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1、信息农业与精准农业主讲人:胡宗清09096580028信息农业与精准农业f f l r i c h a r d 免费提供！必由之路信息农业与精准农业必由之路必由之路信息农业与精准农业必由之路必由之路信息农业与精准农业“精准农业技术”为什么在兵团提出和推广？在别的省为什么不提？在兵团提出应该讲是在九九年四月份，九九年我们做了准备，二000年进行试推广，试推广效果是比较好的，二00一年进行正式推广，收获是很丰富的，今年发展就更快了。所以从提出到试推广、推广发展是很快的。为什么兵团要提出“精准农业技术”并进行推广？主要原因有这么几条：一是党的“十六大”提出了“两个根本转变”。其中一个根本转变就是把经
2、济增长方式转移到依靠科技进步和提高劳动者素质上来，所以精准农业的提出和推广是经济增长方式转变的体现。兵团农业经济有大的发展不依靠科技进步和劳动者素质提高是不可能的。“十六大”以来这一条是很清楚的。信息农业与精准农业二是应对加入WTO的挑战，参与国内外农产品市场竞争的需要。在没有加入以前我们就知道加入WTO以后，对农业特别是农产品的销售将造成激烈的竞争。在这种情况下，如何应对加入WTO的挑战，参与国内外市场的竞争？必须依靠科技进步，必须靠劳动者素质提高。要想在加入WTO后变被动为主动就必须在科技进步上多做文章，要想和对手竞争，如果技术水平不在一个水平上，那就根本不可能竞争胜利。如果在一个水平上，
3、我们还可以发扬“一不怕苦、二不怕死”的精神竞争胜利，如果我们水平高一点，那我们竞争的把握性就更大。所以，要参与农产品的竞争，要想获胜必须要缩短农业技术水平上的差距，就必须提出“精准农业技术”并加以广泛的推广。信息农业与精准农业三是兵团社会进步的需要也是巩固发展兵团的需要。要巩固、发展兵团，除了政治思想的教育以外，首先是兵团广大干部职工的生活水平要高于新疆、高于全国的平均水平。然后是生产条件、生活条件要高于新疆和全国的平均水平。改善生产条件是其中一个重要的内容，也是社会进步的一个重要内容。农业劳动就是要摆脱什么都依靠手工劳动和体力劳动这样一种状态。兵团职工的体力劳动强度很大，如果这个状态不改变，
4、兵团的社会进步怎么讲？发展到了一定程度以后，要稳定职工不光看收入，还要看生产条件和生活条件。到20世纪末别人早就是机采棉了，我们还是全民皆兵，全民拾花，还是手采棉。现在棉区的广大职工迫切需要用机采棉代替手采棉。四是兵团提出和推广“精准农业技术”有很好的基础。信息农业与精准农业（1）兵团的农业首先起点高。大家都知道，兵团的农业应该说从五O年开始，就引进一批当时苏联专家和东欧社会主义国家的专家。因此它的农业规划不是按照小农经济来搞的。从五一年开始，兵团用自己的农产品换苏联和东欧社会主义国家的农业机械，以此逐渐装备自己。到五七、五八年农业机械化程度就超过了百分之七十，现在我们的机械化程度已经达到了百
5、分之八十二。（2）兵团的历届领导、广大科技工作者非常重视推广新科学技术，有些项目已经达到或接近“精准农业技术”的标准。比如说谷子收获，已经基本上达到了“精准农业技术”的标准。虽然说还没有用遥感技术来计算收获量，但是应该讲，它是用大机器种植的，它收获的质量已经达到了标准。提出的测土微机决策、平衡施肥的模式是吸收了国内外的先进经验，结合了自己的农业生产实践，又进行了多次实验得出的。这个模式已经成功了。化肥深施，全层施肥已经全面推广，施专用肥、复合肥在部分单位已经展开，但面积比较小。信息农业与精准农业（3）在播种方面，机械播种已经全部实现，并且引进了一批精量排种的气吸式播种机。我们自制的半精量播种机
6、已经试制成功。我提出把气吸式播种机的排种和压力式的斜播结合起来。（4）在节水方面，引进国内外的各种喷灌机械，通过实验试推广。目前，喷灌已经大面积的推广，特别是五师、九师、十师、十三师。膜下滴灌也已经实验成功。（5）在种子工作方面，兵团自己培育了很多优良品种。棉花有棉花品种，甜菜有甜菜品种，油葵有油葵的品种，小麦有小麦的品种，玉米有玉米的品种，同时还引进了一批优良品种，种子加工设备已经基本实现了现代化。这些为精准农业创造了条件。把精准农业的六项技术全部一起提出来，总体推进，这是精准农业的特点。各项技术之间有很多相关，把总体技术贯彻到一种作物一块条田，这个条田的作物科技含量就比较高。信息农业与精准
7、农业（6）兵团的农业职工和中国广大农村的农民相比素质比较高的。所以说，兵团提出“精准农业技术”，推广“精准农业技术”还是有基础的。不是哪个领导头脑发热，想提就提的。（7）国内外有大量的科技成果，为实施“精准农业技术”提供了技术的支撑。精准收获技术，包括棉花的收获，机采棉和采棉机的清理设备技术已过关，已经成了定型的产品。还有信息技术的发展也为我们提供了可借鉴的很多成果。像GIS、GPS、RS（遥感技术）。所以说，九九年提出精准农业的六项技术和在兵团推广还是有它的原因的。我们提的六项，提的这么准，内容界定的那么清楚，国内外是没有这么写的。信息农业与精准农业信息农业与精准农业农业的发展通常分为原始农
8、业、（古代农业）传统农业和现代农业三个阶段。阶段农业的发展历程原始农业传统农业现代农业信息农业工具石器农具铁器木制家具现代农业机械信息控制装备科技简单劳动经验技术现代科技信息科技经济维持生存自然经济商品经济信息经济社会刀耕火种手工业社会工业化社会信息化社会信息农业与精准农业 农业生产是人类赖以生存和其他一切生产形成和发展的先决条件。人类历经原始农业、传统农业和现代农业三个阶段。原始农业表现为刀耕火种，以获取食物，维系人类生存繁衍为目的。传统农业表现为粗放、分散经营，满足于对农产品的自给自足。现代农业表现为集约型、效益型，以提供商品为出发点，实现产、加、销联动，以经济和社会综合效益为目的。农业的
9、发展历程精准农业概述精准农业概述精准农业的概精准农业的概精准农业精准农业(Precision Agriculture or Precision Farming）是近年来国际上农业科学研究的热点领域，其含义是按照田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度的优化使用各项农业投入（如化肥、农药、水、种子和其它方面的投入量），以获取最高产量和最大经济效益，同时减少化学物质使用，保护农业生态环境，保护土地等农业自然资源。）是近年来国际上农业科学研究的热点领域，其含义是按照田间每一操作单元的具体条件，精细准确地调整各项土壤和作物管理措施，最大限度的优化使用各项农业投入（如化
10、肥、农药、水、种子和其它方面的投入量），以获取最高产量和最大经济效益，同时减少化学物质使用，保护农业生态环境，保护土地等农业自然资源。信息农业与精准农业精准农业概述精准农业概述精准农业的概念精准农业的概念是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的是由信息技术支持的根据空间变异，定位、定时、定量地实施一整套现代化农事操作技术与管理的系统，其基本涵义是根据作物生长的土壤性状，调节对作物的投入，即一方面查清田块
11、内部的土壤性状与生产力空间变异，另一方面确定农作物的生产目标，进行定位的“系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理系统诊断、优化配方、技术组装、科学管理”，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得经济效益和环境效益。精准农业由十个系统组成，即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。其核心是建立一个完善的农田地理信息系统（，调动土壤生产力，以最少的或最节省的投入达到同等收入或更高的收入，并改善环境，高效地利用各类农业资源，取得
12、经济效益和环境效益。精准农业由十个系统组成，即全球定位系统、农田信息采集系统、农田遥感监测系统、农田地理信息系统、农业专家系统、智能化农机具系统、环境监测系统、系统集成、网络化管理系统和培训系统。其核心是建立一个完善的农田地理信息系统（GIS），可以说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。精准农业并不过分强调高产，而主要强调效益。它将农业带入数字和信息时代，是），可以说是信息技术与农业生产全面结合的一种新型农业。精准农业并不过分强调高产，而主要强调效益。它将农业带入数字和信息时代，是21世纪农业的重要发展方向世纪农业的重要发展方向。信息农业与精准农业精准农业的组成部分信息农业与精准农业精
13、准农业基本思想精准农业基本思想经济要求经济要求法律要求法律要求环境要求环境要求减少投入减少投入车 辆 定 位 系统车 辆 定 位 系统优化控制系统优化控制系统精确农业系统精确农业系统经 济 效 率 改善经 济 效 率 改善农机控制与监视农机控制与监视较少环境影响较少环境影响作物栽培模型田间历史数据作物栽培模型田间历史数据地 理 信 息 系统地 理 信 息 系统管 理 信 息 系统管 理 信 息 系统较少废弃物较少废弃物地理信息系统地理信息系统决策支持系统决策支持系统较高利润较高利润信息农业与精准农业精准农业的发展精准农业的发展国外发展状况精准农业在美国等发达国家已经形成一种高新技术与农业生产相
14、结合的产业，被广泛承认是可持续发展农业的重要途径，其技术集成，将无疑是国外发展状况精准农业在美国等发达国家已经形成一种高新技术与农业生产相结合的产业，被广泛承认是可持续发展农业的重要途径，其技术集成，将无疑是21世纪领先的农业生产技术。美国世纪领先的农业生产技术。美国20世纪世纪80年代初提出精准农业的概念和设想，年代初提出精准农业的概念和设想，90年代初进入生产实际应用，部分技术和设备已经成熟和成型，但还没有形成系统，美国实施精准农业是根据需要、经济、实用的原则进行的，很少有把所有的技术都全套应用。除此，在英国、德国、荷兰、法国、加拿大、澳大利亚、巴西等国家都有开展精准农业研究和应用的报道。
15、日本、韩国等国家近年来已加快开展精准农业的研究工作，并得到政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛共识，并将成为发展农业高新技术应用的重要内容。年代初进入生产实际应用，部分技术和设备已经成熟和成型，但还没有形成系统，美国实施精准农业是根据需要、经济、实用的原则进行的，很少有把所有的技术都全套应用。除此，在英国、德国、荷兰、法国、加拿大、澳大利亚、巴西等国家都有开展精准农业研究和应用的报道。日本、韩国等国家近年来已加快开展精准农业的研究工作，并得到政府部门和相关企业的大力支持。国际上对这一技术体系的发展潜力及应用前景有了广泛共识，并将成为发展农业高新技术应用
16、的重要内容。信息农业与精准农业精准农业的发展精准农业的发展国内发展状况国内发展状况我国科学家在我国科学家在1994年就提出在我国进行精准农业研究应用的建议，由于当时条件所限，没有引起政府有关部门的重视。近几年信息技术飞速发展，信息技术在农业上的应用也提到了重要的议事日程。为精准农业提供全面的技术支持是一个渐进的过程，在此过程中，农民将逐步提高应用信息技术的能力。精准农业的投入成本将随着更多的年就提出在我国进行精准农业研究应用的建议，由于当时条件所限，没有引起政府有关部门的重视。近几年信息技术飞速发展，信息技术在农业上的应用也提到了重要的议事日程。为精准农业提供全面的技术支持是一个渐进的过程，在
17、此过程中，农民将逐步提高应用信息技术的能力。精准农业的投入成本将随着更多的GPS、GIS、电子信息、农机等企业进入这个市场而下降。近期特别需要支持发展精准农业的、电子信息、农机等企业进入这个市场而下降。近期特别需要支持发展精准农业的“大脑大脑”管理决策支持系统。管理决策支持系统重点可放在基于空间变量而制作的管理决策支持系统。管理决策支持系统重点可放在基于空间变量而制作的“田间处方田间处方”。另外，相应的田间信息实时快速采集的先进的传感技术、生物信息模式识别技术、精准农业软硬件系统的系统集成及先进的制造技术要同时起步。基于作物光合生理生态与环境因子的动力机制的生长数值模型、作为支持精准农业管理决
18、策的核心控制系统等技术都是推动精准农业推广应用必须开展的基础研究。另外，相应的田间信息实时快速采集的先进的传感技术、生物信息模式识别技术、精准农业软硬件系统的系统集成及先进的制造技术要同时起步。基于作物光合生理生态与环境因子的动力机制的生长数值模型、作为支持精准农业管理决策的核心控制系统等技术都是推动精准农业推广应用必须开展的基础研究。信息农业与精准农业中国特色的精准农业中国特色的精准农业1、精准种子工程精准种子工程种子工程是推进精准农业的物质基础，它对农业增产的贡献率约为种子工程是推进精准农业的物质基础，它对农业增产的贡献率约为5%-10%。种子是种植业的源头，因此首先要选择高产优质的品种，
19、其次种子的质量要好，种子要整齐度好、颗粒饱满、发芽率高、生存能力强。种子是种植业的源头，因此首先要选择高产优质的品种，其次种子的质量要好，种子要整齐度好、颗粒饱满、发芽率高、生存能力强。2、精准播种精准播种是推进精准农业发展的核心，其科技贡献率为是推进精准农业发展的核心，其科技贡献率为10%-15%。它上承种子工程创造的一切优秀产品成果，下造作物增产的优越环境，把品质优良的种子转化成均匀茁壮、群体合理、最能发挥种子特征和生产能力的禾苗群体。精准播种是推行精准灌溉、精准施肥、动态促控和精准收获的前提和基础。我国精准播种机械化的推广率很低，推广精准农业任重而道远。它上承种子工程创造的一切优秀产品成
20、果，下造作物增产的优越环境，把品质优良的种子转化成均匀茁壮、群体合理、最能发挥种子特征和生产能力的禾苗群体。精准播种是推行精准灌溉、精准施肥、动态促控和精准收获的前提和基础。我国精准播种机械化的推广率很低，推广精准农业任重而道远。信息农业与精准农业中国特色的精准农业中国特色的精准农业3、精准施肥精准施肥精准施肥即测土配方平衡施肥，是新时期精准施肥即测土配方平衡施肥，是新时期“肥当家肥当家”的高级形式，是精准农业获得优质高产、环保的保障体系，其要素投入的增产幅度约为的高级形式，是精准农业获得优质高产、环保的保障体系，其要素投入的增产幅度约为8%-19.8%，且能提高肥效，且能提高肥效8.2%。精
21、准施肥是化工技术、生物技术与机械技术的优化组合。发展高精度施肥机械是实现田间精准施肥的技术保证，是营造作物最佳营养空间的保证，也是作物茁壮生长的物质保证。精准施肥的实现既可以是常规手段，也可以部分采用。精准施肥是化工技术、生物技术与机械技术的优化组合。发展高精度施肥机械是实现田间精准施肥的技术保证，是营造作物最佳营养空间的保证，也是作物茁壮生长的物质保证。精准施肥的实现既可以是常规手段，也可以部分采用GIS。信息农业与精准农业中国特色的精准农业中国特色的精准农业4、精准灌溉精准灌溉精准灌溉是精准农业的重要支持系统。它不仅可以大大提高水的利用率，达精准灌溉是精准农业的重要支持系统。它不仅可以大大
22、提高水的利用率，达80%-90%（目前我国平均为（目前我国平均为40%），提高水对农业的增产率），提高水对农业的增产率20%-40%，而且可以提高水分的生产率。精准灌溉，不仅要求采用高新灌溉机械技术，如喷、滴、微、渗灌等机械设备（硬件），而且需要从生物学角度、作物生长需水规律等农艺方面去探索，掌握灌水的量和度（软件），最大限度地节水，最大限度地科学用水，提高水分的生产率。目前我国的水分生产率或食物产出率仅为，而且可以提高水分的生产率。精准灌溉，不仅要求采用高新灌溉机械技术，如喷、滴、微、渗灌等机械设备（硬件），而且需要从生物学角度、作物生长需水规律等农艺方面去探索，掌握灌水的量和度（软件），最
23、大限度地节水，最大限度地科学用水，提高水分的生产率。目前我国的水分生产率或食物产出率仅为0.8公斤公斤/立方米，发达国家是立方米，发达国家是2.0公斤公斤/立方米。只有这样才能保证高产、优质、低耗，而又不破坏土壤理化结构，不污染环境立方米。只有这样才能保证高产、优质、低耗，而又不破坏土壤理化结构，不污染环境。信息农业与精准农业中国特色的精准农业中国特色的精准农业5、精准监测精准监测作物群体的动态调控是精准农业的重要组成部分，包括水控、肥控、化控、植保和机械措施，我国农民、农学家、农艺师对此有丰富的经验。作物生长群体的动态可以通过常规手段预测，也可以在条件允许或大范围时采用作物群体的动态调控是精
24、准农业的重要组成部分，包括水控、肥控、化控、植保和机械措施，我国农民、农学家、农艺师对此有丰富的经验。作物生长群体的动态可以通过常规手段预测，也可以在条件允许或大范围时采用RS手段。手段。信息农业与精准农业中国特色的精准农业中国特色的精准农业6、精准收获精准收获精准收获是精准农业的终极系统。精准收获损失率小于精准收获是精准农业的终极系统。精准收获损失率小于0.5%，比人工收获减少粮食损失，比人工收获减少粮食损失9%，而且效率高，速度快，割茬低，便于下茬耕作。精准收获的另一项重要内容是秸秆即时粉碎还田技术，藉以提高土壤的有机质含量；在条件成熟或作业需要时还可采用，而且效率高，速度快，割茬低，便于
25、下茬耕作。精准收获的另一项重要内容是秸秆即时粉碎还田技术，藉以提高土壤的有机质含量；在条件成熟或作业需要时还可采用GPS和和GIS技术对收获产量分布进行监测和对土壤肥力的即时预测。技术对收获产量分布进行监测和对土壤肥力的即时预测。信息农业与精准农业中国特色的精准农业中国特色的精准农业精准农业的主要特征可以概括为：农业生产手段之精新，农业物料投入之精省，农业生产过程运作和管理尺度之精准，农用土壤之精培，农业产出之优质、高产、低耗。精准农业是精准农业的主要特征可以概括为：农业生产手段之精新，农业物料投入之精省，农业生产过程运作和管理尺度之精准，农用土壤之精培，农业产出之优质、高产、低耗。精准农业是
26、“量量”和和“度度”两个要素的矛盾统一，是两个要素的矛盾统一，是“量量”和和“度度”的相互制约。在播种、施肥、灌溉、收获、干燥等作业环节，不仅要求机械设施的高新精，而且要求其运作管理尺度的精而准的相互制约。在播种、施肥、灌溉、收获、干燥等作业环节，不仅要求机械设施的高新精，而且要求其运作管理尺度的精而准信息农业与精准农业我国精准农业重点发展方向我国精准农业重点发展方向1、重点发展节水、节肥精准农业技术体系、重点发展节水、节肥精准农业技术体系1）实现精准灌溉，提高水资源利用率。）实现精准灌溉，提高水资源利用率。2）实施精准施肥，提高化肥资源利用率）实施精准施肥，提高化肥资源利用率2、发展精细设施
27、农业、发展精细设施农业信息农业与精准农业前言:农业与信息技术(一)信息技术定义信息技术：一切以数字形式处理信息的相关技术。计算机技术是信息技术的核心。信息技术：一切以数字形式处理信息的相关技术。计算机技术是信息技术的核心。NII、NIH、MM、并行分布处理、数据库、软件、硬件、传感技术、并行分布处理、数据库、软件、硬件、传感技术、3S技术、光导纤维技术、微电子技术、集成电路技术、人工智能技术、通信技术、网络技术、虚拟现实、神经网络等。技术、光导纤维技术、微电子技术、集成电路技术、人工智能技术、通信技术、网络技术、虚拟现实、神经网络等。数据：描述、纪录物质客体的基本量化单元。有数值、文字、文本、
28、图形、图像、声音、电磁波、光等形式的数据。数据是信息的载体。数据：描述、纪录物质客体的基本量化单元。有数值、文字、文本、图形、图像、声音、电磁波、光等形式的数据。数据是信息的载体。信息：消息（辞源）。南唐李中信息：消息（辞源）。南唐李中“梦春美人沉信息，目穿长路倚楼台梦春美人沉信息，目穿长路倚楼台”（信息：音信），唐代诗人许浑（信息：音信），唐代诗人许浑“塞外音书无信息，道旁车马走尘埃塞外音书无信息，道旁车马走尘埃”（信息：消息）。（信息：消息）。INFORMATION（英文、法语、德语、西班牙文同字以及俄语、南斯拉夫同音）。中国现代文化中有四十多种定义。从数据中提取的反应客体实质的属性。信息
29、的表现形式是数据。信息数字化。（英文、法语、德语、西班牙文同字以及俄语、南斯拉夫同音）。中国现代文化中有四十多种定义。从数据中提取的反应客体实质的属性。信息的表现形式是数据。信息数字化。信息农业与精准农业前言:农业信息化(二)农业信息技术定义目前国际上把信息技术与农业的结合称之为农业信息技术（agricultural information technology，AFT），也可称之为信息农业。它是高新技术应用于农业的一个重要发展方向。农业信息技术与农业生物技术是21世纪高新技术应用于农业的两大关键技术。信息农业与精准农业国外农业信息技术应用大致有以下几个方面：（1）计算机普遍应用于农庄管理（2
30、）信息管理系统应用相当普及主要应用于以下几个方面1）财务会计、业务分析、计划管理和税务2）畜牧和作物生产跟踪记录（3）专家系统用于生产管理（4）精确农业成为当前热点（5）信息高速公路正在伸向农村（6）卫星数据传输系统（7）园艺设施农业的智能化自动化信息农业与精准农业农业信息化是农业现代化的高级阶段，是农业经济高度发达、农业科学技术高度进步的必然产物。其内涵可以从四个方面来加以描述和概括：农业信息化是农业现代化的高级阶段，是农业经济高度发达、农业科学技术高度进步的必然产物。其内涵可以从四个方面来加以描述和概括：?、是农业劳动者的高度智能化；、是农业劳动者的高度智能化；?、是农业基础设施装备信息化
31、；、是农业基础设施装备信息化；?、是农业技术操作自动自控化；、是农业技术操作自动自控化；?、是农业经营管理信息网络化。、是农业经营管理信息网络化。信息农业与精准农业(三)农业信息化的发展农业信息化的发展农业信息化初始阶段可以从计算机在农业上的应用算起。美国在农业领域的计算机应用，大致经历了三个发展阶段：农业信息化初始阶段可以从计算机在农业上的应用算起。美国在农业领域的计算机应用，大致经历了三个发展阶段：5060年代，计算机主要用于农业科学计算：年代，计算机主要用于农业科学计算：70年代主要用于数据的处理和数据库的开发；年代主要用于数据的处理和数据库的开发；80年代以来，应用重点是知识的处理、农
32、业决策支持系统与自动控制的研究与开发。目前，欧美国家农业信息技术已进入产业化发展阶段。在发达国家，信息技术在农业上应用最快最广的领域有以下方面：农业信息处理和获取、农业系统模拟、农业生产管理、农业专家系统、农业计算机网络、农业决策支持系统、农业信息实时处理。农业中得到应用的信息技术主要包括：计算机、信息存储和处理、通讯、网络、人工智能、多媒体、遥感、地理信息系统、全球定位系统等。年代以来，应用重点是知识的处理、农业决策支持系统与自动控制的研究与开发。目前，欧美国家农业信息技术已进入产业化发展阶段。在发达国家，信息技术在农业上应用最快最广的领域有以下方面：农业信息处理和获取、农业系统模拟、农业生
33、产管理、农业专家系统、农业计算机网络、农业决策支持系统、农业信息实时处理。农业中得到应用的信息技术主要包括：计算机、信息存储和处理、通讯、网络、人工智能、多媒体、遥感、地理信息系统、全球定位系统等。信息农业与精准农业国内发展情况国内发展情况我国第一次信息化浪潮出现在我国第一次信息化浪潮出现在80年代中期，其主要标志是微机的推广和应用。从年代中期，其主要标志是微机的推广和应用。从1993年开始，以年开始，以“三金三金”工程的提出和工程的提出和“国家经济信息化联席会议国家经济信息化联席会议”的成立为主要标志，我国的信息化建设进人了第二次热潮。从的成立为主要标志，我国的信息化建设进人了第二次热潮。从
34、l900年开始，国家科委年开始，国家科委(科技部科技部)就把农业专家系统等农业信息技术列入了就把农业专家系统等农业信息技术列入了“863”计划的重点课题。计划的重点课题。1996年又把年又把“农业专家决策及信息技术系统研究农业专家决策及信息技术系统研究”列入列入“九五九五”国家攻关计划，提出了总体目标和工作的主要内容。同时，国家科技部从国家攻关计划，提出了总体目标和工作的主要内容。同时，国家科技部从1996年开始，在国家年开始，在国家“863”计划中设置计划中设置“智能化农业信息技术应用示范工程智能化农业信息技术应用示范工程”等重点科技项目，相继批准在北京、云南、安徽、吉林等省市建立了示范区，
35、等重点科技项目，相继批准在北京、云南、安徽、吉林等省市建立了示范区，l9961997年一年间，年一年间，4个示范区推广应用农业专家系统的面积共个示范区推广应用农业专家系统的面积共333万亩，取得经济效益累计万亩，取得经济效益累计1.4亿元。近几年来，亿元。近几年来，精确农业精确农业技术体系有关的应用基础与应用技术研究，已成为发展农业高新技术研究极其活跃的领域，对我国农业发展是一种机遇和挑战。我国技术体系有关的应用基础与应用技术研究，已成为发展农业高新技术研究极其活跃的领域，对我国农业发展是一种机遇和挑战。我国GPS和和GIS技术市场正在快速形成。有关农业科技管理部门和科技界正在规划推动有关研究
36、和试验示范工作。技术市场正在快速形成。有关农业科技管理部门和科技界正在规划推动有关研究和试验示范工作。信息农业与精准农业在我国农业领域内，应用农业信息科学技术的发展晚于发达国家，但发展的势头很好。自在我国农业领域内，应用农业信息科学技术的发展晚于发达国家，但发展的势头很好。自80年代初期起，农业信息技术的发展经历了起步、普及、发展和提高等阶段，在农业自然资源数据处理、农业信息管理与推广服务、农业规划与决策、农业生产过程实时处理与控制、人工智能专家系统开发与应用、信息网络研究与建设等方面已经取得了长足进步，取得了可喜成就，为我国农业向信息化迈进打下了良好的基础。年代初期起，农业信息技术的发展经历
37、了起步、普及、发展和提高等阶段，在农业自然资源数据处理、农业信息管理与推广服务、农业规划与决策、农业生产过程实时处理与控制、人工智能专家系统开发与应用、信息网络研究与建设等方面已经取得了长足进步，取得了可喜成就，为我国农业向信息化迈进打下了良好的基础。1农业数据库农业数据库2农业管理信息系统农业管理信息系统3 农业决策支持系统和专家系统 农业决策支持系统和专家系统4农业多媒体技术农业多媒体技术5农业自动控制技术农业自动控制技术6计算机网络在农业中的应用计算机网络在农业中的应用信息农业与精准农业(四)、农业信息化的的建设1农业信息资源数据库建设2农业信息监测与速报系统3建立国家虚拟农业（仿真农业
38、）重点试验室4建立计算机农业专家决策支持系统5建立基于网络和多媒体的农业技术推广体系6开展精细农业技术的研究与应用7建立完善的信息市场体系8选建和试建一批农业信息化示范基地或示范园区信息农业与精准农业（五）、农业信息化的实施策略1 提高信息意识，建立农业信息化管理体制2加强农业信息化的科学研究3建立农业信息市场多层次服务体系4加快农业信息科技人才的培养5拓宽渠道，扩大对外交往，寻求国际间农业科技信息的交流和合作信息农业与精准农业（六）信息技术的应用与发展1.农业生产管理呼唤信息技术1)作物栽培技术是发展农业信息的基础(1)20世纪50年代:注重研究影响作物生长的各种环境因子及其变化规律,形成经
39、验,示范推广.(2)20世纪60-70年代:主要研究走作物的外部形态特征,如株高、分蘖、叶面积等数量性状同栽培措施的关系，探讨群体的合理结构。(3)20世纪780年代：研究作物发育规律，指标化栽培、高产数学模型及模式化栽培。(4)20世纪90年代:高产群体质量指标体系及其优化调控理论研究为主.突出质量型栽培.信息农业与精准农业农业信息技术的应用与发展2)信息技术提供新研究手段3)发展市场农业和调整农业结构需要信息技术4)信息技术是农业新技术的高度浓缩与传播载体2.农业信息技术的应用方兴未艾1)农业信息数据库2)专家系统3)作物生长模拟信息农业与精准农业农业信息技术的发展趋势与应用前景1.集成化
40、2.专业化3.网络化4.多媒体化信息农业与精准农业一、作物生产管理与决策一、作物生产管理与决策(一一)作物生产管理决策的生成作物生产管理决策的生成表表1 农业的新概念与新观点农业的新概念与新观点老概念新观点客观条件“投入产出”黑盒模型生产方程（模型公式）差异性被视为不利条件生产生态学面向目标的途径差异性被视为财富系统科学的教育；生长机制的模拟和探索研究生产技术中科技因素的提高利用地理信息系统仔细协调所测出的地块特殊可能性信息农业与精准农业在作物生产管理决策过程中需要着重考虑以下在作物生产管理决策过程中需要着重考虑以下5个方面的问题个方面的问题1、在取得田间状况（产量、墒情、肥力、病虫等）分布图
41、之后，首先要进行状况诊断找出其主要原因、在取得田间状况（产量、墒情、肥力、病虫等）分布图之后，首先要进行状况诊断找出其主要原因2、找到了田间各局部状况的主要成因，就要通过模型反求其量化了的纠正措施、找到了田间各局部状况的主要成因，就要通过模型反求其量化了的纠正措施3、上述初步决定的纠正措施，要通过数学、上述初步决定的纠正措施，要通过数学知识模型进行仿真预测，以改进和验证该措施的正确性的可行性。知识模型进行仿真预测，以改进和验证该措施的正确性的可行性。4、通过经济、环境模型预测该管理措施的经济性、经济效益、社会效益和生态效果、通过经济、环境模型预测该管理措施的经济性、经济效益、社会效益和生态效果
42、5、最终以处方图或指令卡的形式将决策传送给智能农机去执行、最终以处方图或指令卡的形式将决策传送给智能农机去执行信息农业与精准农业二、专家系统ES及其农业应用（一）基本知识1、什么是专家系统所谓“专家系统”其实就是一类程序系统，从功能上可把它定义为“一个在某领域具有专家水平解题能力的程序系统”，它能像领域专家一样工作，能运用专家们多年来积累的工作经验与专门知识，在很短的时间内对问题得出高水平的解答。信息农业与精准农业专家系统的分类专家系统的分类（1）诊断专家系统）诊断专家系统（2）预测专家系统）预测专家系统（3）解释专家系统）解释专家系统（4）设计与规化专家系统）设计与规化专家系统（5）咨询与决
43、策专家系统）咨询与决策专家系统（6）教学专家系统）教学专家系统信息农业与精准农业2、专家系统的基本特征、专家系统的基本特征（1）具有专家水平的专门知识；）具有专家水平的专门知识；（2）具有符号处理的能力；）具有符号处理的能力；（3）具有一般的问题的求解能力；）具有一般的问题的求解能力；（4）具有一定的复杂度和难度；）具有一定的复杂度和难度；（5）具有解释功能；）具有解释功能；（6）具有获取知识的能力；）具有获取知识的能力；（7）只具有很窄的特定领域专门知识，其任务有很针对性；）只具有很窄的特定领域专门知识，其任务有很针对性；（8）专家系统一般把程序的控制和推理机构与知识（存在知识库的知识）专家
44、系统一般把程序的控制和推理机构与知识（存在知识库的知识）信息农业与精准农业3、专家系统的组成部分、专家系统的组成部分（1）知识库（2）推理机构（4）中间数据库（5）知识获取器（6）解释器（7）各部分之间的联系信息农业与精准农业知识库推理机构解释机构人机交互接口信息农业与精准农业4、专家系统在农业上的应用实例、专家系统在农业上的应用实例小麦施肥专家系统4、专家系统在农业上的应用实例、专家系统在农业上的应用实例小麦施肥专家系统信息农业与精准农业第一步：根据系统的界面提示,选择肥料运筹,确定进入下一步。（如图）信息农业与精准农业第二步：填写常年小麦产量值，确定进入下一步第二步：填写常年小麦产量值，确
45、定进入下一步；信息农业与精准农业第三步：选择所在地区，确定进入下一步；信息农业与精准农业第四步：输入已备土杂肥数量；确定进入下一步信息农业与精准农业第五步:输入需备碳铵量,确定进入下一步信息农业与精准农业第六步:输入需备尿素量,确定进入下一步信息农业与精准农业第七步:输入需备过磷酸钙量,确定进入下一步信息农业与精准农业第八步:输入需备氯化钾量,确定进入下一步信息农业与精准农业第九步:选择产量水平,确定进入下一步信息农业与精准农业第十步:决策结果输出信息农业与精准农业信息农业与精准农业第一步：选择管理阶段，如选择返青拔节孕穗阶段信息农业与精准农业第二步：选择播种时期，如选择中播信息农业与精准农业
46、第三步：选择发病种类:如选择白粉病信息农业与精准农业第四步：栽培管理决策输出信息农业与精准农业三、作物模拟系统（三、作物模拟系统（SS）及在农业上 的应用）及在农业上 的应用信息农业与精准农业模拟系统名称有关作物开发者ELCROS一般作物（荷）瓦赫宁根大学SIMCOT棉花（美）GOSSYM棉花（美）GLRSIM大豆（美）SOYMOD（美）俄亥俄农业研究发展中心SOYGRO大豆（美）佛罗里达大学CERESWHEAT小麦（美）农业部农业研究局SIMED苜蓿（美）PUKDUE大学ALSIM苜蓿（美）康奈尔大学SORGF（微机版本SORGAP）（美）德克萨斯AMCORNF（微机版本SORGAP）（美）
47、德克萨斯AMPGM牧草（美）阿肯色州CORNMOD玉米（美）RICEMOD水稻（非）POMOD马铃薯（苏）SINED紫苜蓿（美）SUBGRO糖甜菜（美）水稻（日）甘蓝（英）PENUTZ花生（美）信息农业与精准农业专家系统与模拟模型的技术综合专家系统与模拟模型的技术综合（1）综合性 农业生产与管理需要多种专业知识和技术，并要善于综合应用这些知识和技术；）综合性 农业生产与管理需要多种专业知识和技术，并要善于综合应用这些知识和技术；（2）开放性 农业不能脱离特定环境，并需不断与之进行物质、能量交换。）开放性 农业不能脱离特定环境，并需不断与之进行物质、能量交换。（3）地域性 不同地区的农业，具有不
48、同的特点，要因地制宜。）地域性 不同地区的农业，具有不同的特点，要因地制宜。（4）时间性 农业生产周期长信息反馈慢，同一种生产对象在不同年份或季节，存在有不同的问题，需要因时制宜。）时间性 农业生产周期长信息反馈慢，同一种生产对象在不同年份或季节，存在有不同的问题，需要因时制宜。（5）模糊性 农业系统的定义、边界、结构很难明确，然而实际处理时，往往又需确定其定义、边界和结构。）模糊性 农业系统的定义、边界、结构很难明确，然而实际处理时，往往又需确定其定义、边界和结构。信息农业与精准农业四、棉花模拟模型四、棉花模拟模型美国的GOSSYM-COMAX 模型（1）品种选择）品种选择（2）播期确定与发
49、育期和收获期预测）播期确定与发育期和收获期预测（3）密度与株间竞争）密度与株间竞争（4）灌溉）灌溉（5）施肥）施肥（6）应用生长调节剂）应用生长调节剂（7）地膜覆盖）地膜覆盖（8）整枝与打顶）整枝与打顶（9）耕作制度）耕作制度（10）全球气候变化影响分析与区域宏观决策）全球气候变化影响分析与区域宏观决策信息农业与精准农业五、决策支持系统五、决策支持系统DSS及其农业应用（一）基本知识及其农业应用（一）基本知识1、什么是决策支持系统、什么是决策支持系统决策支持系统（DSS）是能对计划、管理、调度、作战指挥和方案寻优等应用问题进行辅助决策的计算机程序系统。信息农业与精准农业2、智能决策支持系统、智
50、能决策支持系统 IDSS在决策支持系统中建立一个智能部件，当按传统方法需要与人交互的地方，现在则先去访问这个智能部件，看它能否解决系统提出的问题，或满足系统提出的要求。若能，就不必与人交互了，而由系统自行解决。只有当智能部件也不能解决时，才与人交互，由决策者来回答系统的问题。在决策支持系统中建立一个智能部件，当按传统方法需要与人交互的地方，现在则先去访问这个智能部件，看它能否解决系统提出的问题，或满足系统提出的要求。若能，就不必与人交互了，而由系统自行解决。只有当智能部件也不能解决时，才与人交互，由决策者来回答系统的问题。信息农业与精准农业3、小麦生产管理决策支持系统、小麦生产管理决策支持系统