数字农业例1

[中图分类号]F32[文献标识码]A[文章编号]1003－8353(2010)02－0070－04

“数字农业”作为“数字地球”技术体系在农业领域的具体体现，是农业信息化的核心，也是21世纪农业的重要标志。发展“数字农业”及相关技术，是发展现代农业必然选择的支撑技术，主导着农业现代化的方向。我国是一个人口大国，保障食物安全事关国家安全大计。我国是世界上人均资源非常短缺的国家，耕地、水等农业资源的人均占有量远低于世界平均水平，农业的可持续发展面临诸多严峻挑战。根本出路在于依靠科技进步，大力发展“数字农业”，以最少的资源占用和资源消耗获取最大的优质产出，突破瓶颈制约，实现农业可持续发展。

一、“数字农业”的含义

1997年，美国正式提出了“数字农业”的概念，它是指在地学空间和信息技术支撑下的集约化和信息化的农业技术。1998年，美国副总统阿尔・戈尔再次把“数字农业”定义为：数字地球与智能农机技术相结合产生的农业生产和管理技术。

我国比较统一的认识为，“数字农业”(DigitalAgricul-ture)是“数字化农业”简称，是指运用数字地球技术，包括各种分辨率的遥感、遥测技术、地理信息技术、全球定位技术、计算机技术、通讯和网络技术、自动化技术等技术与现代农业技术相结合的农业生产管理高新技术系统。具有以下特点：

1、“数字农业”要求对农业各个方面(包括种植业、畜牧业、水产业、林业)的各种过程(生物的、环境的、经济的)全面实现数字化，即各种农业过程都要应用二进制的数字以及数字模型加以表达。

2、“数字农业”数据库中存储的数字具有多源、多维、时态性和海量的特点。

3、对于涉农的多维、海量数据的组织和管理，特别是对时态数据的组织与管理，需要研究新一代时态数据库管理系统，并进而形成时态空间信息系统。不仅可以有效地存储空间数据，同时能够形象地显示多维数据和时空分析后的结果。

4、“数字农业”要在大量的时空数据基础上，对农业某一自然现象或生产、经济过程进行模拟仿真和虚拟现实。如农作物生长、农业自然灾害的虚拟现实。

二、“数字农业”的主要内容

1、农业要素的数字信息化任何农业系统都会有四大要素，即生物、环境、技术和社会经济要素。每个要素中又包含多个因素，如生物要素中，在作物方面有小麦、水稻、玉米、棉花等要素；而同一种作物的生长发育，又含有光合、呼吸、蒸腾、营养等因素。所有这些因素，按照“数字农业”的数字信息化的要求，都需用二进制数字表达。

2、农业过程的数字信息化各种农业过程的内在规律及外部联系，可以利用农业数学模型予以揭示、表达。农业模型将农业过程数字化，使农业科学从经验的认知提高到理论的概括，是20世纪农业科学发展的一项重要成就，也是“数字农业”中一项十分关键的技术。

3、农业管理的数字信息化农业管理大致包括农业行政管理、农业生产管理、农业科技管理及农业企业管理。按照数字信息化的要求，目前已经形成由农业信息技术支撑的各类农业管理系统。如农业数据库系统，对各级各类农业数据进行科学、集中的管理，包括农业生物数据库、农业环境数据库及农业经济数据库；农业规划系统，应用各种数学规划方法对农业问题进行辅助决策；农业专家系统，充分利用专家经验对某些农业决策提供支持；农业模拟优化决策系统，将农业过程的模拟与农业的优化原理相结合，提供农业决策的支持。

4、农业生产的数字化现代农业已经由过去的手工操作走向现代的机械化和现代化操作，数字农业要求农业的生产和管理实现自动化，即从播种、育苗、灌溉、施肥、撒药、收割等过程全部实现精准化、自动化和智能化。

三、“数字农业”的技术体系

1、农田信息快速采集技术

(1)遥感技术(RemoteSensing)

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“数字农业”技术体系中获得田间数据的重要来源。RS技术是“数字农业”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。如农业资源调查及动态监测，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。

(2)全球定位系统(GlobalPositionSystem)技术

GPS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“数字农业”的实施提供了切实可行的技术手段。

2、农业信息贮存、管理技术

(1)数据库系统(Databasesystem)

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、农业机构数据库等。

(2)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。

(3)地理信息系统(GeographicInformationSystem)

GIS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、查询检索、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。

(4)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。

3、农业信息应用技术

(1)农业自动控制技术(AutoControl)

农业自动控制技术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。

(2)农业专家系统(ExpertSystem)

ES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、畜禽养殖、市场管理、农业经济分析等多种领域。

(3)决策支持系统(DecisionSupportSystem)

DSS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。

4、农业信息传播技术

(1)计算机网络和通讯技术

“数字农业”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“数字农业”的重要环节。计算机网络和通讯技术为“数字农业”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。

(2)多媒体技术(Multimedia)

多媒体是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。

(3)虚拟现实(VirtualReality)技术

VR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。

四、“数字农业”对农业可持续发展的作用

可持续发展是指既满足当前需要又不削弱子孙后代满足其需要之能力的发展，可持续发展作为一种新的社会发展模式，为越来越多的国家所理解和接受，并且正在逐步深入地影响到人类社会生产和生活的各个领域。农业可持续发展是整个社会可持续发展的基础。改革开放以来我国农业取得了举世瞩目的成就，但是，影响农业可持续发展的诸多矛盾并没有得到根本性的缓解。在经济全球化的环境中，农业发展越来越受到资源和市场的双重约束，传统农业面临巨大的竞争压力，农民在生产经营中承受着自然的风险和市场的风险，而且市场风险给农民的影响又远远大于自然的风险：在工业化、城镇化加速发展阶段，耕地资源呈逐年下降趋势，持续增长的人口对农业的压力不断增大，水资源短缺与农业用水浪费并存，过量施用化肥农药及养殖业的废弃物排放，导致严重的农业面源污染；农业科技转化为实际生产力的比重低，农业科学技术创新能力尤其是原始创新能力不足。这一切都制约着农业的可持续发展。数字农业是突破制约农业可持续发展瓶颈的有效途径。

1、数字农业促进传统农业向现代农业跨越

我国广大农村地区相对落后，交通不便，信息闭塞，导致农业生产经营的重复性、盲目性，农业生产技术落后且更新速度慢。而数字农业可以通过电子商务、电子政务等促进农业经济活动的信息化。实行信息服务手段多样化，重点加强农业信息网络建设，建立以农业信息网络为依托，互联网与电信、电视等其他现代媒体相结合的应用模式，把计算机网络信息量大与电视、电话、手机普及率高的优势结合起来，拓宽信息覆盖范围。农业领域的市场信息、生产信息、管理信息的广泛交换和共享，可以大大增加农业的开放度，降低农业活动的交易成本，加强农业生产者与农产品加工、市场流通、农业生产资料供应等部门的联系，进一步促进农业科研和技术推广，使农业生产经营突破地域限制，日益走向国际化、全球化，使传统农业向现代农业转变。

2、数字农业有助于农业产业结构调整

改革开放以来，我国一直在调整农业产业结构，经过30余年的努力，农业产业结构已经大为改善，其合理化程度有了明显的提高，对发展农业生产、增加农民收入、保证市场供给发挥了重要的作用。但从目前来看，我国农业产业结构仍然存在不少问题和矛盾。随着城乡居民生活的逐步提高，市场需求结构发生了很大变化，农业产业结构的缺陷也日趋暴露出来，主要表现在农业结构趋同现象严重，农业产业结构层次低，农业产业链不完整，农业比较效益差等。而过去的调整多在数量上做适应性的调整，不能适应当前日益国际化、市场化的国民经济对农业发展提出的新要求。加入WTO为战略性经济结构调整和技术进步乃至现代农业发展提供了难得的机遇，迫切需要“数字农业”来缩小与发达国家的差距。

“数字农业”具有指导农业发展、加强市场监管和促进农民增收、更好的服务“三农”功能，实现农业产前、产中、产后的整个产业链条的一体化决策服务，更好地指导农业生产；建立的农产品网上推介展示系统，实现全国各级现有的龙头企业、名优特新农产品全部上网，集中展示，实现网上交易。“数字农业”将现代信息技术与农业的融合，能够实现在数字水平上应用前沿技术对农业的生产、农产品管理、储运、流通、市场配送、乡镇加工业、信息服务以及农业资源环境等整个农业产业链、产业群进行改造和重构，通过信息链改造产业链，更加合理地配置农业资源，加快现代农业产业结构调整的进程。

3、数字农业提高农业产品竞争力农产品要取得竞争优势，必然要在农业信息技术研究和应用上取得重大突破，促使先进的信息技术及时充分地应用到农业生产中去，加速数字农业全面向农业渗透，大幅度提高农业信息化整体水平，实现农业生产力水平、农产品质量的飞跃。发展数字农业，可以优化农村资源配置，降低生产成本，减少环境污染，增加农民收入，使农业向精确化、环保型和可持续方面发展，不仅可以加速实现农业现代化，而且可以提高农业的市场竞争力。只有不断提高农业技术水平，在关键领域达到并保持世界先进水平，才能迅速提高农业的国际竞争力。

4、数字农业保护农业生态环境

数字农业的根本目的就是强调最大限度地节省资源，以最少的投入，获得最高的经济收益和最佳的环境效益，重视环境保护和生态均衡，实现精准农业生产，以保持农业的可持续发展。数字农业不仅为大规模有效监测农业、资源、生态环境和灾害提供了基本的技术框架，可对农业生产的资源环境、生产状况、气象和生物性灾害等进行有效测报，有利于实现农业的减灾、防灾、农作物病虫害和畜禽疫病测报与防治，而且能够实现农业生产的自动化精确控制，根据各种变异情况实时实地采取相应的农事操作，可实现智能化的科学管理，提高农业的可控程度，从根本上减少了对非再生资源的利用和对化肥、农药的依赖，有利于节约各种农业物质资源，同时也能够减少消耗和农业对环境的污染，促进生态农业的发展，提高资源的利用效率，最大限度的提高经济收益和环境效益。

五、基于农业可持续发展的数字农业优先行动领域

在发展“数字农业”方面，要本着“有所为，有所不为”的原则，首先集中力量解决数字农业实现过程中的关键技术难点，在现阶段主要是完成必要的技术储备和相关软硬件的开发，保证“数字农业”持续稳步发展。

1、进行精准农业技术集成与示范

发展精准农业是数字农业的核心部分。精准农业作为一种数字、信息和知识管理农业生产系统的新理念，它的实践运用将对于推动应用现代数字技术、信息技术改造和提升我国传统农业科学技术与农业装备技术水平，倡导科学管理与经营农业生产过程的新思路，实现农业的跨越和可持续发展，都具有革命性的意义。精准农业主要是运用现代数字技术、信息技术、农业高新技术，并将其三者科学地相结合，致力于实现农业资源的高效利用，提高产出，节约投入，降本增效，采用高新技术，提高生产率，减少环境污染，实施可持续发展，适应当今建立农产品品质保障与食物链安全生产跟踪与产品安全认证技术体系的新要求，实现粮食的安全生产。主要进行地理空间信息技术的农业应用、农田空间分布信息快速采集先进传感技术与高效实时信息处理技术、农田土壤与作物生产精细化管理决策支撑技术、智能化变量作业与农业装备技术和系统集成与分析技术等科学技术的集成创新。精准农业不仅包括应用地理信息系统(GIS)技术绘制出田块内要素(如土壤养分、土壤水分、病虫草的数量及严重度等)的分布状况，农业机械根据图中要素值的大小调整操作；而且农业机械在田间操作时，应用传感器直接测定要素值，同时自动地通过农业模型确定施肥量和用药量等，再由农业机械自动化地调整操作。这样施肥、灌溉、用药等操作用量更为准确，可同时达到高产、优质、高效，并将对环境的污染减到最低程度。精准农业需要一系列现代高新技术的集成，我国尚处于探索“精准农业”实践的起步阶段，因此，必须建立试验基地，搞好精准农业生产技术的集成和示范。

2、制定统一的规范标准，重点解决元数据规范化

数字共享是“数字农业”科学工程的关键，也是当前“数字农业”中面临的主要问题，信息共享要首先解决数据标准化，同时要有一个适合中国国情的数据共享政策，在保护知识产权的前提下，应优先实现数据共享。而要实现数据共享就必须首先解决元数据管理和共享机制，进行总体统一设计。

元数据是关于数据集的数据，是数据集的说明或描述。元数据是一种数据共享机制，通过它可以起到提高系统的查询检索速度、提高系统分析效率的作用。在“数字农业”科学工程的实施过程中，通过元数据可以清晰有序地组织异地数据，元数据的建设、管理成功与否关系着“数字农业”科学工程建设的效率问题，甚至决定着“数字农业”科学工程成败。

3、建设农业数据仓库

农业数据仓库是实施数字农业科学工程的核心和基础。计算机农业数据库的广泛建立，是数字农业最基础的工作。农业数据仓库中包括基础数据库、数字农业专业数据库和其它数据库。基础数据库中包括基础地形数据库、专题图件数据库、DEM数据库以及遥感影像数据库等，多可以在数字地球框架下，以共享方式从国家公用数据库中获取。数字农业专业数据库包括标准法规数据库、农业生物数据库、农业环境资源数据库、农业经济数据库和收费数据库等。其它数据库包括代码数据库、社会经济统计数据库、多媒体数据库以及模型数据库、元数据库等。

4、加强“数字农业”基础设施建设，鼓励发展网络项目

在国家信息基础设施的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央－省－市－县信息骨干高速宽带网络系统。即以省级农业信息中心为核心，上可与全国农业信息网对接，以各地(市)为枢纽，县(市)为网点，具有统一的数据规范和共享标准，无缝连接，可任意漫游和放大，通过因特网、局域网等信息网络技术，建立一个功能完善、性能优异、可拓展的农业综合信息网络系统并与其它网络互联，形成全方位的农业资源和经济信息网络系统，开辟数字化农业市场为全国农业服务的大平台。

数字农业例2

    二、农业科技档案数字化建设的内容

数字农业例3

二、农业科技档案数字化建设的内容

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如今，随着科学技术发展，农业不再是单纯利用劳力进行的项目，利用各项高新科技可以省时省力的进行农业劳作，越来越具有信息化气息和数字特征。同时农业机械的发展也处于一个十字交叉口，只有发展高质高效的农业机械，才能够将数字农业进一步推动发展。

1 数字农业发展概述

数字农业作为一个新兴的理念，是在1997年的时候由美国开始运用，具体来说，数字农业指的是一种新型的、具有集约化和信息化特征的农业技术，主要依靠的是地学空间和信息技术支撑。数字农业是一个整体概念，它将与计算技术有关的相关技术――如遥感技术、地理信息系统技术、GPS技术、实时监控技术、网络信息化技术等，和一些传统的农业技术――如地理学技术、植物学科、气候土壤学科等进行科学合理的结合，这样一来，工作人员就可以在人机界面上观察各种农作物的生长状态，监测影响农作物生长的气候、空气湿度、温度、土壤状况等条件，并将这些因素的变化及时进行统计，与农作物生长的相关状况进行对比，可以定期获取一些信息，比如农作物的生长发育状况、遭受病虫害的情况、农作物对水肥状况的适应程度等，这样就可以解放大量的劳动力，同时比人工更加精密和及时，能够合理利用和分配农业资源，进一步降低农作物的生产成本，还可以改善整体生态环境，同时提高农作物的质量和产量等。

2 农业机械的发展概述

农业机械指的是在农作物进行耕种收割以及相关劳作时所使用的各种机械设备的总称。农业机械的分类较多，具体来说有农用动力机械――比如现在在我国农村被大量使用的拖拉机（用来拉动犁耙等）、电动机、水轮机等；农田建设机械――农田建设机械是用来进行土地平整工作、开挖沟渠、开凿水井等重要事务的机械，比较常见的包括平地机、铲运机、种植施肥机收割机等等。另外，最为广义的农业机械还包括了一类：农村副业机械――如林业机械、渔业机械等与农作物关系不大的机械设备。

农业机械被运用的历史很早，早在原始社会，人们就会使用简单的农具。我国成立初期，运用最多的是畜力农具，即利用畜力和机械的结合进行较为迅捷的农作工作，使用最为广泛的如步犁、畜力拉力播种机、拉力收割机以及南方常见的水车等。到上世纪50年代后期，我国开始了规模化的农机具制造，其中最为典型的农机局是拖拉机。直至现在，现代化的农具使用越来越广泛，在科技和机械设备的发展下，农业机械设备已经迈向了智能化、自动化和整体化的方向，极大的解放了劳动力，不仅加快了农作速度，更可以进行以前不能够尝试的劳作，发展了农作物的类型，在一定程度上推进了农业的发展。

3 数字农业和农业机械发展的趋势

3.1 便于农业资源调查和粮食安全在数字化农业发展中，先进的信息系统是不可忽视的因素。在利用遥感技术以及GIS、GPS等技术的前提下，我国的粮食监管部门可以及时进行各个地方农业资源的调查，在利用卫星设想等技术对我国农业资源进行信息收集和分析之后，可以减少人力的浪费，同时能够取得第一手信息，不受虚假消息的影响和人力传递笑死的误差影响。在西方较为发达的国家如美国、欧盟等，自三四十年前就开始使用遥感监测运行系统从，从经验可以看出，这些技术确实为这些国家的农业环境调查和粮食安全预警起到了非常重要的作用。

3.2 进行科学的农作物估产 估产指的是根据农作物的长势和气候条件估计或预测单位面积的产量。在原先落后的生产力条件下，我国的估产工作都是运用人力来完成的，具体的方法是：最基层的管理人员走到田间地头询问当地的民众近些年的具体亩产量，然后管理人员运用咨询来的消息进行整合和分析，再加上查找当地粮管所的记录等等，整理出一份统计报表。

数字农业例5

一、社会主义新农村“新”在发展

在农村人口占大多数的中国，农民是推动社会前进的巨大动力已是大家的共识。过去的历史证明了这一点，现在和今后相当长时期内依然仍将会证明这一点。建设新农村，是当代中国农民的最大福音，是当代中国农村的重大变革，是当代中国农业千载难逢的发展机遇。发展问题是当代中国农民中存在的最大的问题，解决不了温饱后的亿万农民的发展问题，全面建设小康社会的宏伟蓝图只能是个梦想。在中国这样一个拥有13亿人口的发展中大国，能不能解决好发展问题，特别是持续的发展问题，还直接关系到亿万人民的身心力和凝聚力。因此，“发展是硬道理”、“发展是党执政兴国第一要务”的科学发展观一经提出和确立，就在全党全国人民中产生强烈共鸣，成为整个中国可持续发展的重要指导思想，尤其成为了相对落后的中国农村可持续发展的重要指导思想。新农村建设“新”在哪里？从根本上说，新农村建设“新”在发展。农村由于相对落后，发展的任务艰巨、复杂，落实科学发展观尤为重要。真正要发展，就必须走科学发展的道路，就必须有超前意识，发展数字农业。就是要用数字农业的手段，去推动农业发展，进而用数字农业的手段统筹城乡发展、区域发展、经济社会发展、人与自然和谐发展。

过去的半个世纪，新中国的农民曾迎得了两次历史性的发展机遇，这两次历史性的发展机遇从根本上改变了新中国农民的历史命运。新中国的成立，彻底废除了旧土地制度，使农民的生产积极性空前高涨，使一穷二白的农村面貌换然一新；十一届三中全会以后的农村改革，亿万农民充分掌握了自己的命运，中国农民自发地挑战贫穷与饥饿，自觉地推动生产力的解放和发展，中国农村也因此很快发生了巨变。然而，随着改革重心转向城市，加之城乡二元体制的严重束缚和粮棉价格下跌等原因，导致“三农”问题日益严重，农村发展问题已十分迫切地摆在全党和全国人民面前。党中央终把解决好“三农”问题作为全党工作的重中之重，不断加大对“三农”的支持力度，坚持实施“多予、少取、放活”的方针，一系列惠农政策落到实处，一桩桩重农举措初见成效，粮食连续多年保持稳定增产，农民收入不断增加。但是，“三农”问题还依然存在，农民就业、致富等难题还依然没有破解。“三农”问题的出路到底在哪里？根本出路在于发展。党中央作出建设社会主义新农村的战略决策，就是解决农村的发展问题。新农村建设标志着中国的投资重点转向农村，这将是中国农村又一次重大的战略发展。“三农”问题的根本出路将在这新农村建设的发展中找到答案。过去启动的农村税费改革为减轻农民负担提供了制度保障，随之而来的建设社会主义新农村的发展将又一次把重大机遇推到了当代中国农民面前。

二、数字农业是社会主义新农村建设发展的“龙头”

面对社会主义新农村建设发展的千载难逢的良机，我们没有理由无视它，放纵它，如果这样，我们就会错失良机，犯下不可饶恕的错误。我们只有珍惜它，抓住它，中国农业就会乘势而上，“三农”难题就会逐步破解。机遇是公平的，也是无情的。在改革开放的进程中，我们有很多成功的经验，也不乏深刻而惨痛的教训。

如何抓住历史赋予的发展机遇？中央给出了明确的原则，提出了许多具体的要求。其中最关键的就是要坚持落实科学发展观，走科学发展的道路。这样，才能使已经落后的农业“迎头赶上”其他各业，“迎头赶上”世界潮流。而坚持落实科学发展观，走科学发展的道路就必须发展数字农业。因为，数字农业代表了当今世界潮流，体现了当今社会信息技术革命的

时代特征。而建设社会主义新农村，决定着中国亿万农民的前程命运，决定着中国农村的现代文明，也决定着中华民族的伟大复兴。

数字农业是综合利用遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、通信和网络技术、自动化技术等高新技术，实现农业各方面、各种过程的全面数字化。是用数字化技术,按人类需要的目标,对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制、管理的农业。农业数字化建设是农业现代化的主要内容之一，是农业适应市场经济发展、推进社会主义新农村建设的关键所在。建设社会主义新农村，关键是要是用网络数字化技术建立农村和农业运行机制。它在宏观上，包括工业反哺农业、城市支持农村的长效投入机制；包括各工作部门合力、协调促进农村经济社会全面发展的工作机制；包括引导农民在国家政策扶持下发扬自力更生、艰苦奋斗，依靠自己辛勤劳动建设自己幸福家园的激励机制；包括引导全社会力量支持新农村建设的参与机制；包括城乡统一的经济和社会管理体制。它在微观上，包括数字农业信息采集与产品开发；包括农林植物生长模型与数字化设计；包括土壤和作物系统过程模型与数字化设计；包括数字农业精准生产技术平台构建与应用；包括数字农业精细养殖技术平台构建与应用；包括数字林业技术平台构建与应用；包括数字农业技术应用示范等。它被西方发达国家称为精准农业、虚拟农业、智能农业和网络农业。

三、发展数字农业就是创建高效农业模式

数字农业 是一种综合应用现代化高新科技的高效农业模式。数字农业采用现代科学技术成果对传统农业技术与机械装备进行改造，应用全球卫星定位技术、遥感技术、地理信息技术、计算机自动控制技术等集成组装的组合体系，是生物工程等技术完整的结合体系在农业生产过程中的应用，是未来农业的雏形。

数字农业的目标是最大限度的节省资源，重视环境保护和生态均衡，追求以最少的资源消耗获得最大的优质产出的高效益，以保持农业可持续发展。

我国的农业相对发达国家的农业来说，具有迟发展、欠发达的特点。我国的农业要有新的发展，要追赶发达国家的农业，当务之急是必须利用高新科技改造传统农业，发挥后发优势。利用高新科技改造传统农业，其关键就是要全面构建数字化农业，以农业信息数字化为支撑、为依托，建立大规模农业的信息化模式，才能对走在我们前面的先进 “迎头赶上”。

发展数字农业，创建高效农业模式，首先，就必须激发亿万农民的积极性，让他们的主体意识充分觉醒，要让农民真正参与到新农村建设的整个过程中，切实保障他们的参与权、决策权、监督权，调动他们的积极性。其次，必须培育新型农民，培养造就一批有文化、懂技术、会经营的新型农民，提升农民发展数字农业、创建高效农业模式的素质。再次，必须深化农村改革，创建适合发展数字农业和高效农业模式的体制平台。大的方面，要建立和完善农村的社会主义市场经济体制，要完善农村政治制度。小的方面，要为发展数字农业、创建高效农业模式提供制度保障。

作者单位：淮阴工学院人文与社会科学系

数字农业例6

1 数字农业管理系统意义重大

通过数字农业技术的应用，以最少的或最节省的投入，获得最高的经济收益和最佳的环境效益。大幅度提高农业信息化和现代化管理水平。实施数字农业、精准农业不但可以最大限度提高农业现实生产力，而且是实现优质、高产、低耗和环保的可持续发展农业的有效途径。

2 赵光农场农机概况

赵光农场现有农机总动力达到2.8万千瓦，农机具858台件，耕地动力比为17.85：1，田间综合作业机械化率达到98%，大宗作物全部实现机械化，农机具原值已达1.4亿元，其中：

（1）动力拖拉机89台，其中375马力以上5台，180-210马力50台，180马力以下（1204）34台；（2）收获机68台，其中进口收获机17台，国产3518收获机7台，1076/1075收获机33台，割晒机8台，玉米扒棒机3台；（3）运输拖拉机81台，其中90马力拖拉机24台，80马力以上51台，70马力拖拉机6台；4）农具现有858台件：其中进口播种机25台，国产播种机75台，重轻耙125台，玉米灭茬机80台，秸秆搂草机10台，打包机4台。

现已投资4800万元建设大型服务中心两处，投资4000万元购置进口机械66台套。以农机中心为管理中心，作业半径范围30公里，可承担跨区作业120万亩。

根据目前农场的农业机械化、集约化、规模化生产的特点，在数字化农业技术创新的基础上，集成国内外先进的计算机技术和农业生产技术的最新研究成果，构建精准农业及数字化农业技术应用的软硬件平台和信息服务体系，应用遥感系统（RS）、地理信息系统（GIS）、全球定位系统（GPS），建立地学空间信息数据库和信息动态更新获取采集系统，引进开发适宜本地作物的精确施肥、平衡施肥、病虫草害诊治专家系统（ES）；实现RS、GPS、GIS、ES技术与自动变量施肥机、自动变量喷药机和与收获机配套的作物产量实时计产系统等智能农机设备的集成应用，将产生明显的社会、经济与生态效益。

3 赵光农场数字农业管理系统主要完成的功能

3.1 门户系统 门户系统是数字农业信息网的门户系统，提供日常信息的、系统入口的引导功能等功能。具体包括：农业概况：展示农场及农业的基本情况。基础信息：包括气象数据、土壤指标数据、生产资料、农机、种子数据、其他等农业生产相关数据。农业图库。技术推广。网络视频协同办公系统。办公自动化系统。领导决策桌面系统等等。

3.2 日常信息

3.3 系统功能入口 为数字化管理系统、数字化辅助决策系统和第三方应用系统提供连接服务，使得第三方系统可以方便快速的嵌入到整个数字管理系统中。

3.4 农业数字化管理系统：主要体现服务、管理、精准农业三大功能模块。

（1）服务系统：基于WebGIS的测土配方施肥辅助决策；基于WebGIS的病虫害防治辅助决策；基于WebGIS的高清影像与作物长势决策；基于WebGIS的气象信息服务系统。（2）管理系统：基于WebGIS的农场资源管理功能：农业、农机、气象、水利、林业、畜牧等资源进行汇总分析。（3）精准农业系统：①作物产量实时计产系统；②土壤养分检测与管理系统；③农业专家决策支持系统；④精量播种、变量施肥实施管理系统；⑤农田病虫害监测系统与变量施药作业系统的集成；⑥农机卫星导航自动驾驶系统、3G（无线）视频监控系统。

数字农业例7

在我国2000年的《农业科技发展纲要》中，将数字农业放在农业信息技术的首要位置，引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想，以供参考。

1对数字农业的认识

数字农业（digitalagriculture）就是用数字化技术，按人类需要的目标，对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素，将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业，通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合，在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制，使农业按照人类的需求目标发展[1]。

有的学者认为[2]，数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样，数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业，即信息化农业，包括农业要素（生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等）、农业过程（生产、管理、储运、流通等）的数字化、网络化、自动化以及智能化，形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业，是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。

事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来，与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究，已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点，成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系，是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源（植物、动物、土地等）、技术（品种、栽培、病虫害防治、开发利用等）、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段，是农业信息化的必由之路；农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展，创造条件进行一次新的技术革命，促使传统农业向现代农业转变，促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言，数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用，必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容，必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展，在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。

2存在的问题

2.1农业信息化水平较低

收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全；已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度，难以适应当前对空间数据信息的需求；对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。

2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强

一方面，许多基层农技人员和广大农业从业者，知识老化，整体素质有待进一步提高，对于利用现代技术，收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强；另一方面，农业信息加工处理的技术人员缺乏，当前，就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息，对网络信息进行收集、整理，分析市场形势，回复网络用户的电子邮件，解答疑问等方面的人才也不多，更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。2.3农业信息化效益不明显

数字农业还刚刚起步，在国内总体上尚处于探索阶段，实用性、普遍性的技术应用还很少，直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。

2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强

地理信息系统（GIS）以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同，而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此，未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力，也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。

3建设数字农业的基本设想

随着经济社会的快速发展和科技进步，台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等

方面的工作已有一定的基础，起动发展数字农业不仅是必要的，而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4，5]，提出建设台州数字农业的基本设想，就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上，建立可视化的台州农业地理信息系统，构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系，实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和，彻底改造台州传统的农业管理模式，全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。

3.1整合已有的农业信息

在国家、省级信息基础设施建设的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央一省一市县信息骨干网络系统，形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统，并与其他网络互联，成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。

3.2信息表达要直观、形象，并要实现信息系统的联网

把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达，随着数字农业的发展，逐步做到与省级、部级类似的信息系统进行交互式查询等。

3.3强化对科研、管理等的服务工作

通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等，实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上，对农业生产中的现象、过程进行模拟，高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。

4参考文献

[1]蒋建科.“数字农业”带动农业现代化[J].农资科技，2003（5）：41.

[2]薛领，雪燕.数字农业与我国农业空间信息网格（Grid）技术的发展[J].农业网络信息，2004（4）：4-7.

数字农业例8

1数字技术助力传统农业转型升级

1．1物联网

物联网在农业生产环节适用较广，依据物联网的农业提升方案，通过实时采集并分析处理现场数据，实现提高农业生产效率、增加收益、减少损耗的目的。智能大棚、智能浇灌、精准农业等各种依靠物联网的应用将推进农业快速发展。物联网技术可以用来解决农业生产环节的一些问题，建设基于物联网的智慧农场，实现农作物产量和质量双提升。

1．2大数据

万物互联在促进众多设备联入的同时，还会在云端形成大量的数据，而提取这些通过物联网产生的大数据中隐藏的重要信息就必须依靠人工智能，物联网最重要的农业价值就是对形成的海量的数据进行智能化分析、处理，从而全面提升农业生产各环节的质量。

1．3人工智能

在种植方面，人工智能可以增加粮食产量、避免造成浪费。在养殖方面，依靠人工智能能够有效预防畜禽疾病的发生。人工智能能够缩短农业研发进程，帮助培育出更好的农作物基因，生产出更安全、更有效的化肥。

2中国数字农业面临的问题

2．1对软件重视不足

不管是政府还是农民都容易将数字农业与农业机械化的定义混淆，数字农业和农业机械化的本质差别在于，农业机械化是依靠农机装备来替代人力作业，而数字农业是指依靠数据来控制机械，实现自动化作业和智能化调节，没有数据和软件来控制的物联网，本质上还是工具，与机械农业没有实质上的区别，掌握软件平台才能真正实现大数据、智慧农业和数字经济。

2．2数据利用化不高

数据是数字农业的根本保证，当前政府同企业在数据采集上合作频繁，但是往往没有明确的利用化方向，缺少必须的数据运营手段，对采集数据的正确筛选、处理分析和建模应用等领域的工作跟进不够及时，数据的采集与利用是一个相互促进的关系，只有不断通过采集的数据产生农业价值，才会形成长期有效的数据来源渠道。

2．3数字经济发展不足

目前我国农业电商的模式是通过数字来驱动市场经济，但这种方式在市场推广营运、产品特性突出、物流运输等方面有很多明显的缺点，如果农业电商的经营方式以数据为基础，利用市场资本来反向驱动农业数字经济，一些问题的处理就变得简单许多。我国数字农业技术的利用基本上都是在农业生产阶段，数字农业的信息化和经济化水平不高，数字经济创新突破的同时，也将带动“全产业链”的农业大数据快速提升［2］。

2．4数据服务产品化不强

随着数字农业的发展，农业数据服务企业越来越多，但数据产品的服务能力完全依靠于所采集的数据质量，一些企业对农业生产经营主体的服务水平不足，导致产品市场化受阻，只有通过持续积累高价值的数据，不断增强数据产品的实用性，让数据产品具有强大的生命力，才能开拓巨大的农业数字化市场。

3未来数字农业的发展趋势

3．1数据定制化供应

数据资源是数字农业发展的根本保证，当前我国数字农业具有数据采集费用较高的问题，随着数字农业优势的显现，数据采集的组织成本会慢慢下降，同时农业物联网持续升级换代、公共数据的利用不断开源、数据分析者的信息化水平逐渐增强，数据采集的综合成本也逐渐减少。今后农业数据服务企业将会逐步建立起自己的定制化数据供应系统，并且数据库里以往采集的高价值数据信息，将会随着企业的数字化服务能力提升而持续汇入到产业链中，通过交换、融合或再生来创造更多的价值，实现数据服务的数字化驱动。

3．2国产数据模型得到发展

实现数据价值是数字农业最困难，也是最终的根本目标，硬件设施可以从国外买到，但对于后台系统国外却对我国严防死守，所以必须掌握实现数据价值模型的核心技术。目前国与国之间的科技力量竞争不断加剧，引进科技成果的壁垒持续增高，同时国内外农业生产经营模式存在很大差别，因此不能直接套用国外的数据模型。我国不断鼓励科研成果的转化利用，农业数据模型的跨界合作正在逐步深入，所以农业核心数据模型的自主研发在今后一定会实现。

3．3农业机械智能化加快

农业机械化与农业智能化最根本的区别就在于“数据驱动”，“中国制造2025”明确要把“智能制造”作为今后的努力方向。顺应时展，海尔等一些国内的制造企业已经逐步进行数字化转型升级，从而获得新的经济增长点，农机企业也必须通过数据来对农机装备赋能，适应数字农业的发展要求，完成从农机制造商向农机服务商的转型升级目标［3］。

3．4产业链向虚拟化方向发展

由于农业生产各环节数字化水平的逐渐提高，数字化驱动的农机智能与商业智能同农业生产经营联系越来越紧密，数字农业产业链将慢慢走进网络世界中，通过互联网进一步实现农业数字化的映射，数字农业产业链虚拟化会慢慢消除农业信息不对称，提高产业整体效率，促进数字农业更好更快的发展。

3．5供应链金融普惠化

近年来，供应链金融高速提升，2020年我国供应链金融的市场规模已达到14．98万亿元，供应链金融是农业产业提升的重要环节，可以改善资金流从而促进农业产业、尤其是中小型企业的良好发展。依靠物联网、大数据及人工智能等一系列科技手段，数字农业会进一步促进中小企业逐渐融入到农业产业体系中，为供应链金融普惠化打下良好的发展基础。农业产业虚拟化的同时，会使其变得更加透明，信用责任也更容易得到保证，因此金融风险的量化管理也变得不再复杂。

3．6数据安全更加重视

不管是地块的信息数据，还是企业的经营数据都能直接表现出农业生产经营主体或企业的当前情况，数据促进农业发展的同时，也有被泄露和乱用的风险，所以保证数据安全也是农业数字化发展不可忽视的问题，存储和使用数据的信息化系统的安全性要求越来越高，数据所有权的保证也会随着法律的不断优化而彻底解决。

4数字农业的发展领域

4．1智能农机装备

智能农机装备是农业生产的重要工具，通过物联网和信息化技术可以达到最优的农业实施方案，从农作物耕种收等各个环节来降低农业成本，实现农产品增产增收，从规模化种植角度，能够实现农业资源可持续发展，农业生态良性循环［4］。

4．2智能灌溉

提高浇灌效率和避免水资源浪费是农业良好发展的根本要求，可以依靠建设可持续和高效节本的智能灌溉系统来达到节约水资源的目的。目前以物联网为基础的智能灌溉系统，可以利用空气湿度、土壤湿度、土壤温度和光照度等参数进行精准的计算，从而根据用水需求来进行智能化控制灌溉，大大提高效率且降低成本。

4．3农业无人机

无人机在农业领域具有广泛的应用，可以用来进行农作物生长情况检测、农业摄影、农作物植保和牲畜管理等。农业无人机可以提高监测效率、降低监测成本，同时还可以采集大量的数据传输至后台。

4．4智能温室

智能温室可以连续不间断地测量温室内的各项环境数据，包括室内温度、室内湿度、光照度和土壤湿度等，当这些重要的参数超出设定的正常范围时，系统会对这些参数进行分析和评估，并做出自动响应，将这些参数的误差进行校正，从而使温室的环境保持在农作物生长的最佳范围内，极大地降低了人力和物力成本。

4．5收获监测

收获监测不只是针对农作物产量这一个指标，而是对收获环节所有可能影响最终收获量的因素进行监测，包括粮食含水量、粮食饱满度、粮食破碎量和总收获量等。对在收获监测中获得的实时数据进行有效的分析处理，可以辅助农民做出正确的决断，从而降低成本，增加产量。

4．6土壤监测系统

土壤监测系统主要用来监测和改良土壤综合性能，避免土壤退化，此系统可以监测土壤的大部分重要参数（包括土壤紧实度、蓄水保墒能力、土壤温度等），从而防止土壤板结、土壤侵蚀等。

4．7农业管理系统

农业管理系统可以为农业工作者和相关企业提供数据收集和管理功能。得到的数据被存储和分析从而为使用者提供决策依据，农业管理系统还可以用来建立农业数据模型。其优势包括为使用者作出重要决策时提供了理论数据支持，提高了农业生产的综合管理能力。

5互联网巨头布局数字农业案例

5．1阿里巴巴：盒马村

阿里巴巴数字农业事业部始终将农业全产业链数字化转型升级作为战略目标，力争尽快建成1000个高效规模化的数字农业示范基地。从去年开始，阿里巴巴数字农业事业部更是全面加紧了对盒马村的布局和建设，以希望先于其它企业完成数字农业示范基地建设的战略任务。盒马村并不是指某一个村落，而是所有为盒马种植农产品的村落的统称，盒马村模式是新时代农村转型升级的一个标杆，根据订单情况，针对不同的村落，因地制宜地发展数字农业，让种植户和销售企业直接对接，从而使优质的农产品快速入城，同时将城里的优质资本引进村落，形成良性循环。通过阿里巴巴建设的“产—供—销”一体化平台，让原本分散孤立的村落紧密联系在一起，成为现代数字农业产业链的一部分，种出更优质的农产品，让农民获得更大的收益。依托阿里云技术和淘宝电商平台，盒马模式帮助农业产业的种植端和销售端实现了数字化的升级，盒马利用其强大的销售汇聚能力，解决了小农户难销售的问题，改变了以往小农生产模式产销散乱的面貌，帮助农户降低了风险，开拓了销售渠道，提高了销售效率。据有关新闻报道，截至2020年底，上海、江苏、海南等全国13个省、市、自治区已经建立盒马村，盒马村模式为我国数字农业发展提供了良好的参考。

5．2京东：京东农场

从2018年开始，京东农场便逐步进行数字化农业的试验，京东农场广泛同全国各地的高标准农场开展合作，共同建立更高品质的农业生产基地，全面实行农作物标准化和规范化种植，从源头开始建立农作物全程可视化追溯性模式，让农作物从田间到餐桌的安全性得到保证，全面提升京东农场的农产品质量。其建立的“京品源”品牌，拥有产销一体化的全套服务体系，对京东农场的农产品在品牌、品质、供应、产销等方面进行全面的支撑。根据有关新闻报道，京东农场进行了广泛的战略布局，截至2020年底，其已经在全国各地建立了17个示范农场。从农产品的种植、加工、运输，到供销的各个阶段，京东农场利用区块链、人工智能、物联网等技术对传统农业进行赋能，彻底改变了传统农业的产销模式，为数字农业发展作出了重要贡献。

5．3华为：联手北大荒，助力数字化转型

数字农业例9

数字农业（digitalagriculture）就是用数字化技术，按人类需要的目标，对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素，将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业，通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合，在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制，使农业按照人类的需求目标发展。

有的学者认为[2]，数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样，数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业，即信息化农业，包括农业要素（生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等）、农业过程（生产、管理、储运、流通等）的数字化、网络化、自动化以及智能化，形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业，是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。

事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来，与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究，已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点，成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系，是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源（植物、动物、土地等）、技术（品种、栽培、病虫害防治、开发利用等）、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段，是农业信息化的必由之路；农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展，创造条件进行一次新的技术革命，促使传统农业向现代农业转变，促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言，数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用，必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容，必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展，在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用。

2存在的问题

2.1农业信息化水平较低

收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全；已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度，难以适应当前对空间数据信息的需求；对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。

2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强

一方面，许多基层农技人员和广大农业从业者，知识老化，整体素质有待进一步提高，对于利用现代技术，收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强；另一方面，农业信息加工处理的技术人员缺乏，当前，就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息，对网络信息进行收集、整理，分析市场形势，回复网络用户的电子邮件，解答疑问等方面的人才也不多，更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。

2.3农业信息化效益不明显

数字农业还刚刚起步，在国内总体上尚处于探索阶段，实用性、普遍性的技术应用还很少，直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。

2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强

地理信息系统（GIS）以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同，而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此，未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力，也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据。

3建设数字农业的基本设想

随着经济社会的快速发展和科技进步，台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等方面的工作已有一定的基础，起动发展数字农业不仅是必要的，而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4，5]，提出建设台州数字农业的基本设想，就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上，建立可视化的台州农业地理信息系统，构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系，实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和，彻底改造台州传统的农业管理模式，全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。

3.1整合已有的农业信息

在国家、省级信息基础设施建设的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央一省一市县信息骨干网络系统，形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统，并与其他网络互联，成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。

3.2信息表达要直观、形象，并要实现信息系统的联网

数字农业例10

一、数字化驱动下农业机械设计研发

农业机械是衡量一国农业现代化发展的水平的主要指标之一，因而提供数字化手段提高我国农业装备的设计水平，对于在贸易全球化背景下提升农业装备制造业企业在国际上的竞争力具有不言而喻的历史意义。随着信息技术与数字化技术的迅猛发展，数字化设计已经全方位多层次的渗透到农业机械设计、生产中的方方面面，也给农业设计带来了巨大的变化。

1）信息技术与数字化的应用极大降低设计成本。

农业机械的产品创新设计涉及到数据开采、知识发现及其重用技术、知识的表达与组织、知识数据库的开发、基于知识的决策技术等。农业机械的设计可以在线上进行互动设计，企业可以与用户进行反馈论证与修改。设计者可以在线农业机械的设计效果，用户可以在线反馈设计过程中存在的问题，相比于以前农业机械设计都在纸质上进行绘图，在线农业机械设计的极大的促进农业机械设计与实践； 以往产品创新主要集中于具体设计过程，如今从产品的概念设计到详细设计的各个阶段均强调创新设计。如基于蓝牙技术的变量施肥机速度采集系统设计、温室环境下黄瓜采摘机器人信息获取设计、基于RFID 的农机安全监理现场巡检系统设计、基于资源管理和Silverlight技术的农业装备信息网络平台，以及Ajax 技术在农业装备信息网中的应用。均是信息技术与数字化技术在农业设计领域中应用的典范

2）数字化技术强调产品协同设计。

农业现代化的发展催生了许多新需求，这些新需求也亟需新的设计的方法，就目前农业机械数字化设计水平来看主要三种主流的设计方法，一是德国设计理论的系统化设计方法，二是TRIZ（Theory of Inventive Problem Solving）三是公理设计（AxiomaticDesign，AD），对于目前我国而言，需要对先进的设计方法进行引进、消化、吸收再创新。更需要产品设计师跨区域的进行交流互动，跨部门甚至跨企业共同协作进行产品设计与制造等。数字化的设计平台能够为设计者之间提供实时的交流平台。基于互联网信息技术进行学习，可实现跨实现跨部门、跨行业、跨区域的设计者之间的沟通与交流。数字化虚拟设计实现了设计与需求的协同统一，锻炼设计者虚拟想象空间，提升农业机械的设计水平，有效实现零污染的设计理念，促进绿色设计理念的形成与发展。如基于离散元法的数字化设计、精密播种机数字化设计、拖拉机队列自动控制系统、秧盘育秧精准播种的穴孔同步对中装置及其控制系统，以及基于力控组态软件的温室监控系统均是农业机械协同设计的样例。

3）虚拟现实便捷了农业机械设计与展示。

虚拟现实技术独特魅力之处在于能将农业机械的设计构思、实施及展现都表现为多媒体如三维图形、语音和视频，能然设计者和未来的潜在使用者身临其境地体验产品的设计整体过程。通过多媒体技术、互联网技术来实现可以实现海量、实时、丰富的农业接卸虚拟设计素材。面向某些特色农业机械，其结构复杂、设计困难、设计周期长大大影响了农业现代化的进程。然而如果采用虚拟现实技术，可以有效的克服以上缺点，一方面可以利用虚拟现实技术模拟产品的某些性能，另外一方面也便于设计人员对产品的修改与调整。大大缩短了农机产品的设计、生产周期。满足变化莫测的市场需求。如虚拟样机技术在畜牧机械设计、基于ADAMS 的莲藕切片虚拟样机建模与仿真、基于Pro/E三轴卧式TMR 饲料车的建模及运动仿真、SPH 在土壤高速切削仿真系统开发中的应用、莲藕切片机惯性力平衡仿真优化、大型中空轴式静压轴承流固耦合数值模拟，以及电涡流缓速器制动力矩影响因素的仿真均是虚拟现实技术在农业机械化设计中的应用。

结论

本文首先细致的分析了农业机械设计特点与需求，以及存在的问题，针对数字化与信息技术的发展趋势与特点，如CAD/CAE/CAM虚拟现实设计等技术的飞速发展深刻的改变了农业机械化设计的格局与模式，本文首先详细梳理虚拟设计技术与理论研究现状及发展趋势，结合分析了农机产品设计制造现状，进而细致深入地分析基于数字化技术农业机械产品设计的未来的发展趋势，针对信息技术如互联网、虚拟现实等技术对农业机械的数字化发展提供的历史机遇，研究面向农机产品开发过程的数字化设计平台体系与设计模式，采用数字化对农业机械产品进行设计所带来的优点即在产品开发的不同阶段运用数字化模型描述产品，并对产品进行设计、开发、评价、修改，通过这方面的讨论，以期为我国农业机械的数字化设计探索提供有益参考的新途径与新思路。

参考文献

[1] 夏红霞；面向通用类机械产品虚拟装配的工程数据库管理系统研究[D]；合肥工业大学；2010年.