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緒論：在尋找寫作靈感嗎？愛發表網為您精選了8篇數字經濟在農業中的運用，愿這些內容能夠啟迪您的思維，激發您的創作熱情，歡迎您的閱讀與分享！
關鍵詞 計算機技術；農業；現代農業
中圖分類號 TP391 文獻標識碼 A 文章編號 1673-9671-(2012)082-0188-01
在目前，計算機信息技術得到了高速的發展，計算機信息技術在農業當中的應用也得到了深入的發展，計算機技術已經是現代農業的設備當中重要的組成部分。如今計算機技術在農業領域對選種、驗種養殖等相關的環境起到了一定的促進作用，它一直起著十分重要的作用。
1 計算機技術在現代農業領域中的應用與發展
世界上第一臺計算機是在1946年誕生于美國，從計算機誕生后，人們就對計算機在農業的生產方面開始了關注，關注農業生產的科學化、農業生產的過程自動化和農業的科研以及農業的教育現代化領域的應用。美國在20世紀50年代的初期就在農業的領域上已經開始運用了計算機的技術。在當時，美國的一些農業的經濟學家只是進行簡單的處理線性的規劃等一些小的問題。到了60年代的時候，計算機技術就已經普遍的進入到了美國農業的決策和科研部門。到了70年代，基本已經推廣到了農場的范圍。而到了1985年的時候，美國已經有百分之八的農場以計算機的技術來處理農場中的一些事物，這些農場當中有一些比較大的農場已經完成了計算機化。而我國的農業則是在上個世紀70年代才將計算機的技術融入到農業當中。真正獲得了較好的發展是從80年代才開始的。現今的計算機技術在農業當中的應用范圍變得廣泛了，例如從原來的種植業、畜牧業已經擴展到了現在的漁業以及林業，從科研教學發展到了現在的生產管理。應用途徑也從原來單純的科學計算發展到了現在能夠進行處理信息，對實驗進行模擬以及實時控制等。
2 計算機技術在數字農業技術中的應用
數字農業一直被現代化信息技術和農業工程技術支撐著，使用數字化的技術針對農業所涉及到的對象和全過程進行一種數字化的和可視化的表達、控制、設計、管理的現代化的農業高新技術的體系。數字農業已經把工業的可控生產與計算機輔助設計的相反融入到了農業的生產方面，把計算機信息技術當成為農業生產力的重要的支配因素，參與到了農業的每個環節當中，這將是我國實現農業的信息化進行跨越與發展的切入點與突破口。現在，美國在數字農業的領域方面已經得到了很大成功，計算機在數字農業的技術應用已經形成了比較專業化的生產、集約經營方式、企業化的管理現代的產業模式。形成了現在完善的一種農業生產體系，已經在農業生產資料的供應與生產當中得到了應用，以及在農業產品收貨后一些工序，詳述儲藏、加工、運輸、以及銷售等，使得農業的生產變的高效起來。形成了對農業的推廣、教育以及科研的三位一體。
3 計算機信息技術在精準的農業技術和設備當中的運用
利用計算機以及當中一些專用的地理信息的軟件，把四季的農業的生產工作的環節進行有機的聯系，形成了精準的農業技術裝備中的技術系統，這種系統技術能夠對小面積的土地進行管理，具體一點就是對土地土壤的特性與一些農作物的產量評估潛力。調節控制農作物之間的差異精細精準的對農作物的用料和農作物的生產進行調整。對于農作物所需要的養料使用方法進行優化，對物料所投放的數量、時間、空間的位置等進行掌握從而降低了成本、對經濟效益有所增加，同時還可以減低對于環境的污染，從而對生態環境進行改善，來實現農業的可持續性的發展。
在20世紀90年代的時候，英國、美國、德國等一些發達的國家在一些大面積的機械化進行生產的條件下發展和研究，因此便有了精準的農業裝備。這種裝備是新時代農業所必然發展的趨勢，不可阻擋，目前與精準的農業裝備有關的公司已經在世界比較發達的公司開始普遍了。而我國在1994年的時候就有科學家提出了相同的建議，并且啟動了一項與之有關的工程。目前我國把精準的農業發展的方向已經進行分部的實施：第一，對于農田的樣本進行采集與分析；第二，對耕種期間所需要的一切都是有計算機技術進行控制并且完成；第三，將精準的農業技術進行集成。
4 運用在農業上的計算機模擬技術
計算機的模擬技術對于科學的研究作用主要有幾個方面：對于一些耗時較長。費用較高的一些實驗可以幫助進行選定的方案；對于一些因為條件對其的限制而不能進行的實驗，可以幫助其預報出結果；對于一些意義比較重大的，但是還有一定的風險的研究，就可以用計算機進行一下預備的試驗。在農業中，實時控制運用的同樣比較廣泛，實施控制又稱之為過程的控制就是在生產以及科學的試驗中，利用計算機系統當中一些信息對農業的生產實現自動化的控制，這種技術在園藝和畜牧業當中有著顯著的作用。
5 在農業傳播當中計算機所起到的作用
隨著網絡的普及，人們已經離不開網絡了，同樣的，農業也在依靠著網絡，農業產品是人們生活時所必需的，但是只有符合社會所需求的，才會得到社會的認可，由于農產品具有較強的季節性，所以短時間內銷售不了的話就會出現囤積的現象，所以，了解市場信息對于農產品的銷路有著很大的作用，因此網絡的信息對于農業的作用將會是越來越大。
6 總結
在全球化的經濟的形勢下，用計算機技術對于現代化農業進行支撐，對于農業的領域也會是更加的深入，也將會對隨著農業的發展而完善，從而更好的服務于現代化的農業。
參考文獻
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關鍵詞：數字農業；創新意識；任務驅動；人才培養
文章編號：1672-5913(2010)08-0011-03
中圖分類號：G642
文獻標識碼：A
數字農業是將遙感、地理信息系統、全球定位系統、計算機技術、網絡技術和自動化等高新技術與地理學、農學、生態學、植物生理學和土壤學等基礎學科有機地結合起來。實現農業生產過程中對農作物、土壤從宏觀到微觀的實時監測：對農業生產中的現象、過程進行模擬，以達到合理利用農業資源，降低生產成本，改善生態環境，提高農作物產品質量的目的。由此可見，數字農業具有多學科交叉的特點。
高等農業院校的首要任務和根本功能是為農村經濟建設培養和造就高素質的創造型人才。高等農業院校多學科的環境有利于各學科之間相互滲透和相互融合。在實際生產中許多問題的解決，單靠某一學科知識是難以實現的，這就需要各學科知識的有機結合。因此，在非計算機專業計算機應用基礎教學中開展數字農業教育，有利于大學生將所學習專業知識與數字農業技術更好的結合，開拓大學生創新意識和發散思維。
1 創新意識和發散思維
創新是指在人類物質文明、精神文明等一切領域，一切層面上淘汰落后的思想、事物，創造先進的、有價值的思想和事物的活動過程。創新意識是指人們根據社會和個體生活發展的需要，引起創造前所未有的事物或觀念的動機，并在創造活動中表現出的意向、愿望和設想。它是人類意識活動中的一種積極的、富有成果性的表現形式，是人們進行創造活動的出發點和內在動力，是創造性思維和創造力的前提。創新意識主要特征在于：①新穎性；②社會歷史性；③個體差異性。創新意識的培養和開發是培養創造人才的起點，只有注重創新意識的培養，才能為成為創造人才打下良好的基礎。
發散思維是指根據已有信息，從不同角度、不同方向思考問題，從多方面尋求多樣性答案的一種思維形式，是創新思維的核心。傳統教學中“重求同，忽視求異，重集中思維訓練，忽視發散思維訓練”。所以，必須克服單純傳授知識的傾向，注重順向思維、逆向思維、多向思維的訓練，培養學生思維的深刻性、批判性和創新性。具體來講，就是引導學生的思考信息向多種方向擴散，提出各種設想、多種解答。對于農科大學生的培養可以將數字農業技術，與各專業知識緊密結合，這樣對大學生創新意識和發散思維的培養有著重要意義。
2 數字農業教育與學生創新意識培養
大力發展數字農業教育、提高學生創新意識，是農業大學可以借鑒的一種新型復合創新人才培養方式。在這個過程中，應明確農業各學科專業人才的培養目標，改革高等農業教育內容和教學方法。結合我校實際情況，對相關專業進行分類，在國家計算機基礎教學指導委員會要求的基礎上，使數字農業知識融入到各學科中。
(1)農學類。包含：農學、植物保護、園藝、食品科學與工程、食品質量與安全、糧食工程、乳品工程等。重點設置課程內容包括：虛擬植物與虛擬農業、農業數據統計分析，農業專家系統，農業信息化等。
(2)農業經濟管理類。包含：工商管理、會計學、農林經濟管理、信息管理與信息系統、保險學、國際經濟與貿易、農村區域發展等。重點設置課程內容包括：決策支持系統、農林數據處理技術、農業數據統計分析、農業專家系統，農業信息化等。
(3)資源管理、環境類。包含：農業資源與環境、環境科學、生態學、土地資源管理、資源環境與城鄉規劃管理等。重點設置課程內容包括：決策支持系統、農業數據統計分析、“3S”技術等。
(4)農業工程類。包含：機械設計制造及其自動化、農業機械化及其自動化、農業電氣化與自動化、農田水利工程等。重點設置課程內容包括：決策支持系統、“3S”技術、精準農業技術、虛擬農業技術、農業數據統計分析、農業信息化等。
根據以上課程內容設置，培養目標是培養具備博、專結合的，具有創新精神和創新意識的人才。將數字農業教育作為農業大學特色教育可以滿足復合型人才培養的要求。當前，大學對學生個性、特別是學生的創造性的培養重視不夠，缺乏特色教育，使創新型人才培養失去了一條有效的途徑。然而，創新型人才發展的基礎在于個性的和諧、全面、自由發展。因此，為了培養創新型人才，大學應建立一個內容廣泛的課程體系，實現普通教育與特色專業教育的平衡。避免存在過分專業化的傾向，加強普通教育課程，提高專業特色教育課程的質量和水平。因此，在農業大學開設數字農業特色課程教育，廣泛設置跨學科課程、甚至跨學科輔修，可以促進學生綜合素質的提高。
3 數字農業教育與學生創新意識培養的對策
高等農業教育要適應數字農業對人才的需求，必須引進新觀念，積極探索新型人才培養模式，分析數字農業市場對人才的需求；在教育觀念、人才培養目標和培養模式、專業調整、課程體系等方面進行探索、改革與創新；并結合我國的實際，吸收國外的成功經驗，建立我國現代化農業教育內容和教育方法體系。具有體現在以下幾個方面。
3，1明確高等農業院校的地位
在數字農業建設中，高等農業院校是培養數字農業人才的基地。高等農業院校的首要任務和根本功能是為農村經濟建設培養和造就高素質的創造性人才。由于高等農業院校具有多學科的優勢，所以它能為農業的發展培養輸送大批的農業人才，不僅能適應現在社會發展的需要，還要具有一定的超前意識，特別是能培養出數字農業所需要的高層次人才。
3，2整相關課程設置
按照數字農業的要求，拓寬各專業口徑，調整各專業課程設置，增加數字農業所涉及的課程和教學內容。如進一步加強“3s”技術、網絡技術、人工智能，數據庫原理等課程的教學，鼓勵學生跨專業選課。如可以給農科相關專業的學生增設網絡技術、人工智能等課程，在現有大學計算機基礎上進一步加強計算機應用技術、網絡技術等課程的教學，使學生了解社會需求和學科前沿發展方向。
3，3運用數字農業學科特點，激發創新意識
數字農業課程不同于其他學科，是一門理論和實踐相結合的基礎性課程，具有文化性、應用性、發展性和模塊化等特點。學生的創新意識是在對數字農業特點、內容發生興趣時引發的。因此，教師在備課時盡可能挖掘學科的創新思維因素，在導入新課時盡可能創設學生感興趣的教學情景，介紹最新的數字農業技術的發展狀況，喚起學生的創新意識。
3，4實施任務驅動
培養創新能力，鼓勵、指導學生大膽靈活地運用已學知識，解決實際問題是培養學生創新精神與創新能力的有效方法。知識及技能的傳授應以完成典型“任務”為主，任務是一堂課的核心，是學生學習知識的外在動力。在設計數字農業教學的時候，應當注意布置與學習內容相應的任務，如為讓學生掌握專家系統的創建，可以布置專家系統的基本使用任務，收集某類專家系統的知識等。讓學生主動參與到學習活動中來，鼓勵學生大膽嘗試操作，遇到問題和困難時，要多問、多討論，發揚團隊協作精神。在解決這些實際問題的過程中，可以組織學生開展討論班，互相交流方法，互相啟發思路，以實現解決實際問題與培養創新能力的有機統一。
4 結語
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。
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摘要……………………………………………………………………………………Ⅰ
英文摘要………………………………………………………………………………Ⅱ
1“數字農業”的內涵…………………………………………………………1
2國外“數字農業”關鍵技術發展與應用……………………………………………1
2.1美國………………………………………………………………………………………1
2.2英國………………………………………………………………………………………2
2.3德國………………………………………………………………………………………2
3我國發展“數字農業”的緊迫性…………………………………………………2
4“數字農業”的發展趨勢………………………………………………………………3
4.1農業生產全流程智能化將逐步成為現…………………………………………………3
4.2農產品流通電商化發展將更加迅猛……………………………………………………3
4.3農業多元化公共服務將更加完善………………………………………………………4
5 “數字農業”的實踐策略……………………………………………………………4
5.1實現農業農村業務數字化和可視化……………………………………………………4
5.2推動數字農業技術創新…………………………………………………………………5
5.3提高農業農村經營管理數字化水平…………………………………………………5
結語…………………………………………………………………………………………6
致謝………………………………………………………………………………………7
參考文獻……………………………………………………………………………………8
摘 要
數字農業是將信息作為農業生產要素，用現代信息技術對農業對象、環境和全過程進行可視化表達、數字化設計、信息化管理的現代農業。數字農業使信息技術與農業各個環節實現有效融合，對改造傳統農業、轉變農業生產方式具有重要意義。本文總結了國外“數字農業”關鍵技術發展與應用,結合我國發展數字農業的緊迫性與當前數字農業的發展趨勢,對我國“數字農業”的發展提出了幾條實踐策略。
關鍵詞：數字農業；農業信息化；發展策略
Abstract
Content:Digital agriculture is a kind of modern agriculture that takes information as agricultural production elements, uses modern information technology to express agricultural objects, environment and the whole process visually, digital design and information management. Digital agriculture makes the information technology and all aspects of agriculture achieve effective integration, which is of great significance to the transformation of traditional agriculture and the transformation of agricultural production mode. This paper summarizes the development and application of the key technologies of "digital agriculture" in foreign countries. Combined with the urgency of developing digital agriculture in China and the current development trend of digital agriculture, several practical strategies are put forward for the development of "digital agriculture" in China.
Key words:Digital agriculture; agricultural informatization; development strategy
淺析“數字農業”發展趨勢與策略
1“數字農業”的內涵
“數字農業”是農業數字經濟的重要實踐。當前，學術界和工業界尚未能夠對數字農業形成統一的定義。通用名稱包括信息農業，精確農業，“ Internet + 農業”等等。本文中提到的數字農業基于農業信息化，在農業鏈的所有環節中都強調了下一代信息技術的重要作用，代表了農業產業的新視野。現代農業與信息化的緊密結合使可以充分利用數字技術。數字技術在促進農業發展方面發揮著重要作用，并且不斷的提高現代農業產業的數字化水平，支持農村戰略的實施。
2國外“數字農業”關鍵技術發展與應用
2.1美國
美國完善的農業產業基礎和數字技術體系促進農業發展。美國數字農業發展建立在農業生產高度專業化、規模化、企業化的基礎上，已經建成了完善的現代農業技術應用與管理系統。自20世紀90年代起，美國已開始應用數字農業技術，包括應用遙感技術對作物生長過程進行檢測和預報、在大型農機上安裝GPS設備、應用GIS處理和分析農業數據等，對大田作物進行生產前、中、后期的全面監測與管理。在21世紀初已經實現“3S”技術、智能機械系統和計算機網絡系統在大農場中的綜合應用，智能機械已經進入商品化階段。如JohnDeere公司的“綠色之星”精準農業系統，基于物聯網技術與“3S”技術搭建的新型精準農業管理系統，用以進行精細農作、農機管理、農藝管理和計劃管理，可繪制農場產量的“數字地圖”，在機械化生產大農場中的市場占有率達到了65％以上。在大數據、物聯網等數字技術飛速發展的助推下，美國數字農業技術已與農業生產的產前、產中、產后形成緊密銜接，應用范疇覆蓋從作物生長的微觀監測到宏觀農業經濟分析。此外，美國也已形成完善的技術服務組織網絡，美國服務類企業與公益機構可為經營主體提供較為完善的技術服務，例如美國農業技術服務組織（FSA）為農民提供豐富的信息。
2.2英國
英國信息化技術應用助推精準農業。信息化技術推動英國農業向數字化、智能化、精準化的方向發展。英國農村地區信息化基礎設施完備，互聯網、4G信號已實現基本覆蓋。在此基礎上，精準農業技術得以實現在農業的全方位應用，如借助遙感技術進行作物生產監測與產量預報、農業資源調查、農業生態環境評價和災害監測等；英國Massey Ferguson公司研發的“農田之星”信息管理系統，借助傳感識別技術和GPS技術能夠更為精準地進行種植和養殖作業、數據記錄分析和制定解決方案；智能機械已基本裝備衛星定位系統、電腦控制和軟件應用系統，能夠根據不同位置、不同質量的地塊情形實現自動化、精準化、變量化作業，同時可以采集作物信息用以制作電子地圖和調整生產策略。2013年英國啟動《農業技術戰略》，提出了應用大數據、物聯網技術和智能技術進一步發展精準農業，從而提升農業生產效率，如借助GateKeeper專家系統提供輔助決策和農場管理、LELY擠奶機器人等智能化設備在養殖場中的應用、自動感知技術在施肥施藥機械上的應用、二維碼技術在農產品產銷環節的廣泛應用等。
2.3德國
德國關鍵技術與設備的積極研發與推廣。在歐盟農業共同政策對數字農業的支持下，德國積極發展高水平數字農業，在農業生產高度機械化的基礎上，建立完善的計算機支持和輔助決策系統，提供數字農業綜合解決方案。德國投入大量資金與人力支持數字農業核心技術與智能設備研發，并由大型企業牽頭，如德國拜耳公司投資2 億歐元支持數字農業布局，已在60多個國家提供數字化解決方案，并旗下Xarvio品牌推廣數字農業，通過XarvioScouring識別系統高效識別和分析作物生長和病蟲害信息，幫助農民優化田塊單獨管理和農田統籌優化。擁有百年歷史的德國農業機械制造商CLAAS集團結合第四代移動通信技術和傳感器技術，實現收割過程的全面自動化。
3我國發展“數字農業”的緊迫性
今年雖然受到疫情影響，但我國大部分農產品仍然是一個“大年”，怎樣解決需求下降、部分市場關閉、物流受阻等難題，把農貨順利賣出去，讓農民實現豐產又豐收？加速數字農業發展是不二法門。
農業長期保持著傳統形態，技術進步一直較慢，特別是進入信息化時代后，農業技術滯后帶來的產業發展差距愈發顯著。隨著數字經濟的興起，越來越多的領域引入互聯網、大數據、人工智能等技術，實現了智能化、數字化重塑，生產率大幅度提高。2019 年，我國服務業、工業數字經濟滲透率分別為 37.8%、19.5%，但農業只有 8.2%，數字化改造的空間很大，需盡快趕上信息社會的發展步伐。
農業數字化轉型是農業現代化的必然選擇，也是破解目前農業難題的一劑良方，瞄準這個主攻方向，無疑將為農業高質量發展提供新動能，給予農民更多獲得感。對廣大農民來講，農產品銷售難的問題最頭疼，常常遭遇“多收了三五斗”的尷尬。可以說，農業數字化水平滯后，農產品質量不穩定、難以標準化、產銷信息不對稱等是導致農產品銷售難的主因。顯然，加快技術與傳統農業的融合，打造數字農業，對產業鏈進行全方位的數字化改造，使得傳統農業脫胎換骨，插上科技的翅膀騰飛，已成為農業發展新趨勢。
4“數字農業”的發展趨勢
4.1農業生產全流程智能化將逐步成為現實
物聯網技術在現代農業生產設施和設備領域中的應用極大地提高了現代農業生產設施和設備的數字和智能水平，實現了整個農業生產過程的數字化控制，實現了農業智能化生產和管理。它可以解決由托管服務流程引起的一系列問題。在種植業中，重點是如何精確控制生產環節，例如育苗，播種，施肥，灌溉和病蟲害防治。當前，荷蘭，日本，以色列和其他國家正在使用大數據，人工智能和信息技術來促進數字化，精確化和智能化作物種植的發展。
4.2農產品流通電商化發展將更加迅猛
電子商務的飛速發展為農產品流通提供了新的平臺和基礎。例如，美國著名的新鮮食品電子商務公司LocalHarvest是一個平臺，該平臺整合了有機農業的上下游，并連接了中小型農場和消費者。LocalHarvest平臺基于從相關農場收集的基本信息來支持地圖搜索系統，使消費者能夠搜索本地社區周圍的農場并購買難以保存的新鮮農產品，例如蔬菜和禽蛋。農產品在快速物流系統下，可以快速送到消費者家中，從而大大提高農產品物流的效率和質量。
值得欣喜的是，近年來，全國各地與各大電商平臺紛紛投入大量資源，重構產業鏈，培植人才，發力促進農產品上行。以河北省為例，近年來積極引入農業電商龍頭企業，與阿里巴巴、京東、拼多多等電商平臺開展合作，持續在直播助農、農產品品牌孵化、新農商人才培養等領域，合力打造河北數字農業“新基建”。可以看到，利用大數據和分布式人工智能技術匹配優化資源，將需求傳導給供給端，有效緩解了供需信息不對稱造成的產銷脫節。在互聯網科技力量的加持下，傳統農業的“痛點”也得到有效解決，進一步打開了農產品從田間到餐桌的通路。
隨著電商農產品銷量的快速增長，廣大農民亦受益匪淺，農業生產模式發生重大變化，以需求引導生產、訂單式農業逐漸成為主流，精準種植、數字營銷提升了農民收入水平，促進更多農民融入數字農業的場景里。以往很多滯銷農產品位于貧困地區，數字農業重塑產業鏈，幫助貧困戶掌握技術、融入市場，實現了造血扶貧。實踐證明，此種創新扶貧模式具有很強的活力。比如，拼多多的“農地云拼”模式得到國務院扶貧辦的肯定，榮獲了今年的“全國脫貧攻堅組織創新獎”。截至 2019 年底，拼多多平臺直連的農業生產者超過 1200 萬人，累計帶貧人數超百萬。
4.3農業多元化公共服務將更加完善
通過將移動互聯網和大數據等頂尖技術運用在農業公共服務，農業服務也更加便利和靈活。這也是數字農業發展的重要趨勢。一些國家為了促進數字農業的發展，在農業信息化和農業公共服務方面做出了很多努力。
5 “數字農業”的實踐策略
5.1實現農業農村業務數字化和可視化
加快建立涵蓋農業資源，農村產業，生產管理，產品質量，農業機械設備和農村治理的數據庫。利用地理空間信息技術和遙感技術整合空間數據，獲取耕地資源，漁業水資源，糧食生產功能區，現代化農業園區，特色農產品優勢區，特色鮮明的農業村莊，生產經營實體，村莊分布等數據。地圖存儲在數據庫中，使農業和農村資源數據立體化。通過集成的農業調度系統，現場定點監控系統，集成的遙感信息，無人機觀測和地面傳感器網絡，可以建立農作物的空間分布。通過農作物的空間分布，重大自然災害和其他動態空間圖，形成了一個一體化的全域地理信息圖，為農業生產和管理的科學指導奠定了堅實的數據基礎。
5.2推動數字農業技術創新
創新，始終是鄉村振興的內生動力。要實現鄉村振興，離不開“數字農業”助力。手機變成新農具、直播成了新農活、數據成為新農資，隨著農業新業態新模式競相涌現，數字經濟發展紅利惠及三農必將更加給力，而農業信息技術已然成為數字農業發展的關鍵支持。未來依靠農業科學院和大學等農業科學研究和技術開發機構來充分發揮農業科技企業作為創新主題的作用，促進數字農業領域的“產學研”合作，并著重于先進技術和核心技術。為了提高對關鍵技術的了解和研發，精確操作和智能決策的數字化管理，智能設備的變量修改和應用，農產品的靈活處理，區塊鏈等技術，3S 加速，智能識別，模型仿真，智能控制和其他軟件和硬件產品數字農業的綜合應用，了解數字農業技術標準和規范體系的建立，數字農業技術創新以及應用服務系統的持續改進。
5.3 提高農業農村經營管理數字化水平
當前，就中國電子政務項目的發展而言，農業部門中的電子政務服務水平不能完全滿足領導決策應用程序和公共商務應用程序的功能要求。農業信息服務的總體水平有待進一步提高。同時，這意味著中國農業信息服務具有巨大的發展和利用空間。因此，有必要進一步擴大移動互聯網技術，云計算，大數據等先進技術在農業信息服務領域的應用，并通過建立靈活，便捷，高效，透明的農業生產經營管理體系，為農民提供更多便捷和信息服務。在信息公開，政府公共關系，信息服務，辦公室工作等方面，充分利用農民信箱和便攜式農業和農村地區的服務功能，提高了園藝，畜牧，水產品，田間管理和智能化管理水平。著眼于整個農業產業鏈的要求，以提高勞動生產率，研究和推廣適用于不同地形和環境的農業機械，并進一步促進農業“機器換人”。
結 語
數字農業的發展實現了對農業生產的自動，精確控制，智能和科學管理，提高了農業的可控性，降低了生產成本，并減少了環境污染，使農業向精準，環保和可持續的方向發展。此外，農村電子商務的發展可以有效克服農業產業化經營的不利因素，可以簡化交易聯系，提高交易效率，降低成本，消除農民對庫存余額的擔憂，并縮短生產周期。努力為農民提供更多的商機。由于時間和空間的限制，內容的選擇空間也越來越廣，這對于提高農業生產經營管理人員的科學文化素養具有重要意義。
致 謝
在這篇論文的撰寫過程中，我遇到了很多的困難和障礙，但都在老師、領導、同事、同學和朋友的幫助下順利解決了。尤其要強烈感謝周波老師在千里之外給我們線上授課進行指導和幫助，不厭其煩地為我們解答疑問、傳授知識，讓我非常感動，在此向幫助和指導過我的各位老師表示最衷心的感謝!
同時也要感謝這篇論文所涉及到的各位學者，本文引用了數位學者的研究文獻，如果沒有各位學者的研究成果的幫助和啟發，我將很難完成本篇論文的寫作。
同時也要感謝我的領導、同事、同學和朋友，在我寫論文的過程中給予我很多素材，還在論文的撰寫和排版過程中提供給我很大的幫助。由于我的學術水平有限，所寫論文難免有不足之處，懇請各位老師和學友不吝批評與指教。
參考文獻
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關鍵詞:縣級數字農業系統建設總體構想
農業現代化是相對于傳統農業而言的，其實質體現了當代科學技術在農業上的綜合應用，它是一個歷史的和動態的概念。在經歷了原始農業、傳統農業、工業化農業（石油農業或機械化農業）后，農業正在進入以知識高度密集為主要特點的知識農業發展階段。近些年來，隨著現代科學技術的迅速發展，世界上興起了以生物技術和信息技術為主導的新的農業科技革命浪潮，新型的農業模式――“數字農業”應運而生。
一、數字農業在世界及我國的發展
1998年1月31日，美國副總統阿爾.戈爾在加利福尼亞科學中心發表了題為“數字地球：21世紀人類認識地球的方式”的演講,提出“數字地球”（DigitalEarth）的概念，“數字地球”很快成為世界各國21世紀的發展戰略。“數字農業”（DigitalAgriculture）是“數字地球”的組成部分，是“數字地球”的子系統。依據“數字地球”的概念和含義，“數字農業”是指在數字地球的框架下，以有關標準和規范為指導，以“3S”技術（即，GPS技術，全球衛星定位系統；GIS技術，地理信息系統；RS技術，遙感技術）為支撐，運用計算機網絡技術、通訊技術，使數據獲取自動化，解決海量數據的存儲與分析問題，實現農業數據的網絡化，農業預測決策的智能化，最終實現農業的信息化。數字農業同時也叫信息農業、智能農業、精細農業和虛擬空間農業。海灣戰爭后，衛星定位系統（GPS）技術的民用化，促使它在國民經濟許多領域的應用研究迅速發展，推動了“數字農業”技術體系的廣泛實踐。1993年，美國開始試行數字農業模式。1993－1994年，數字農業首先在美國明尼蘇達州的兩個農場進行試驗。結果用GPS技術指導施肥的產量比傳統平衡施肥的產量提高30％左右，而且減少了化肥施用總量，經濟效益大大提高。數字農業的試驗成功，使得其技術思想得到了廣泛發展。目前，美國20％的耕地、80％的大農場都已實行這種模式，數字農業必將得到普及和發展。1996年，北美約19％的300公頃以上的規模化農場已經利用GPS技術，目前北美已有2000臺谷物康拜因安裝有產量傳感器。近些年來，歐美等若干國家已開始對玉米、甜菜、土豆、甘蔗、棉花等聯合收割機進行產量計量傳感的研究，以處方圖讀入裝置的可自動選擇種子類型、按處方調節播量的小麥精密播種機、自動施肥施藥機、可控噴水量的噴灌機等，均有商品化生產。與智能化農業機械配套的GPS定位系統，可用于農田土壤、苗情、病蟲、草害的信息采集和操作，通過電子傳感器和GPS裝在聯合收割機上的儀器，在整個收獲季節，可以不斷地記錄下幾乎每平方米面積的產量及其它信息。GIS用于數據存貯、分析、處理和表達地理空間屬性數據的計算機軟件平臺，主要作用于土地管理、土壤成份、土層厚度、土壤中氮磷鉀有機肥含量、當地歷年來的氣溫、降雨、雷災及大風風速等，以及作物苗情、病蟲草害的發生發展趨勢、作物產量的空間分布等方面的空間信息數據庫和進行空間信息的各種處理，為建立作物栽培管理的輔助決策支持系統，投入產出分析模擬模型和智能化專家系統，作出診斷，提出科學處方，指導科學調控制作。
進入90年代以來，信息技術的飛速發展，真正使農業產業產生新的變革。我國農業在過去的20多年時間里，有了很大的發展。但是，與國外發達國家農業相比，還有很大的差距，而且差距是全方面的，主要問題是：目前我國農業生產投入大、產出少，科技含量低，資源的利用率和轉化率偏低。據統計，國外發達國家農業產量的提高，83．3％依靠科技投入，只有16．7％依靠耕地面積的擴張。因此，解決我國農業存在的問題，必須依靠科技進步，新型的現代農業取代傳統農業已成必然之勢。我國對數字農業的認識尚處于啟蒙階段，但政府對此已予以高度重視。1998年6月1日，主席在接見出席中科院第九次和中國工程院第四次院士大會時，提出了發展“數字中國”的戰略。1999年12月，數字地球國際會議在我國召開，作為數字地球的主要應用領域之一的數字農業，成為大會討論的主要內容。我國也已經在新疆和北京分別建立了用GPS技術和遙感技術控制農業機械操作的試驗地。盡管在實現數字農業模式方面還有許多基礎工作要做，需要大量投入，但進入實質性階段，應該為時不遠。數字農業反映了農業現代化的大趨勢，它必將成為21世紀農業的嶄新模式。
二、縣級數字農業系統建設的必要性
縣級農業在全省乃至全國有著重要的地位，起著特殊的作用。縣級數字農業系統建設，可以使農業各個方面（包括種植業、畜牧業、林業）的各種過程（生物的、環境的、經濟的）基本實現數字化；各種農業信息技術廣泛地應用于農業；在農業的各個部門（生產、科研、教育、行政、流通、服務等）基本實現數字化與網絡化管理。黑龍江省慶安縣是全國綠色食品之鄉、國家級生態示范區、全國商品糧基地縣和國家A級綠色食品水稻生產基地。現以慶安縣數字農業系統建設的必要性為例，來說明縣級數字農業系統建設是必需的和重要的。這樣，不僅可以促進縣級農業信息化的發展，而且，也可以對全省乃至全國農業信息化的發展起到示范、引導和推進作用。
(一)提高農業生產技術水平的需要
我們現在的農業生產技術還相對落后，農業品種繁雜，優良品種普及率不高，農業生產技術還主要停留在經驗型階段，農業先進技術的推廣應用速度不快，傳統的農業生產方式還制約著農業的發展。實現數字農業，可以使各種農業科學技術與專家經驗通過網絡系統，直接傳播到農民的千家萬戶，各種現代化的種植、自動化的灌溉、科學化的施肥、智能化的溫室以及現代化的養殖、現代化的育林系統，將在縣級逐步普及，從而加快提高縣級農業生產技術水平。
(二)加快農業生物技術應用的需要
農業生物技術是現代農業中增加產量、提高品質的重要手段，而縣級農業生物技術的應用還十分有限，以農業生物技術促農業發展和加速發展的潛力還非常巨大。只有實現數字農業，才能把農業生物技術信息與農業的發展緊密地結合起來，進而加大縣級農業生物技術的應用范圍。
(三)增強農民科學文化素質的需要
農民科學文化素質對農業的發展至關重要。但是，縣級農民的科學文化素質還普遍不高，不能適應現代農業發展的要求。實現數字農業，通過網絡的信息傳遞，農民將終身地接受最先進地科學文化教育和農業技術教育，必將加快提高縣級廣大農民的科學文化素質。
(四)促進農業向優質、高產、高效發展的需要
發展“兩高一優”農業是市場經濟的客觀要求，縣級各種農產品雖然單產不低，但農產品的品質普遍不高，直接影響農產品在國內外市場競爭的能力和農民的收益。實現數字農業，可以使農民通過先進的信息手段，運用先進生產模式，促進“兩高一優”農業的發展。
(五)加大產加銷一體的農業產業化步伐的需要
農業與工業不同，它既受自然規律的影響，又受市場規律的制約，屬于弱質產業。農民一家一戶的生產經營，規模小、風險大、效益差，很難形成主導產業和主導產品，很難形成區域優勢。只有走銷、種養加、貿工農、農科教一體化經營服務的農業產業化之路，才是農業走出弱質產業的根本途徑。實現數字農業，各種農產品加工、保鮮、儲藏都將得到電子信息技術的武裝，提高自動化的程度；電子商務的應用，必將擴大縣級農產品的國內外市場，廣大農民將直接與國內外市場建立聯系，了解國內外的市場動向，以便對農業的生產與銷售做出相應的決策。
(六)保持農業可持續發展的需要
農業的可持續發展決定著人類的生存與發展。縣級生態環境還存在著諸多不如人意的問題。實現數字農業，依靠宏觀農業模型與宏觀決策系統的支持，使縣級的農業發展與農業環境資源治理協調統一；農業遙感技術和地理信息系統與農業模型的結合，將使縣級對農業環境資源的動態監測工作更為完善；依托網絡技術和數據庫技術，及時正確地掌握農業環境資源數據，及時地制定和調整政策與對策，使縣級農業沿著最合理的方向可持續發展。
(七)加速縣級農業與世界農業接軌的需要
入世以后，我國的農業發展受世界農業的影響和制約，這是一個非常現實而又十分緊迫的問題，解決這一問題的關鍵在于實現數字農業，利用現代信息網絡手段，應用最先進的農業技術，提高農產品質量，加強農產品競爭力，使農業技術，農產品質量和價格與世界接軌。
總之，建立數字農業系統，實現數字農業，必將使縣級農業面貌得到極大的改觀，農業會從一種低水平的依靠經驗為主的產業，轉變為一種高水平的依靠高新技術的產業，實現傳統農業向現代農業的轉變。
三、縣級數字農業系統建設的總體構想
數字農業是發展現代化農業的大趨勢，是一個挑戰性的國家目標，是一項巨大的不間斷的系統工程。抓好縣級數字農業系統建設，將對全省乃至全國發展數字農業起到示范、引導和推進作用。縣級數字農業系統建設的技術創新點，在于技術應用上的創新，在于系統管理上的創新，在于運行機制上的創新。
數字農業系統建設的著眼點應該是農業因素和過程的基本數字化，農業運行機制的基本數字化，農業信息技術全面應用的普及化。
數字農業系統建設的立足點應該是利用五年左右的時間，構建縣級數字農業系統基本框架。重點是搞好五大系統建設，即農業數據庫系統建設、農業控制系統建設、農業監測預測系統建設、農業決策支持系統建設和農業網絡信息系統建設。
(一)構建農業數據庫系統
農業數據庫系統建設，主要側重于三個方面，即農業生物數據庫、農業環境資源數據庫和農業經濟數據庫。農業數據庫的建立，是數字農業的最基礎工作。在建設過程中，遵循項目設計的規范化，堅持完備性、擴充性和實用性原則，充分保證數據一致性和完整性。在農業生物數據庫方面，對各種農作物、畜禽水產生物、食用菌藻生物建立其品種、品系和近緣生物的數據庫；各種農業病菌、農業昆蟲、農業微生物建立其分類體系，特性特征、生態類型、生理小種的數據庫。在農業環境資源數據庫方面，建立盡可能完備的氣候氣象數據庫、詳盡的土壤資源數據庫、水資源數據庫和農業環境數據庫。在農業經濟數據庫方面，建立比較完備的人口、土地、耕地，各種作物面積和產量，各種畜禽生物的數量，農民收入、農民消費、農民就業和鄉鎮財政等數據庫。
(二)構建農業控制系統
農業控制系統建設，主要側重于兩個方面，即農業自動化和精確農業。農業自動化是將環境監測、數據采集、數據分析、數據傳送與環境控制的軟件和設施相結合的整套系統。精確農業由于播種、施肥、灌溉、用藥等操作在用量上更為精確，因此，可以達到優質、高產、高效，并且將對環境污染減輕到最低的程度。在農業自動化方面，對糧食、蔬菜、畜禽產品的保鮮、儲藏實施自動化技術；對溫室大棚進行自動化控制。并且，把自動化技術應用于微生物發酵、農業菌藻生物的培育和農產品加工。在精確農業方面，應用現代信息技術、生物技術、工程技術等一系列高新技術，進行精確播種、精確施肥、精確灌溉、精確用藥和精確收獲。
(三)構建農業監測預測系統
運用地理信息系統（GIS）與遙感技術（RS），對農業環境資源進行監測和預測。地理信息系統是將系統科學、信息科學、計算機的數據采集、處理和分析模型，數據庫技術與計算機圖像技術密切結合起來的綜合性技術。遙感技術是將空間技術、傳感器技術、通訊技術與計算機技術相結合的綜合性技術。地理信息系統與遙感技術的結合應用，將使農業資源環境的監測與預測得到根本性的改觀。農業監測預測系統建設，主要側重于五個方面
(1)農業土地、耕地、土壤、森林、草原、水面等各種農業資源的探測、評價與動態監測。
(2)各種農業災害（洪澇、干旱、風暴、病蟲害等）的實時監測與預測。
(3)各種農業作物面積與產量的監測與預測。
(4)農業環境（大氣、土壤等）污染的監測與預測。
(5)各種農業作物、畜禽、水產，經濟林木的地區適應性分布的研究，為農業產業結構調整提供依據。完成以上任務，需要與各種相應的農業模型相結合。
(四)構建農業決策支持系統
農業決策支持系統是應用各種專門的計算機軟件，幫助對農業中的各種問題進行決策。農業決策支持系統建設，主要側重于四個方面：(1)農業規劃系統（PS）∶應用運籌學中的各種數學規劃方法（如：線性規劃，非線性規劃，動態規劃，整數規劃，決策論等），對農業問題進行決策。
(2)農業專家系統（ES）∶應用專家經驗的計算機軟件，解決一些主要依靠專家經驗進行決策的農業問題。
(3)農業模擬決策系統（SDS）∶將農業模擬與決策相聯系，主要采用二種方法：其一，通過計算機的模擬性試驗；其二，將模擬與專家系統相結合，這種方法與單純的專家系統相比，其機理性較強，但在決策中還是要受到專家經驗的局限。
(4)農業模擬優化決策系統（SODS）∶將農業過程的模擬與農業的優化原理相結合，在此基礎上，做出各種農業決策的完整軟件系統。SODS在農業生產指導上，既有很強的應用性，又有很強的通用性。同時，它還有預測的功能，可以提高農業生產的預見性。
(五)構建農業網絡信息咨詢系統
農業網絡信息與咨詢系統是向社會公眾提供服務的窗口，包括部分業務數據、圖形圖像數據以及多媒體數據等。農業網絡信息與咨詢系統建設，主要側重于硬、軟件兩個方面建設。就硬件建設而言，數字農業系統建設的各種信息都需要計算機網絡荷載，這就需要建設好中心交互平臺。就軟件建設而言，數字農業系統建設需要搞好各類信息的處理，建設各種數據庫，以滿足各有關部門及用戶的需要，這就需要建設好數字處理中心。搞好中心交互平臺建設，中心交互平臺是“數字農業”心臟，縱向上與國家、省、市 “數字農業”平臺鏈接，下與各鄉鎮（林場）平臺鏈接，通過鄉鎮（林場）平臺與村及農戶（包括林業生產點、養殖場）聯網；橫向與農、林、水、畜、機、氣象等涉農部門局域網平臺鏈接。搞好數字處理中心建設，數字處理中心是“數字農業”的“數字原料”集散地或貯存庫，它把農業的各種原始數據，通過數字處理中心收集、整理、加工后，根據需要，分門別類的貯存于各種數據倉庫。同時，它又把接收國家、省、市的需要再加工的各種信息，也貯存于數據倉庫，供領導決策和涉農部門提取和使用。各有關系統加工后的“數字產品”和決策系統的信息，通過數字處理中心及時給用戶，并在各種數據倉庫中歷史留存。
以上數字農業的五大系統建設，構成縣級數字農業系統建設的基本框架。在其系統建設中，以數據庫系統建設為基礎，以控制系統建設為手段，以監測預測系統建設為工具，以決策支持系統建設為目標，以網絡信息系統建設為窗口，重點突出中心互動平臺建設。要在有代表性的重點鄉鎮，實行數字農業系統建設的試點工作。
參考文獻：
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隨著世界科技的快速發展，高科技逐漸融入了人們的生活以及各種各樣的生產過程中，我國在科學技術發展過程中也取得了很大的進步，許多先進的生產技術已經廣泛的應用，測控技術與儀器專業也在發展中取得了可觀的進步，如今的經濟環境發展迅速，全球進入了經濟全球化的大趨勢中，這就使得測控技術與儀器技術在實踐中的應用顯得更加重要，它作為一種采集信息以及控制的重要工具，有效地運用它能夠大幅的降低控制人員的操控難度。目前越來越多的領域也都逐步開始重視測控技術與儀器在實踐中的應用問題了，對于如此廣泛的需求，對于測控技術與儀器在實踐中的應用研究就能對許多領域的發展帶來較大的幫助，本文主要采用的研究方法是文獻參考法，主要通過手機相關的參考文獻與資料來對測控技術與儀器進行研究，并且在最后分析測控技術與儀器在未來的發展趨勢。
關鍵詞:
測控技術與儀器；科技;應用
0前言
伴隨著經濟全球化的法案站，世界上各國的經濟與科技水平都飛速發展，我國也進入了科技與經濟共同發展的階段，信息技術快速的發展起來之后，越來越多的高科技技術逐漸融入了人們社會生活的各個方面，而測控技術與儀器在這個信息化的時代成為了一種必不可少的專業，它是當下社會信息技術發展的重要組成部分，同時也是各大學者研究及討論的內容，如今科技發展速度極為迅速，要想跟上科技的發展就需要對測控技術與儀器專業進行更加深入的研究，這樣才能夠滿足當下社會發展的需求，所以對于測控技術與儀器專業的實踐應用與人才培養都是未來科技發展的必然趨勢。
1測控技術與儀器的概述
1.1測控技術與儀器的內涵
測控技術與儀器是多種學科相結合產生的一個綜合性很強的專業，其中主要包含的是儀器技術與控制技術，總的來說測控技術與儀器在生產生活中的主要應用領域在于儀器的自動化控制與數據信息的收集處理，最終要實現的目標是通過數字化的管理達到最佳的控制效果。其主要的研究方向是信息的獲取以及處理，同時還涉及對于一些相關的要素進行控制，它涵蓋了其他一些領域的相關知識，其中有電力電子、精密機械、計算機、自動控制等。
1.2測控技術與儀器的特點
測控技術與儀器技術在生活中以及生產活動中都占有很大的比例，所以它是一個應用性很廣泛的專業在現實生活中也具有較強的實際應用意義，今后的生產生活中對于測控技術與儀器的應用還會更加廣泛，因為它具有很多的特點和優勢，它能夠實現許多對于人們很方便的功能，例如網絡化管理、數字化管理、智能系統的使用等，這些性能都能很好地為人們提供有效的技術支持，降低人力消耗，提高系統的效率。同時，在當下的測控技術應用下，它還能夠為人們提供最佳的選擇方案，實現數字化控制，對信號進行處理以及通訊方面的數字控制。同時測控技術與儀器還能分布式的布置設備，這樣的便利性，能夠極大地降低成本，并且提高系統的工作效率。基于測控技術與儀器的眾多優越性，它的發展必然能夠給人們的科技發展帶來好處，也能夠為其實際應用在生活中提供基礎。
2測控技術與儀器在實踐中的應用
2.1航天、農業等領域的應用
測控技術在航天于農業方面都有著重要的運用，它的參與對于航空航天技術的發展起著很大的推動作用，運用測控技術能夠實現航天飛行器的實時監測以及對其飛行狀態的了解，還能進行一些數據的收集整理，方便工程人員進行數據的修改控制，這對于我國的航天技術發展來說將是一個不可或缺的部分。我國的農業生產也會運用到測控技術與儀器專業的相關技術知識，通過它的應用農業生產將能夠實現數字化管理，可以有效的提高生產者管理農業生產的效率，同時還能更及智能化的進行農業生產，實時監測生產數據，還能為生產者提供與有效的參考數據，幫助人們進行及時的調整，以提高生產效率與質量。
2.2新型傳感器技術的應用
在現在的社會環境下，現代測控技術與儀器技術都很發達，其中新型傳感器技術的運用也比較多，新型傳感器主要分為兩種類型，數字化傳感器和集成化傳感器，通常情況下集成化傳感器運用在對于數據的測量上，例如溫度、壓力等數據都可以用集成化傳感器進行監測，數字化傳感器則主要運用在監控系統等方面。在近幾年的發展中，新型傳感器技術得到了很大的發展，很多的領域都運用到新型傳感器技術，這使得新型傳感器技術體現出了巨大的實際運用價值和現實意義，新型傳感器技術為生活提供了較大的便利，并且在未來的發展中存在著強大的潛力與意義。
2.3遠程測控技術的應用
目前我國的工業生產生活中，對于測控技術與儀器方面的運用還有遠程測控技術，遠程測控技術在許多的方面都有實際的運用，并且已經成為了工業活動中一個重要的技術手段，現在比較常用的遠程測控技術主要有電話網遠程測控技術、專線遠程測控技術和無線通信，這些遠程測控技術的運用能夠運用在對于某些設備的檢查，能夠對于水、電、氣等方面的管道故障進行檢修，將起到和便利的作用，可以很有效的降低人工檢修的困難與人力浪費，達成高效運作的效果，有效地降低遠程輸送等技術在使用上存在的管理困難問題，并且提高系統運行的效率。
3測控技術與儀器的發展前景
隨著社會科技的發展，測控技術與儀器也在逐步的實現全面覆蓋，廣泛地應用于工業生產生活的方方面面，實現了標準化、網絡化以及數字化管理，有效的推動了社會科技的進展，現代科研技術的迅速發展也為測控技術與儀器提供了很好的基礎條件。測控技術與儀器在今天的社會中得到了更多的重視，學校也積極的培養相關方面的人才，加大測控技術與儀器的教學進程，致力于打造更多的相關方面的專業人才，為未來的測控技術與儀器研究提供更加新鮮的血液，促進我國測控技術的發展與進步。并且測控技術與儀器在更多的行業都大顯身手，社會對于測控技術與儀器的需求更加緊迫，在當下這個經濟全球化的市場經濟大環境下，對于測控技術與儀器方面人才的而培養更有了進一步的要求。在目前的社會大環境下，測控技術與儀器的發展前景必定會是很光明的，對于研究測控技術與儀器方面的相關研究人員也有非常廣闊的發展環境，企業為了增強自身的產品競爭力也會非常重視測控技術與儀器的開發與研究，這樣才能夠保障企業在市場銷售方面的競爭力。為了響應這樣的社會發展大趨勢，國家也對相關的測控技術與儀器方面的教育機構加大了扶持力度，在未來的教育機構中，測控技術與儀器將會成為重點培養的項目內容。
4總結
對于我國目前的發展狀況而言，積極的扶持測控技術與儀器的發展顯得尤為重要，在今后的工業與科技發展中必定需要測控技術與儀器的輔助，擁有一個良好的測控技術基礎能夠對國家經濟、科技方面都提供增益，也能夠有效的提高國家生產力與生產效率。國家在測控技術方面的實踐運用也起到了對該專業的推動作用，雙方相互支持，互惠互利，這樣才能取得長足的發展。測控技術與儀器在生活中的實踐應用是多方面的，分布也比較廣泛，同時運用測控技術與儀器專業測控與儀器技術來實現一些技術輔助與數據收集處理也是非常便利的，所以目前該專業得到了社會的重點培養，它有較強的實際運用價值與發展潛力，可以運用在航天航空飛行器的監測與運行分析上，還能運用到農業生產的數字化管理上，另外遠程測控技術的實現使得國家在燃油、燃氣、電力的輸送上得到了很大的便利，能夠更加便利的檢測相關故障，幫助工作人員及時排除故障，保障輸送系統的正常運行，對于新型傳感器的應用，在現在的生產中較為常用，它的功能很強大，同時也擁有著很大的研究潛力，在今后的研究中還能得到更大的性能提升。
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Abstract: Nowadays, the practice of urban agriculture is all over the world. Either in development country or developing country, the urban agriculture becomes important style of agriculture produce and urban development in this area. Beijing, the capital of China, has its own unique terrain and the mountains-area account for 62%.In order to develop urban agriculture better we must explore a new way which fits for this unique terrain. The present of ditch-area economy brings new idea for developing Beijing mountains-area meanwhile 3S technology makes the idea become the true. The concept of ditch-area economy, 3S technology and the effect of 3S technology in developing ditch-area economy are described in detail in this paper. Finally, we can verify that the application of 3S technology in ditch-area ecological planning, the management of ditch-area geographic information and 3D virtual reality expression is the important factor for development of ditch-area economy.
關鍵詞: 溝域經濟;3S技術;生態規劃;地理信息管理;三維虛擬現實表達
Key words: ditch-area economy;3S technology;ecological planning;geographic information management;3D virtual reality
0引言
溝域經濟是北京市在農業區域經濟、流域經濟基礎上結合北京山區農業發展基礎與特點提出的嶄新概念。近幾年來,為實現山區經濟的循環快速發展,北京市推出“溝域經濟”發展模式,并在多個區縣試點進行了探索和實踐。所謂“溝域經濟”[6-8]就是以山區溝域為單元,以其范圍內的自然景觀、文化歷史遺跡和產業資源為基礎,以特色農業旅游觀光、民俗文化、科普教育、養生休閑、健身娛樂等為內容,通過對溝域內部的環境、景觀、村莊、產業統一規劃,建成內容多樣、形式不同、產業融合、特色鮮明的具有一定規模的溝域產業帶,以點帶面、多點成線、產業互動,形成聚集規模,最終促進區域經濟發展、帶動農民快速增收。
北京市山區占市域總面積的62%,過去的山區礦山開發為首都城市建設做出了貢獻,同時也極大地破壞了山區的生態環境和自然景觀,造成了水土流失、植被和地下水系破壞等負面影響。所以關閉礦山,進行山區生態修復、森林健康經營、小流域綜合治理、土地適宜性評價、景觀生態規劃布局、等成為溝域經濟發展的首要解決問題。
近年來,以“3S”技術為代表的地球信息科技的突飛猛進,為溝域經濟管理工作的發展帶來了新的機遇,“3S“技術在該領域的發展將呈現廣闊前景。
1“3S”技術概況
“3S”是遙感(RS)、全球定位系統(GPS)、地理信息系統(GIS)這3項相互獨立又相互支持的新技術的總稱,它們是目前對地觀測系統中空間信息獲取、存貯管理、更新、分析和應用的三大支撐技術。
遙感(RS)可以提供多時相、多分辨率和多譜段的各種遙感數據,其高分辨率的遙感影像可以達到1 m左右。利用RS影像,可以迅速得到幾周前甚至幾天前的最新更新數據,成本低、數據真實準確。通過處理分析最后提取和應用有關對象信息,是一種高效的信息采集手段,對于空間數據的確定有特殊意義,在規劃設計中可以提供高分辨率的數據源。
全球衛星定位系統(GPS)主要用于為所獲取的空間目標及屬性信息提供實時的、快速的空間定位。GPS作為確定空間位置的主要手段,以其速度快、精度高、不受氣候和通訊條件的影響,具有全天候、布點靈活、作業方便等優點,因此作為RS圖像的精糾正等具有不可替代的作用。
地理信息系統(GIS)是指在計算機技術支持下,對空間信息輸入、查詢、運算、分析、表達的技術系統。利用GIS可以把社會經濟、人文等信息與反映地理位置的圖形信息有機地結合起來,從而使復雜空間問題的科學求解成為可能,提供決策服務。GIS技術可以解決海量空間數據的顯示和管理問題。利用面向對象的大型數據庫技術,不僅可以解決海量數據的存儲與管理等問題,也解決了多用戶編輯、數據完整性、數據安全機制等許多問題。
2“3S”技術與溝域經濟
2.1 “3S”技術在溝域生態規劃中的作用溝域經濟的發展離不開溝域生態科學合理的規劃。沒有規劃的經濟只能造成資源和金錢的浪費。溝域經濟生態規劃要處理的核心是溝域的生態問題,即人類與環境的關系,其目的是求得人與生態的和諧共存、互惠共生。憑借“3S”技術其快捷和精確的空間信息獲取能力、強大的動態預測功能、全面的區域綜合分析功能以及高度的可定制性,能夠對生態系統內部多元信息的獲取、傳輸、分析、處理、反饋起到有效的輔助作用,從而為生態宏觀調控、規劃決策等提供全方位的信息服務。使得規劃者可以更加高效準確的了解溝域生態與環境變化[4]。
全球定位系統(GPS)在溝域景觀生態規劃中的主要作用是對航空照片和衛星像片等遙感圖像進行定位和地面矯正,遙感數據在精度上還不夠,因此需要GPS 輔助矯正。
遙感(RS)在規劃過程中的主要作用是識別地物,在大范圍的規劃中使用遙感數據,可以省時省力。 根據衛星像片所呈現的圖像,得到規劃對象總體的基礎數據(如植被空間分布圖、水系分布圖),這樣就大大減少了實地調查進行數據采集的工作量。有了基礎數據以后,就可以根據需要,加工得出專業上需要的數據。
可選取最近幾年的高分辨率SPOT或TM影像圖、地形圖、林相圖及GPS野外調查的數據作為數據的來源。利用ARCGIS軟件對遙感數據進行幾何校正,空間增強和輻射增強等處理,將GPS在地面調查的樣點和植被類型顯示在視窗上,利用AOI選取模板進行訓練,根據制定分類體系劃分景觀類型,對訓練模板的可能矩陣進行評價,結合已有資料和野外調查數據,以目視解譯和外業調查的結果為輔,對分類效果進行評價檢驗并根據評價結果進行監督分類,將分類后數據經過聚類、統計過濾除去一定面積的斑塊,在ARCGIS中進行數字化,生成各景觀類型的多邊形矢量數字文件,建立拓撲關系后,生成各類景觀專題圖,對各區進行統計,得到景觀分類圖和各種景觀類型專題圖,在此基礎上,對數據進行綜合分析,然后對溝域地形圖進行數字化并生成數字高程模型DEM,為溝域景觀因子的選擇和遙感數據的疊加奠定基礎。
運用地理信息系統[23](GIS)原理及技術利用ARCGIS軟件進行分析評價。在溝域景觀生態規劃中主要用到疊置技術,對多種類型的空間數據同時進行各種相關運算,系統化的分析評價。此外動態分析和模擬,通過對不同時段所得到的遙感數據進行分析,監測和分析溝域景觀的動態過程[2-3]。
在對溝域進行景觀生態規劃時應該遵循以下原則:(1)整體性原則:充分利用3S技術和系統方法原理論,協調各類型景觀同整個區域景觀關系,實現整體上的協調發展;(2)尺度原則:從溝域景觀單元出發,考慮溝域景觀的規模、破碎化等因素,根據其合理的尺度規模進行界定;(3)自然景觀優先原則:在保證經濟、信息流暢的同時,充分尊重自然生態過程,保護一些具有生態價值的基礎上,利用兩個主要影響因子即主成分載荷,從土地的利用現狀、溝域景觀空間分布以及地質地貌和土地利用類型出發,結合外業調查和實際溝域景觀格局現狀,對北京溝域進行景觀生態規劃。
2.2 “3S”技術在溝域信息管理中的作用網絡技術的高速發展使地理信息系統應用范圍更加廣闊,目前在城市規劃、土地管理、交通、電力等領域得到廣泛應用。地理信息系統具有采集、模擬、處理、檢索、分析和表達地理空間數據等功能,利用“3S”技術構建溝域經濟[11-13]地理信息平臺,將全北京市溝域生態規劃狀況以數字化地圖方式呈現,使人們可以方便的實現瀏覽、查詢、分析等功能,構建溝域經濟效益屬性數據庫,對溝區經濟收入統計、核算、報表輸出,實現經濟效益的動態分析。
WebGIS,就是基于Internet技術的地理信息系統(GIS),隨著Internet技術在全球范圍內的飛速發展和人們對地理信息系統(GIS)的應用需求,利用Internet在Web上空間數據,為用戶提供空間數據瀏覽、查詢和強大的分析功能,對溝域各種資源深入挖掘,運用空間分析的功能,從宏觀上指導溝域經濟規劃方案,使得資源發揮最大優勢,創造最大的效益。WebGIS是基于瀏覽器/服務器模式的地理信息系統,因此,WebGlS不但具有大部分乃至全部傳統GIS軟件具有的功能,而且還具有利用Internet優勢的特有功能,即用戶不必在自己的本地計算機上安裝GIS軟件就可以在Internet上訪問遠程的GIS數據和應用程序,進行GIS分析,這是發展WebGIS服務溝域經濟的最大亮點,因為,溝域區域用戶多是農民,基于農民的文化技術水平等因素,使用Internet向溝域用戶提供溝域現狀信息、專家指導方案、同時也可以收集用戶反饋的建議信息。
系統基礎地理空間數據主要是各年中高分辨率的遙感數據,大面積區域可用中等分辨率遙感影像,而針對某一特定溝域則需要高分辨率遙感影像。為了實現地理信息的真正共享和開放性,利用Intnernet技術,建立包含豐富的空間拓撲關系的數據庫,可采用面向對象數據庫模型,實現地圖的自動錄入和校對,可以節省大量的人力、物力和財力,促進溝域經濟系統WebGIS服務應用的推廣。采用面向對象數據庫管理GIS數據,可以實現復雜數據類型的描述,數據間關聯語義的管理等等。
利用WebGIS技術構建北京溝域經濟地理信息系統[14-18]是為了實現都市農業的信息化發展的大目標,更是為了促進北京市溝域經濟的快速、健康的發展。運用其空間信息量測與分析、統計分析、地形分析、網絡分析、疊置分析、緩沖分析、決策支持等功能,深度挖掘可開發區域資源,建設出更多有創意有價值的項目,不斷提升區域經濟的發展品質和潛力,創造更多經濟、文化和生態價值。
2.3 “3S”技術在三維可視化模擬中的作用溝域經濟發展涉及的的溝域景觀模擬、建筑物模擬、地下管線的3D顯示、道路橋梁的三維景觀實體以及地形地貌顯示等,都強調了三維信息以及三維景觀實體間關系的表達,對這些建設項目的三維空間信息進行處理、分析和挖掘來實現項目狀態的現勢數字三維可視化表達,可以更加準確真實地表示現實中溝域建設的發展情況,而這些數字三維表達都需要通過虛擬現實技術來實現。
虛擬現實[19-22],或虛擬實境(Virtual Reality),簡稱VR技術,是利用電腦模擬產生一個三度空間的虛擬世界,提供使用者關于視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬,讓使用者如同身臨其境一般,及時、沒有限制地觀察三度空間內的事物。該技術集成了計算機圖形(CG)技術、計算機仿真技術、人工智能、傳感技術、顯示技術、網絡并行處理等技術的最新發展成果,是一種由計算機技術輔助生成的高技術模擬系統,虛擬現實的最大特點是:用戶可以用自然方式與虛擬環境進行交互操作,改變了過去人類除了親身經歷,就只能間接了解環境的模式,從而有效的擴展了自己的認知手段和領域。另外,虛擬現實不僅僅是一個演示媒體,而且還是一個設計工具,它以視覺可視化形式產生一個適人化的多維信息空間,為我們創建和體驗虛擬世界提供了有利的支持。
建立模型所需要的大場景三維數據,主要是指溝域范圍地形地貌的三維數據,主要是高分辨率的遙感影像,如分辨率為0.61米的QuickBird等,疊加數字高程模型圖(DEM),生成三維地形數據;對于溝域范圍內的道路、橋梁和建筑物等三維數據,可以通過數字攝影測量技術獲取立體像對的方法,也可以通過三維激光掃描測量系統集合全站儀進行地面測繪獲取空間坐標和高程;對于樹木和雕塑等以點形式存在的地物,通過GPS采集地物的坐標;建筑物及樹木的紋理通過拍攝大量照片來獲取。分別對溝域建筑物、地形、天空、樹木進行場景建模,使其能形象的反應真實場景,最后明確場景的層次關系,完成溝域三維可視化模擬。
信息技術的應用是都市農業現代化的客觀要求和發展趨勢,尤其虛擬現實是計算機技術農業應用的更高境界,都市農業信息產品將會成為今后服務“三農”的新產品。
3“3S”技術在溝域經濟發展中的前景
溝域經濟概念提出后,幾年來,有力推動了京郊山區經濟的發展,對于農村產業結構的調整起到了積極作用。但是,由于這一理念還處于初步實施階段,所以存在一些問題。現在我市對溝域的開發利用不僅數量不多,質量也不高;在所開發經營的溝域中,缺少整體把握和規劃,隨心所欲,沒有長遠打算,資源綜合效能不高;環境破壞、水體污染等現象也很明顯。因此,在溝域經濟發展上,必須整合各種資源和生產要素,制定科學有效的溝域生態規劃方案,在保護好生態環境的同時,實現效益最大化。
“3S”技術集RS、GPS、GIS為一體,在溝域高分辨率遙感影像獲取、溝域地形精確定位、溝域地理信息管理、溝域三維可視化模擬等方面發揮了巨大作用[9]。隨著遙感技術的進一步發展,將會出現更加高清度的遙感影像圖,對于溝域的地形研究將更加準確;GPS導航技術的革新和測繪儀器的進步,將使溝域空間定位更加精確;地理信息系統的發展將使系統功能更加全面,在溝域生態規劃、適宜性評價、生態價值評估和溝域環境動態監測、流域治理等方向可以快速準備的進行評定,以解決當前溝域經濟發展中缺乏合理規劃、環境污染、生態破壞等問題;計算機虛擬技術的發展將使溝域三維化更精確、更逼真,人們可以不用實地去考察就能在一臺計算機上對整個溝域的規劃設計一目了然。
在“3S”技術的科學手段支持下,著手對溝域資源進行系統摸底調查,對具備一定發展條件的溝域進行發展規劃設計,拿出具體的開發方案。通過“統一規劃,政府扶持,集體塔臺,農民主體和社會參與”這樣一種模式,建設內容多樣、產業融合、特色鮮明的溝域產業帶,逐步把我們山區建成生態環境良好、基礎設施完備、綠色產業興旺、社會事業發達、山川景色秀美、人們生活安康的新山區[24-31]。“溝域經濟”正把北京山區變成生態環境良好、基礎設施完備、綠色產業興旺、社會事業發達、山川景色秀美、人民生活安康的宜游更宜居的圣地。而“3S”技術通過Internet傳播給更多的人,服務于更多的人,用信息技術中的新技術促進首都城鄉一體化總體目標的早日實現。
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一、農業遠程教育發展模式選擇
中國幅員遼闊,農村人口眾多,發展農業遠程教育極有意義。遠程教育的最大優勢在于能使任何地方的農民學員方便快捷地獲取最好的教育資源,極大地提高農村勞動力的科技文化素質,為推動各地農業農村經濟做出積極貢獻。中國農業遠程教育有著廣闊的發展前景,盡管中國農村基礎薄弱,大多數基層農廣校缺乏廣播、電視等遠程教育資源,在地方電臺、電視臺也沒有教學節目播出時段,但從長遠看,這都不會影響遠程教育優勢和效益的發揮[1]。發展農業遠程教育,存在一個發展模式選擇的問題。考慮到中國東西部地區、城鄉之間經濟發展的不平衡,以及廣大農村信息基礎設施建設和農戶家庭條件現狀和發展趨勢,中國農業遠程教育應該采用數字技術與非數字技術恰當結合、優勢互補、共同發展的道路,綜合利用VCD光盤、有線電視、衛星網、互聯網等手段,采取以下兩種不同的教育發送和傳輸的模式[2]:
1.主流模式
衛星傳輸數字化教育發送技術,適用于中國廣大農村、特別是中西部農村。采用主流模式的地區可以采取的擴展數字化教育應用的技術方案為:CD-ROM光盤刻錄和發送方案;各類局域網應用方案;基于有線電視網的多媒體數據廣播系統方案和電話撥號接入或其他公眾電信網回傳方案。
2.替代模式
計算機寬帶網的地面接入技術,適用于東部沿海經濟發達地區農村。
二、農業遠程衛星教育系統建設
隨著現代信息技術的發展,互聯網和衛星網作為一種新的技術手段開始在遠程教育領域廣泛應用,但很多農村家庭由于家庭貧困買不起電腦,另外,受農村人口教育水平限制,很多人也不懂電腦和網絡方面的知識。中國廣大農村地理條件復雜,通信網絡線路建設難度較大,架設網絡線路成本相對較高,互聯網普及率和使用率非常低,短時期內,在中國農村推廣互聯網教學還很難實現。衛星教育網建設屬于公共財政支持范疇,由政府投資建設,具備提供話音、視頻、通信服務的綜合能力,性價比高、技術先進、性能可靠,是提供農村遠程教育簡單經濟、行之有效的手段。衛星遠程教育不受時空限制,能為農村學員提供與發達地區質量相同的遠程教育服務,能有效解決廣大農村教育發展不均衡、優秀教育資源稀缺的局面。目前,農廣校在以色列政府的援助支持下,已經建設了擁有1個中心主站和360個雙向遠端站點,以中央農廣校為演播和資源服務中心,各省、地、縣級農廣校以及鄉鎮教學班為衛星網絡遠端接收和教學服務點,能實現數據通信、遠程教育培訓和視頻廣播會議的遠程衛星教育系統。通過衛星教育系統,中央農廣校將農業教育培訓、實用技術等音視頻節目、多媒體課件、農業科技教育培訓等方面的教學內容實時發送到網絡各遠端接收站,面向全國開展實時交互式的農業現代遠程教育培訓和科技推廣,對各級農廣校農業教育和科技培訓工作進行遠程指導和管理,實現信息互動交流,共享教育培訓資源。農廣校衛星教育系統利用“SkyBlaster”衛星通信系統,采用“TrainNet遠程教學/培訓系統”作為遠程教育培訓平臺。衛星系統網絡結構是星型網,主站可聯接大量的VSAT遠端小站,支持所有基于IP的數字信息技術,可實現全國范圍的遠程實時教學、數據文件多點分發等業務。衛星網主站提供DVB-S標準的出向信道,信息速率從2Mbps到52.5Mbps,遠端小站的入向信道采用FTDMA接入機制,系統采用不對稱的數據流通信方式[3]。在衛星平臺上,運行應用軟件的各類功能服務器通過快速以太網聯接到衛星主站數字基帶設備,通過衛星發射到全國各地的衛星小站。基層教學點的學員通過遠端小站接收主站發送的教學內容,與主站老師進行雙向視頻、單向音頻的互動交流,獲取各類教學支持服務。
三、農業遠程教育公共服務平臺建設
近年來,農廣校綜合采用各類教學手段,整合應用各類教育資源,發揮獨特的媒體資源優勢,緊跟世界信息技術的發展,引進、吸收、應用各類遠程教育技術的最新成果,加快建設具有中國特色的農業遠程教育公共服務平臺。平臺以農廣校體系多種教育教學資源建設為核心內容,以媒體資源庫系統建設開發為硬件支撐,以數字化、網絡化傳播渠道為主要途徑,對涉農教育培訓工作進行高效管理,對涉農科教需求迅速反映,對基層辦學機構提供便捷服務。平臺運用現代信息技術,集信息采集、存儲、編輯加工、傳輸多種功能于一體,具有運行機制公益性、媒體應用大眾性、教學內容多樣性和服務對象定向性的特點[4]。
中央農廣校作為國家級的現代農業遠程教育教學中樞和媒體制作傳播中心,具有廣播電視和網絡教育節目的制作、播出和傳送等多種功能,將具備自辦1套廣播和電視節目的能力,可以錄制各種文藝節目、語言節目,對錄制的文藝節目和語言節目素材可進行編輯、復制、加工、審聽,可對外交換錄制好的素材和成品節目。每年能制作電臺節目、區域節目、少數民族節目和綜合類等農業專題廣播節目1500集,電視節目1270小時,網絡教學節目2000小時,發送音頻資料100萬張,節目原始磁帶數字化存儲1910小時。農廣校將逐步實現媒體資源制作、存儲、管理、應用的數字化和網絡化,建成農業媒體資源數字化采集、加工、整理、存儲和傳播利用的數據中心、工作平臺和傳播共享網絡,并具備以下功能:
1.資源數字化加工存儲整合電視、廣播、網絡、報刊雜志、教材、光盤等多種媒體資源,統一集中存儲管理數據,建立數字化媒體資源庫,實現數字化存儲。
2.資源規范化管理建立完善的數字化資源管理系統,對資源庫中的各類資源進行科學的編目、查詢和調用,實現規范化管理,提升媒體資源的利用能力。
