《管理信息系统》农业信息技术发展前沿技术展望.docVIP

农业信息技术发展前沿技术展望 当今信息技术在农业的应用上十分广泛，许多先进国家面向农业服务的信息系统基础设施不断完善，为农业资源有效利用、优化农业生产管理、帮助农户制定经营决策提供有效的支持，促进了农业更快更好的发展。 农业信息技术是指利用信息技术对农业生产、经营管理、战略决策过程中的自然、经济和社会信息进行采集、存储、传递、处理和分析，为农业研究者、生产者和管理者提供资料查询、技术咨询、辅助决策和自动调控等多项服务技术的总称。主要包括农业数据库技术、农业专家系统技术、作物模拟模型技术、农业自动控制技术、虚拟现实技术、网络技术、3S技术以及网格技术等。信息技术农业中的应用前景看好进入20 世纪90 年代以来，美国、日本、西欧等发达国家的信息产业增长率超过过去15％，是这些国家同期GDP 增长速度的3到5 倍。虽然农业就业人口很低，但农产品并不匮乏，工业品也不匮乏；相反，由于信息产业的发展，促进了各类生物技术的发展及应用，使农业生产率得到很大的提高，农产品、工业品要比以往的农业社会、工业社会时期更加丰富。农业信息技术目前应用得比较多的有数据库技术、专家系统技术、作物生长模拟、多媒体技术和网络技术。集成化现代农业十分重视与资源环境的协调发展，对农业信息资源的综合开发利用需求日益迫切，单项信息技术往往不能满足需求。随着数据库、系统模拟、人工智能、管理信息系统、决策支持系统、计算机网络，及遥感、地理信息系统和全球定位系统等单项技术在农业领域的应用日趋成熟，各种信息技术的组合与集成，越来越受到人们的关注。如作物模型和专家系统相结合，开发智能决策系统。这些集成技术可以更有效地用于研究气候变化对农业的影响、土地利用评价以及农业环境问题。 专家系统与作物模拟结合成功例子是美国开发的棉花生产管理系统（GOSSYM/COMAX）。GOSSYM是一个机理性较强的棉花生长模型，它依据植株碳氢平衡、热量与水分平衡等原理，将温、光、降水等气象要素作为驱动变量，将土壤理化性状和肥水供应能力视为初始条件，对棉株的生长发育和产量形成进行动态分析，最终模拟在不同气候、土壤条件下棉花的生育期和产量。COMAX则是由美国农业部和密西西比州立大学联合研制的棉花管理专家系统。两者集成以后，整个系统可根据模拟结果与专家经验，对棉花的长势及环境进行监测，还能提供棉花管理上的咨询服务。我国南京农业大学也在小麦生长模型与专家系统的结合方面取得了突出的进展。 遥感（RS）是指远距离探测和识别地表各类地物的综合技术。美国宇航局和农业部等1975年实施的大面积作物调查试验计划，利用RS技术，分别对美国本土和前苏联当年的小麦长势和产量进行监测、预测，为美国在对苏粮食贸易上牟取巨额好处。此后，欧洲、日本、中国和澳大利亚等也将RS技术广泛应用于农业资源清查、农业生态环境评价、农作物面积估算、作物长势监测、作物产量预报和农林牧业灾害的监测等各个方面。 地理信息系统（GIS）是对地理空间信息进行采集、存储、管理、分析和图像表达的一种实用工具，具有很强的分析、查询和辅助决策的功能。在农业信息化中，GIS将专家系统、作物模拟模型、RS和GPS（全球定位系统）等高新技术联系在一起。近年来在美国悄然兴起的“精确农业”也是以GPS、GIS和作物模拟的集合技术为支撑点的。一种带有显示屏和数据处理器的GPS接收仪被装置在大型机械上，当机械手进入地块喷施肥料时，显示屏可同时显示两幅彼此重叠的图像，一张是数字化地图，标有各小区的土壤信息，如土壤类型、氮磷钾含量、前季单株产量、当年单产指标等，这些都是事先用GIS做好的：另一张是方格坐标图，可根据GPS讯号随时显示机械所在的小区位置。与此同时，数据处理器可根据作物模型的计算结果，自动给出每个小区的肥分配比和喷施量，并向自动喷施机下达指令。同样的方法也适用于农药的喷洒。 专业化针对农业生产中的某一个具体作物，或某一项具体农艺措施，建立计算机应用系统。在美国的阿肯色州，棉农在制定棉花生育后期管理决策时经常遇到困难，对客观地确定封顶的时间和最终有效结铃群体大小，什么时候停止使用杀虫剂，什么时候脱叶，什么时候开始收获，以及在～大片地中各个地块使用脱叶剂和收获的时间等问题很难掌握。于是专门研究了一种集成的作物管理系统COTMAN，将植株监测和天气信息结合起来，用于制定棉花后期生产管理决策。COTMAN将植株监测、气象信息和田间情况结合起来，有效地进行生长季节的后期决策。COTMAN在诊断植株生长状态，选择结束使用杀虫剂时机，安排施用脱叶剂和收获计划方面能起到辅助决策作用，因而可用于地块级和农场级两种水平的生产管理。 砂姜黑土小麦施肥专家咨询系统，专门指导农民如何科学施肥，氮、磷、钾肥如何合理搭配，有机肥与化肥如何配合，微量元素如何施用等。推广相对单纯而在我国农村又有实用价值