖然對我國農牧業的發展起到了一定作用,但在建設過程中存在許多問題[12]。我國畜牧業信息化水平與發達國家相比還有很大差距,主要表現在:畜牧業基礎設施薄弱,畜牧信息資源缺乏,尤其是能提供給用戶的有效資源嚴重不足;畜牧信息技術成果應用程度低,嚴重阻礙了畜牧業現代化的發展,這也正是當前實施畜牧業信息化迫切需要解決的問題。目前,在畜牧業生產部門及基層畜牧場,由于受地域的限制和傳統畜牧業的束縛,信息技術的普及遠遠不能同其他行業相比,從事畜牧行業的人員平均素質也遠低于其他行業部門,尤其是基層的管理人員及邊遠的農牧場,其受教育程度普遍較低[26]。

筆者認為,我國農牧業信息化發展亟待解決的主要問題依然是農民科學素質的提高、信息化基礎設施的建立與完善及完全解決“最后一公里”的難題。

4我國農牧業信息化的發展方向

1)網絡化。信息技術發展是以微電子技術為基礎、計算機技術和網絡技術相互融合的高新技術。

2)智能化。信息技術的智能化發展進步很快,在農業上的應用也將得到長足的進展。農業專家系統、農業管理信息系統和農業決策支持系統的開發與應用是其中最突出的表現。

3)數字化。數字化內涵包含兩層意思:一是隨著數字技術的發展,原來的模擬信號被轉換成數字信號,實現了在計算機網絡上的高保真和快速傳播,可以制成數字視頻和音頻信號在網絡上傳遞,實現遠程教育等;二是表現在科學計算可視化和虛擬現實技術[25]上。

建立統一的技術標準和規范,突破一批數字農業關鍵技術,建立數字農業技術平臺,開發國家農業信息資源數據庫,建立數字農業應用服務系統,通過系統集成和應用示范,逐步建立我國數字農業的科學技術體系。在統一的技術標準下,對數字農業關鍵技術進行研究開發,通過系統集成構建數字農業技術平臺,初步形成我國數字農業技術框架。在我國不同生態經濟類型和不同農業生產管理類型地區,對數字農業技術進行集成應用示范,取得顯著的社會經濟效益,促進當地農業信息化的跨越發展,加速農業生產由傳統、粗放、經驗型向智能、精準和數字化方向的轉變,提高農業生產力水平。通過該行動的實施,突破一批數字農業關鍵技術,建立數字農業技術平臺,開發國家農業信息資源數據庫,研究開發一批實用性強的農業信息服務系統,初步構建我國數字農業的技術框架,加速我國農業信息化進程,并逐步實現農業生產的精確化、遠程化、自動化和虛擬化[1]。

我國的畜牧業發展已經進入到了新的發展階段,建設集約化、專業化和優質高效的現代畜牧業已經成為必然[27]。在推進信息化的過程中,要通過計算機網絡及通訊技術,把畜牧信息及時與準確地傳達到用戶手中,實現畜牧生產、管理和畜產品營銷網絡化,加速傳統畜牧業的改造和升級,大幅度提高畜牧業生產效率、管理和經營決策水平[26];改變傳統的畜牧業模式,使農民依靠信息引導進入市場、組織生產,走畜牧業現代化和信息化之路;加強對畜牧信息化工作的宣傳,提高人們的信息意識和利用信息的能力積極促進畜牧業信息化的發展[24,26]。當前,現代信息技術與農業融合所衍生的“精準農業\"、“虛擬農業\"、“智能農業\"和“網絡農業\"等均是數字農業的不同側面,成為農業信息化發展的方向[28]。

筆者認為,我國農牧業信息化應逐步實現農牧業生產的操作的全面自動化以及完全智能化,并最終進入網絡化農牧業。

5我國農牧業信息化的作用

農業信息化、智能化、精確化與數字化將是信息技術在農業中應用的結果,必將大大推動農業信息化,推動農業向高產、優質、高效及可持續方向發展。

作為21世紀農業的重要標志,發展數字農業及相關技術是我國發展現代農業必然選擇的支撐技術,因此將數字農業確立為解決“三農”問題的平臺,符合時展的需要。數字農業展現了美好的前景,它將極大解放農業生產力,改變農業作業方式,實現農業生產質的飛躍[1]。先進的信息收集、處理和傳遞技術將有效地克服農業生產的分散化和小型化的行業弱勢。

強大的計算能力、智能化技術和軟件技術,使農業生產中極其復雜和多變的生產要素定量化、規范化和集成化,改善了時空變化大和經驗性強的弱點。將信息技術與航空航天遙感技術(RS)、農業地理信息系統技術(AGIS)以及全球定位系統(GPS)等相結合,加強了對影響農業資源、生態環境、生產條件、氣象、生物災變和生產狀況的宏觀監測與預警預報,提高了農業生產的可控性、穩定性和精確性,并能對農業生產過程實行科學與有效的宏觀管理[5]。信息自動化技術使現代的養殖業有了根本性的改變,是形成統一標準化飼養的一種優化養殖方式。它有利于優化畜牧業區域布局;有利于解決人畜混居、相互交叉感染問題;有利于減少與外界接觸,減少傳染病的預防發生;有利于改善農民的生活環境,保護人們的身體健康;有利于改善畜禽養殖環境和生產性能的發揮;有利于提高畜禽的品質;有利于先進技術和設備的推廣和生產效率的提高;有利于畜禽生產的宏觀管理和相互之間的協調,從而促進畜禽業迅速發展,提高養殖者的經濟效益[29]。同時,利用計算機控制實現自動補料、補水和補光等作業,節約勞動力。另外,通過多媒體模擬,可以在最適宜時期擴大生產,在市場行情最佳時銷售,從而獲得最大利潤[30]。

廣泛應用現代信息技術,促進農業和農村經濟結構調整,增強農業的市場競爭力,發展農村經濟,建設現代農業,增加農民收入,加速農村現代化進程,促進農業生產過程實現自動化和高效益化;通過計算機對來自于農業生產系統中的信息進行及時采集和處理,根據處理結果迅速地去控制系統中的某些設備、裝置或環境,從而實現農業生產過程中的自動檢測、記錄、統計、監視、報警和自動啟停等,實現農業自動化生產和對自然環境的實時監測[4,23]。傳統的農業生產方式得以改造,農業生產效率將大幅度提高,生產成本下降;加快新品種選育,提高病蟲害預測、預報和防止水平,減少損失,增加產出,獲得更大的效益,這將提高人類對自然的認知能力,最大限度地控制和利用水、土、氣等自然資源,減少農業生產的不穩定性[29]。科學指導農業生產管理,增加農副產品產量,提高農產品質量,降低農業生產成本,提高經濟效益;實現科學化管理,提高對農業和農村經濟發展的政策決策水平,最大限度避免自然災害對農業造成的損失。

6結束語

推動農牧業信息化有利于實現農牧業生產的全面自動化及數字化;有利于降低農業生產的成本,提高農業生產的效率;有利于農牧業生產的集中管理,有利于降低傳統農業靠天吃飯的不穩定性;有利于減少農產品市場波動,提高農業市場流通效率,從而增加農業生產的經濟效益。

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