農(nóng)業(yè)信息技術(shù)課件

1、農(nóng) 業(yè) 信 息 技 術(shù) 李杰勤 安徽科技學(xué)院第一章 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)概述第二章 農(nóng)業(yè)信息采集第三章 農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)第四章 作物模擬模型第五章 農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)分析第六章 農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)第一節(jié) 統(tǒng)計(jì)軟件介紹第二節(jié) 利用excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析第三節(jié) 利用DPS進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析第一章 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)概述 21世紀(jì)是生物技術(shù)與信息技術(shù)時(shí)代。以基因工程、生物芯片等新型技術(shù)為代表的現(xiàn)代生物技術(shù)，正在引發(fā)醫(yī)學(xué)、農(nóng)業(yè)等領(lǐng)域新的科技革命，形成新的生物產(chǎn)業(yè)浪潮。 生物技術(shù)和信息技術(shù)作為21世紀(jì)農(nóng)業(yè)科技發(fā)展的兩大前沿領(lǐng)域，對(duì)未來(lái)農(nóng)業(yè)科技革命和農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)的影響更是不可估量。 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)是農(nóng)業(yè)科學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)相結(jié)合的新興交叉學(xué)科，主要

2、研究現(xiàn)代信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用的理論與技術(shù)。本章簡(jiǎn)要介紹現(xiàn)代信息技術(shù)發(fā)展及其農(nóng)業(yè)應(yīng)用狀況。第一節(jié) 信息技術(shù)發(fā)展概述第二節(jié) 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展第三節(jié) 作物智能栽培學(xué)第一章 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)概述第一節(jié) 信息技術(shù)發(fā)展概述一、信息技術(shù)的概念 信息(information)是信息源所發(fā)出的各種信號(hào)和消息經(jīng)過(guò)傳遞被人們所感知、接收、認(rèn)識(shí)和理解的內(nèi)容的統(tǒng)稱(chēng)。信息有物質(zhì)信息和精神信息。信息現(xiàn)象無(wú)時(shí)無(wú)處不在，信息廣泛分布于自然界。人類(lèi)社會(huì)和人的思維活動(dòng)過(guò)程中，信息現(xiàn)象是永存的，超越人類(lèi)社會(huì)的發(fā)展過(guò)程。 信息技術(shù) (information technology，IT)是指獲取、處理、傳遞、存儲(chǔ)、使用信息的技術(shù)，是能夠擴(kuò)

3、展人們的信息功能的技術(shù)。它集通信 (communication)、計(jì)算機(jī)(computer)和控制 (control)技術(shù)于一體，國(guó)外又稱(chēng)之為 3C技術(shù)，其內(nèi)容包括信息采集技術(shù)、信息傳遞技術(shù)、信息處理技術(shù)及信息控制技術(shù)，其功能對(duì)應(yīng)著人體信息器官的功能，即感覺(jué)器官、傳導(dǎo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、思維器官和效應(yīng)器官。(一)信息采集技術(shù)的技術(shù) 能有效地?cái)U(kuò)展人類(lèi)感覺(jué)器官的感知域、靈敏度、分辨力和作用范圍的技術(shù)，包括傳感、測(cè)量、識(shí)別和遙感遙測(cè)技術(shù)等，但目前廣泛使用的主要是傳感技術(shù)、遙測(cè)技術(shù)、遙感技術(shù)。(二)信息傳遞技術(shù) 通信技術(shù)，是傳導(dǎo)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)功能的延伸，包括數(shù)字程控交換技術(shù)、綜合業(yè)務(wù)數(shù)字通信網(wǎng)、光纖通信。第一節(jié) 信息

4、技術(shù)發(fā)展概述(三)信息處理技術(shù) 信息處理技術(shù)就是應(yīng)用計(jì)算機(jī)硬件、軟件及數(shù)字傳輸網(wǎng)，對(duì)信息進(jìn)行文字、圖形、特征識(shí)別，信息與交換碼之間的轉(zhuǎn)換，信息的整理、加工、生成，以及利用數(shù)據(jù)庫(kù)、知識(shí)庫(kù)實(shí)現(xiàn)信息存儲(chǔ)和積累的技術(shù)。(四)信息控制技術(shù) 信息控制技術(shù)的功能是根據(jù)輸入的指令信息 (決策信息)對(duì)外部事物的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)和方式實(shí)施干預(yù)，是效應(yīng)器官功能的擴(kuò)展延伸。二、信息技術(shù)的發(fā)展歷程(一)古代信息技術(shù)(二)近代信息技術(shù)(三)現(xiàn)代信息技術(shù)(一)古代信息技術(shù) 乘馬傳遞曰驛，驛傳是早期有組織的通信方式。 位于嘉峪關(guān)火車(chē)站廣場(chǎng)的“驛使”雕塑 (一)古代信息技術(shù) 唐代對(duì)郵驛的行程也有明文規(guī)定，陸驛快馬一天走6驛即180里，

5、再快要日行300里，最快要求日馳500里；步行人員日行50里；逆水行船時(shí)，河行40里，江行50里，其它60里；順?biāo)畷r(shí)一律規(guī)定100到150里。詩(shī)人岑參在初過(guò)隴山途中呈字文判官一詩(shī)中寫(xiě)到“一驛過(guò)一驛，驛騎如星流；平明發(fā)咸陽(yáng)，幕及隴山頭”。 宋代將所有的公文和書(shū)信的機(jī)構(gòu)總稱(chēng)為“遞”，并出現(xiàn)了“急遞鋪”。急遞的驛騎馬領(lǐng)上系有銅鈴，在道上奔馳時(shí)，白天鳴 鈴，夜間舉火，撞死人不負(fù)責(zé)。鋪鋪換馬，數(shù)鋪換人，風(fēng)雨無(wú)阻，晝夜兼程。 (一)古代信息技術(shù)羅斯柴爾德家族簡(jiǎn)介 羅斯柴爾德家族是歐洲乃至世界久負(fù)盛名的金融家族。它發(fā)跡于19世紀(jì)初，其創(chuàng)始人是梅耶羅斯柴爾德(Mayer Amschel Rothschild)

6、。他和他的5個(gè)兒子即“羅氏五虎”先后在法蘭克福、倫敦、巴黎、維也納、那不勒斯等歐洲著名城市開(kāi)設(shè)銀行。建立了當(dāng)時(shí)世界上最大的金融王國(guó)。(二)近代信息技術(shù) 攝影技術(shù)、電影技術(shù)、電報(bào)與電話技術(shù)、廣播與電視技術(shù)等 。(三)現(xiàn)代信息技術(shù) 集成電路上可容納的晶體管數(shù)目，約每隔18個(gè)月便會(huì)增加一倍，性能也將提升一倍，當(dāng)價(jià)格不變時(shí)；或者說(shuō)，每一美元所能買(mǎi)到的電腦性能，將每隔18個(gè)月翻兩倍以上。這一定律揭示了信息技術(shù)進(jìn)步的速度。 戈登摩爾 三、現(xiàn)代信息技術(shù)內(nèi)容(一)微電子技術(shù)(二)傳感技術(shù)(三)信息存儲(chǔ)技術(shù)(四)計(jì)算機(jī)技術(shù)(五)多媒體技術(shù)(六)通信技術(shù)(七)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)傳感器技術(shù) 傳感器是將非電物理量 (如壓

7、力、溫度、濕度、流量等，轉(zhuǎn)換為電量的裝置，可以對(duì)某些物理量進(jìn)行測(cè)試或處理。傳感器包括力敏傳感器、熱敏傳感器、離子敏傳感器、光傳感器、生物傳感器等多種類(lèi)型。 四、數(shù)字地球構(gòu)想 (一)數(shù)字地球的提出數(shù)字地球 (digital earth)的概念是美國(guó)前副總統(tǒng)戈?duì)栍?998年1月31日在加利福尼亞科學(xué)中心發(fā)表演講時(shí)提出來(lái)的。 數(shù)字地球是美國(guó)繼國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施 (NlI，俗稱(chēng)信息高速公路)和國(guó)家空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施 (NSDI，俗稱(chēng)地學(xué)信息高速公路)之后的又一個(gè)意義更加深遠(yuǎn)的全球性國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)設(shè)想。(一)數(shù)字地球的含義與特點(diǎn) 數(shù)字地球，可以理解為對(duì)真實(shí)地球及其相關(guān)現(xiàn)象統(tǒng)一的數(shù)字化重現(xiàn)和認(rèn)識(shí)，是以地

8、球?yàn)閷?duì)象，以地理坐標(biāo)為依據(jù)，具有多分辨率、海量數(shù)據(jù)和多種數(shù)據(jù)的融合，并可用多媒體和虛擬技術(shù)進(jìn)行多維立體動(dòng)態(tài)表達(dá)，具有空間化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化和可視化特征的技術(shù)系統(tǒng)。數(shù)字地球的本質(zhì)是一個(gè)全球性的綜合信息系統(tǒng)，是遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、寬帶網(wǎng)絡(luò)、仿真與虛擬技術(shù)的高度綜合和升華，是對(duì)地表、地下和太空的多尺度、多層次的地球信息數(shù)字化三維顯示的虛擬地球。（二）數(shù)字地球的特點(diǎn)第一，數(shù)字地球具有空間性、數(shù)字性和整體性。第二，數(shù)字地球的數(shù)據(jù)具有無(wú)邊無(wú)縫的分布式數(shù)據(jù)層結(jié)構(gòu)，包括多源、多比例尺、多分辨率、歷史和現(xiàn)時(shí)的、矢量格式和柵格格式的海量數(shù)據(jù)。第三，數(shù)字地球具有迅速充實(shí)、聯(lián)網(wǎng)的地理數(shù)據(jù)庫(kù)。第四

9、，數(shù)字地球以圖像、圖形、文本報(bào)告等形式提供服務(wù)。第五，數(shù)字地球采用開(kāi)放平臺(tái)、構(gòu)件技術(shù)、動(dòng)態(tài)互操作等最先進(jìn)的技術(shù)方案。第六，任何一個(gè)用戶都可以在寬帶網(wǎng)上根據(jù)自己的權(quán)限實(shí)時(shí)使用數(shù)字地球中的信息，無(wú)論生產(chǎn)者是誰(shuí)，無(wú)論數(shù)據(jù)在什么地方;運(yùn)用具有傳感器功能的特制數(shù)據(jù)手套，還可以對(duì)數(shù)字地球進(jìn)行各類(lèi)可視化操作。第七，數(shù)字地球的服務(wù)對(duì)象包括整個(gè)社會(huì)層面，無(wú)論政府機(jī)關(guān)還是科教、生產(chǎn)單位，無(wú)論專(zhuān)業(yè)技術(shù)人員還是普通老百姓，部可以找到自己所需要的信息。(三)我國(guó)數(shù)字地球發(fā)展戰(zhàn)略1、制訂我國(guó)對(duì)地觀測(cè)衛(wèi)星的發(fā)射規(guī)劃，發(fā)射小衛(wèi)星系列，以解決地理空間信息源問(wèn)題。2、下決心實(shí)現(xiàn)通信系統(tǒng)的“三網(wǎng)合一”，建立可靠、高速的寬帶網(wǎng)。3、

10、加快地理空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，最迫切的任務(wù)是要解決數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范和共享問(wèn)題。4、加強(qiáng)地球科學(xué)、信息科學(xué)和空間科學(xué)的基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究，培養(yǎng)自主創(chuàng)新能力。5、大力普及地理信息系統(tǒng)的應(yīng)用，發(fā)展國(guó)產(chǎn)軟件平臺(tái)，培育數(shù)字地球的用戶市場(chǎng)，為遠(yuǎn)期目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。建立標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化的數(shù)字化的三維、動(dòng)態(tài)空間數(shù)據(jù)庫(kù)，建設(shè)覆蓋全國(guó)的寬帶高速圖形圖像傳輸網(wǎng)絡(luò)，發(fā)展虛擬環(huán)境的空間分析功能和應(yīng)用模型。（四）數(shù)字地球的技術(shù)基礎(chǔ)1、信息高速公路和計(jì)算機(jī)寬帶高速網(wǎng) 美國(guó)克林頓總統(tǒng)早在1993年2月就提出實(shí)施美國(guó)國(guó)家信息基礎(chǔ)設(shè)施（NII），通俗形象地稱(chēng)為信息高速公路，它主要由計(jì)算機(jī)服務(wù)器、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)終端組成。美國(guó)

11、為此計(jì)劃投入4000億美元，耗時(shí)20年。到2000年的目標(biāo)是提高生產(chǎn)率2040%，獲取35000億美元的效益。 在Internet流量爆發(fā)性增長(zhǎng)的驅(qū)動(dòng)下，遠(yuǎn)程通信載體已經(jīng)嘗試使用10G/S的網(wǎng)絡(luò)，而每秒1015byte的因特網(wǎng)正在研究中。相信在21世紀(jì)將會(huì)有更加優(yōu)秀的寬帶高速網(wǎng)供人們使用。 未實(shí)現(xiàn)篇(1)未來(lái)之路中寫(xiě)道：用戶遺失或遭竊的照相機(jī)將自動(dòng)發(fā)回信息，告訴用戶它現(xiàn)在所處的具體位置，甚至當(dāng)它已經(jīng)身處不同的城市。評(píng)注：十分不幸，蓋茨的這一預(yù)言并沒(méi)有實(shí)現(xiàn)。但現(xiàn)在的手機(jī)大多有拍照功能，從這個(gè)角度來(lái)看，我們用來(lái)發(fā)信息的手機(jī)同時(shí)也是照相機(jī)，因此并不能說(shuō)蓋茨完全錯(cuò)誤。(2)未來(lái)之路中寫(xiě)道：如果您的孩子

12、需要零花錢(qián)，您可以從電腦錢(qián)包中給他轉(zhuǎn)帳5美元。此外，當(dāng)您駕車(chē)駛過(guò)機(jī)場(chǎng)大門(mén)時(shí)，電腦錢(qián)包將會(huì)與機(jī)場(chǎng)購(gòu)票系統(tǒng)連接，檢驗(yàn)?zāi)欠褓?gòu)買(mǎi)了機(jī)票。評(píng)注：如今的信用卡及Ebay的PayPal服務(wù)最接近比爾蓋茨的預(yù)測(cè)，然而迄今為止電子貨幣時(shí)代還遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒(méi)有到來(lái)。(1)未來(lái)之路中寫(xiě)道：未來(lái)您將可以選擇收看自己喜歡的節(jié)目，而不是被動(dòng)的等著電視臺(tái)播放。評(píng)注：蓋茨的這一預(yù)言很早就得以實(shí)現(xiàn)，Tivo技術(shù)出現(xiàn)在1997年。(2)未來(lái)之路中寫(xiě)道：音樂(lè)銷(xiāo)售將出現(xiàn)新的模式。那些對(duì)光盤(pán)和磁帶等耗材產(chǎn)品感到頭疼的用戶將不會(huì)再受到磨損的困擾，未來(lái)的音樂(lè)將存儲(chǔ)在一臺(tái)服務(wù)器上，供用戶通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)下載。評(píng)注：從這一預(yù)測(cè)可以看出，蓋茨的先知先覺(jué)已經(jīng)體

13、現(xiàn)無(wú)疑，但為什么他會(huì)讓老對(duì)手蘋(píng)果在數(shù)字音樂(lè)市場(chǎng)拔得頭籌呢？2、高分辨率衛(wèi)星影像 空間分辨率指影像上所能看到的地面最小目標(biāo)尺寸，用像元在地面的大小來(lái)表示。從遙感形成之初的80米，已提高到30米，10米，5.8米，乃至2米，軍用甚至可達(dá)到10cm。到下一世紀(jì)獲取1m或優(yōu)于1m的空間分辨率影像將會(huì)十分方便。光譜分辨率指成像的波段范圍，分得愈細(xì)，波段愈多，光譜分辨率就愈高，現(xiàn)在的技術(shù)可以達(dá)到56nm（納米）量級(jí)，400多個(gè)波段。 3、空間信息技術(shù)與空間數(shù)據(jù)基礎(chǔ)設(shè)施 空間信息是指與空間和地理分布有關(guān)的信息，經(jīng)統(tǒng)計(jì)，世界上的事情有80%與空間分布有關(guān)，空間信息用于地球研究即為地理信息系統(tǒng)。為了滿足數(shù)字地球

14、的要求，將影像數(shù)據(jù)庫(kù)、矢量圖形庫(kù)和數(shù)字高程模型（DEM）三庫(kù)一體化管理的GIS軟件和網(wǎng)絡(luò)GPS，將在下一世紀(jì)十分成熟和普及。從而可實(shí)現(xiàn)不同層次的互操作，一個(gè)GIS應(yīng)用軟件產(chǎn)生的地理信息將被另一個(gè)軟件讀取。4、大容量數(shù)據(jù)存貯及元數(shù)據(jù) 數(shù)字地球?qū)⑿枰尜A1015字節(jié)的（Quadrillions）信息。美國(guó)NASA的行星地球計(jì)劃EOS-AM1 99年上天，每天將產(chǎn)生1000GB（即1TB）的數(shù)據(jù)和信息，1米分辨率影像覆蓋廣東省，大約有1TB的數(shù)據(jù)，而廣東才是中國(guó)的1/53。所以要建立起中國(guó)的數(shù)字地球，僅僅影像數(shù)據(jù)就有53TB，這還只是一個(gè)時(shí)刻的，多時(shí)相的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)，其容量就更大了。 5、科學(xué)計(jì)算 地球

15、是一個(gè)復(fù)雜的巨大系統(tǒng)，地球上發(fā)生的許多事件，變化和過(guò)程又十分復(fù)雜而呈非線性特征，時(shí)間和空間的跨度變化大小不等，差別很大，只有利用高速計(jì)算機(jī)，我們今日和跨世紀(jì)的未來(lái)，才有能力來(lái)模擬一些不能觀測(cè)到的現(xiàn)象。利用數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining）技術(shù)，我們將能夠更好地認(rèn)識(shí)和分析所觀測(cè)到的海量數(shù)據(jù)，從中找出規(guī)律和知識(shí)。科學(xué)計(jì)算將使我們突破實(shí)驗(yàn)和理論科學(xué)的限制，建模和模擬可以使我們能更加深入地探索所搜集到的有關(guān)我們星球的數(shù)據(jù)。6、可視化和虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù) 可視化是實(shí)現(xiàn)數(shù)字地球與人交互的窗口和工具，沒(méi)有可視化技術(shù)，計(jì)算機(jī)中的一堆數(shù)字是無(wú)任何意義的。數(shù)字地球的一個(gè)顯著的技術(shù)特點(diǎn)是虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)。 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)為人類(lèi)

16、觀察自然，欣賞景觀，了解實(shí)體提供了身臨其境的感覺(jué)。最近幾年，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)發(fā)展很快。虛擬現(xiàn)實(shí)造型語(yǔ)言（VRML）是一種面向Web、面向?qū)ο蟮娜S造型語(yǔ)言，而且它是一種解釋性語(yǔ)言。 （六）數(shù)字地球中的3S技術(shù) 數(shù)字地球的核心是地球空間信息科學(xué)，地球空間信息科學(xué)的技術(shù)體系中最基礎(chǔ)和基本的技術(shù)核心是3S技術(shù)及其集成。所謂3S是全球定位系統(tǒng)（GPS）、地理信息系統(tǒng)（GIS）和遙感（RS）的統(tǒng)稱(chēng)。沒(méi)有3S技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)實(shí)變化中的地球是不可能以數(shù)字的方式進(jìn)入計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)的。影像庫(kù)界面 多種數(shù)據(jù)的拼接顯示 地名查詢(xún) 三維瀏覽以及檢索功能 測(cè)量工具 Google于2004年11月收購(gòu)了美國(guó)Keyhole公司，

17、推出了http:/，讓人耳目一新。但Google并未就此止步，在2005年6月底，推出了桌面工具Google Earth，把地球放到了每個(gè)人的桌面上。讓你坐在電腦前,就可以在名川大山間翱翔,在摩天樓群中俯瞰。 Google earth簡(jiǎn)介Google earth的衛(wèi)星影像，并非單一數(shù)據(jù)來(lái)源，而是衛(wèi)星影像與航拍的數(shù)據(jù)整合。其衛(wèi)星影像部分來(lái)自于美國(guó)DigitalGlobe公司的QuickBird（捷鳥(niǎo)）商業(yè)衛(wèi)星與EarthSat公司（，美國(guó)公司，影像來(lái)源于陸地衛(wèi)星LANDSAT-7衛(wèi)星居多），航拍部分的來(lái)源有BlueSky公司（，英國(guó)公司，以航拍、GIS/GPS相關(guān)業(yè)務(wù)為主）、Sanborn公司（

18、，美國(guó)公司，以GIS、地理數(shù)據(jù)、空中勘測(cè)等業(yè)務(wù)為主）等。Google Earth一共提供了三個(gè)版本（不含企業(yè)服務(wù)器版）：個(gè)人免費(fèi)版、Plus版、Pro版 第二節(jié) 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展一、農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的概念 農(nóng)業(yè)信息技術(shù) (agriculture information technology，AET)是指利用信息技術(shù)對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、經(jīng)營(yíng)管理、戰(zhàn)略決策過(guò)程中的自然、經(jīng)濟(jì)和社會(huì)信息進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、傳遞、處理和分析，為農(nóng)業(yè)研究者、生產(chǎn)者、經(jīng)營(yíng)者和管理者提供資料查詢(xún)、技術(shù)咨詢(xún)、輔助決策和自動(dòng)調(diào)控等多項(xiàng)服務(wù)的技術(shù)的總稱(chēng)。它是信息技術(shù)和農(nóng)業(yè)技術(shù)發(fā)展相結(jié)合的邊緣交叉學(xué)科，是信息技術(shù)在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應(yīng)用分支，是利用現(xiàn)代高新

19、技術(shù)改造傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)的重要途徑。 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)是傳感器、計(jì)算機(jī)和通信技術(shù)在農(nóng)業(yè)上的綜合應(yīng)用，其內(nèi)容主要包括農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)與管理信息系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測(cè)、全球定位系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)決策支持系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)、作物模擬模型、農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)業(yè)智能控制技術(shù)等。目前在農(nóng)業(yè)中應(yīng)用得比較廣泛的有農(nóng)業(yè)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)、作物模擬模型及其集成系統(tǒng)精確農(nóng)業(yè)技術(shù)體系等。 農(nóng)業(yè)信息技術(shù)為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和經(jīng)營(yíng)管理、科學(xué)研究和技術(shù)推廣提供了新的思路、管理技術(shù)、試驗(yàn)手段和傳播途徑，可應(yīng)用于農(nóng)業(yè)資源與環(huán)境監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理決策、農(nóng)田精細(xì)管理、農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)管理、農(nóng)業(yè)災(zāi)害防治、農(nóng)業(yè)教育與培訓(xùn)等領(lǐng)域，能夠促進(jìn)傳統(tǒng)經(jīng)驗(yàn)型農(nóng)業(yè)

20、向現(xiàn)代精確型農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)變。二、國(guó)外農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀第一階段是20世紀(jì)50-60年代的科學(xué)計(jì)算，如利用計(jì)算機(jī)研究飼料配合問(wèn)題第二階段是70-80年代的數(shù)據(jù)處理和知識(shí)處理，以開(kāi)始農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)建設(shè)、作物生長(zhǎng)模型、農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)和自動(dòng)控制技術(shù)研究為標(biāo)志第三階段是90年代以來(lái)精確農(nóng)業(yè)技術(shù)產(chǎn)生與發(fā)展，是地理信息系統(tǒng)、遙感技術(shù)、全球定位系統(tǒng)、智能化農(nóng)業(yè)控制機(jī)械技術(shù)的系統(tǒng)集成與實(shí)踐應(yīng)用三、我國(guó)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀“七五”以來(lái)，我國(guó)在農(nóng)業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)、農(nóng)業(yè)專(zhuān)家系統(tǒng)、作物模擬模型、農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測(cè)、農(nóng)業(yè)地理信息系統(tǒng)、農(nóng)業(yè)信息網(wǎng)絡(luò)、農(nóng)業(yè)自動(dòng)化控制、精確農(nóng)業(yè)技術(shù)等領(lǐng)域開(kāi)展“研究與應(yīng)用推廣工作。 “十五”期間，國(guó)家科技部設(shè)立“863

21、”計(jì)劃現(xiàn)代農(nóng)業(yè)技術(shù)主題“數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)研究與示范”專(zhuān)項(xiàng)，進(jìn)行數(shù)字農(nóng)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)，通過(guò)系統(tǒng)集成，構(gòu)建數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)平臺(tái)，初步形成我國(guó)數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù)框架。三、我國(guó)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀 我國(guó)農(nóng)業(yè)信息技術(shù)的應(yīng)用開(kāi)發(fā)研究尚處于分開(kāi)無(wú)序狀態(tài)；農(nóng)業(yè)信息技術(shù)產(chǎn)品少，商品化的應(yīng)用軟件較少，而且存在低水平重復(fù)的問(wèn)題。總體上，信息技術(shù)在我國(guó)農(nóng)業(yè)的實(shí)際應(yīng)用水平還很低。四、數(shù)字農(nóng)業(yè)技術(shù) （一）、數(shù)字農(nóng)業(yè)的概念 1997年，經(jīng)美國(guó)科學(xué)院、工程院兩院院士討論，正式提出數(shù)字農(nóng)業(yè)，它是指在地學(xué)空間和信息技術(shù)支撐下的集約化和信息化的農(nóng)業(yè)技術(shù)。 數(shù)字農(nóng)業(yè)是指運(yùn)用數(shù)字技術(shù)實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)要素和農(nóng)業(yè)過(guò)程的數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、自動(dòng)化以及智能化

22、，形成數(shù)字驅(qū)動(dòng)的農(nóng)業(yè)管理體系。狹義的數(shù)字農(nóng)業(yè)，即精細(xì)農(nóng)業(yè)或精確農(nóng)業(yè)，是指將遙感、地理信息系統(tǒng)、全球定位系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、通信和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、自動(dòng)化技術(shù)等高新技術(shù)與地理學(xué)、農(nóng)學(xué)、生態(tài)學(xué)、植物生理學(xué)、土壤學(xué)等基礎(chǔ)學(xué)科有機(jī)地結(jié)合起來(lái)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中對(duì)農(nóng)作物、土壤從宏觀到微觀進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)、發(fā)育狀況、病蟲(chóng)害、水肥狀況以及相應(yīng)的環(huán)境進(jìn)行定期信息獲取，生成動(dòng)態(tài)空間信息系統(tǒng)，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的現(xiàn)象、過(guò)程進(jìn)行模擬，達(dá)到合理利用農(nóng)業(yè)資源，降低生產(chǎn)成本，改善生態(tài)環(huán)境，提高作物產(chǎn)量和質(zhì)量為目的的高新技術(shù)系統(tǒng)。（二）、數(shù)字農(nóng)業(yè)的特點(diǎn)一是數(shù)字化統(tǒng)一處理農(nóng)業(yè)問(wèn)題，二是最大限度地開(kāi)發(fā)農(nóng)業(yè)信息資源三是農(nóng)業(yè)信息的集

23、成與共享 其技術(shù)體系主要有:高分辨率對(duì)地觀測(cè)技術(shù)、海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和互操作。寬帶網(wǎng)絡(luò)、虛擬現(xiàn)實(shí)、數(shù)據(jù)挖掘與知識(shí)發(fā)現(xiàn)、地理信息系統(tǒng)、決策支持系統(tǒng)、人工智能與專(zhuān)家系統(tǒng)、數(shù)控農(nóng)業(yè)機(jī)械等。第三節(jié) 作物智能栽培學(xué)一、作物智能栽培學(xué)的形成和定義 2000年，曹衛(wèi)星教授提出了作物智能栽培學(xué)的概念與內(nèi)容，比較全面地涵蓋了農(nóng)業(yè)信息技術(shù)在農(nóng)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用情況。 作物智能栽培學(xué)就是將系統(tǒng)分析原理和信息技術(shù)應(yīng)用于作物栽培學(xué)研究，著重以作物栽培智能決策支持系統(tǒng)來(lái)指導(dǎo)作物生產(chǎn)管理的現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和信息科學(xué)與傳統(tǒng)的作物栽培學(xué)相結(jié)合的新興的交叉學(xué)科。二、作物智能哉培學(xué)的基本特征定量化系統(tǒng)化模型化科學(xué)化信息化知識(shí)化動(dòng)態(tài)化可視化集成化

24、產(chǎn)品化 作物智能栽培學(xué)的埋論基礎(chǔ)廣泛涉及到計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息科學(xué)、系統(tǒng)科學(xué)、管理科學(xué)。生態(tài)學(xué)、土壤學(xué)、作物科學(xué)與農(nóng)學(xué)等多個(gè)學(xué)科領(lǐng)域，但其主要學(xué)術(shù)思想是將系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)、知識(shí)工程和智能管理的方法與技術(shù)創(chuàng)造性地應(yīng)用于作物生產(chǎn)系統(tǒng)。 其核心和基礎(chǔ)的研究?jī)?nèi)容是作物生長(zhǎng)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬模型及智能化決策支持系統(tǒng)，關(guān)鍵是將生長(zhǎng)模型的預(yù)測(cè)功能、專(zhuān)家系統(tǒng)的推理決策功能、資源環(huán)境系統(tǒng)的信息管理功能相融合，對(duì)不同環(huán)境下的作物生長(zhǎng)狀況做出實(shí)時(shí)預(yù)測(cè)并提供優(yōu)化管理決策，實(shí)現(xiàn)作物生產(chǎn)的高產(chǎn)、高效、優(yōu)質(zhì)、持續(xù)發(fā)展。三、作物智能栽培學(xué)的研究?jī)?nèi)容(一)作物生產(chǎn)數(shù)據(jù)庫(kù)及信息系統(tǒng) 綜合的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息系統(tǒng)應(yīng)能提供全面反映農(nóng)業(yè)資源環(huán)境條件、種

25、植業(yè)結(jié)構(gòu)、作物品種特性、農(nóng)業(yè)科技成果、生產(chǎn)設(shè)施、運(yùn)行狀況及市場(chǎng)動(dòng)態(tài)等各類(lèi)信息，開(kāi)展全方位的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)信息咨詢(xún)服務(wù)。農(nóng)業(yè)信息系統(tǒng)作為一種農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的載體，通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的系統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化和信息化可以形象而及時(shí)地傳播各類(lèi)實(shí)用的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)知識(shí)、信息和農(nóng)業(yè)高新技術(shù)成果，從而極大地促進(jìn)科技成果的推廣和應(yīng)用，并提高廣大農(nóng)民和農(nóng)村干部的科技文化素質(zhì)。(二)作物生長(zhǎng)預(yù)測(cè)和監(jiān)測(cè)系統(tǒng) 作物生產(chǎn)智能決策與管理的基礎(chǔ)是作物-環(huán)境-技術(shù)系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)模擬模型，包括作物生長(zhǎng)模型、農(nóng)業(yè)氣象模型、養(yǎng)分利用模型、水分平衡模型。病蟲(chóng)草害模型、農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)模型等，或統(tǒng)稱(chēng)為作物系統(tǒng)模型。模擬模型不同于傳統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)模型，具有動(dòng)態(tài)性、機(jī)理性、系統(tǒng)性、預(yù)測(cè)性、研究性和通用性的特點(diǎn)。(三)作物管理決策支持