数字农业概念精选(九篇)

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第1篇：数字农业概念范文

论文摘要阐述数字农业的概念及其作用，指出数字农业建设中存在的问题，包括农业信息化水平低、信息化意识及利用信息能力不强、管理和标准化工作有待进一步加强等，并对数字农业的建设进行了展望和设想。

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、国家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.

[3]曹宏鑫，王家利，郑宏伟.发展“数字农业”推动农村信息化[J].农业网络信息，2004（1）：17-20.

第2篇：数字农业概念范文

关键词：数字农业；时空推理；专家系统

0引言

数字农业应用涉及大量的气象、环境、水文、地质、土壤等领域的时空数据。这些时空数据分散在异构系统中，有着不同的数据格式和规范，采用不同的概念和术语，基于不同的数学模型和分析推理方法。这些多领域时空信息对农业生产、决策均起着重要作用。但是以前由于缺乏高效、合理的技术手段，即使付出很高的代价，也很难将这些时空信息完整无损地共享和融合集成到数字农业应用中，在很大程度上制约了数字农业的应用发展。同时GIS等商业软件平台成本较高也不利于大规模应用推广。

为此，本文基于自主版权GIS、专家系统等系统软件，应用时空推理、本体论、语义Web、关系数据挖掘和专家系统等技术，建立一个数字农业时空信息智能管理平台，对多源、异构的数字农业时空数据和推理分析方法进行集中统一的规范化管理，便于在实际应用中进行融合、集成和共享。基于该平台快速建立起了数字化测土施肥系统、大豆种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批智能应用系统。这些应用系统精确控制农田每一地块种子、化肥和农药的施用量，在提高作物产量的同时，能够实现精确控制农业生产过程，有效降低成本，充分保证农业资源科学地综合开发利用，减少和防止对环境和生态的污染破坏，保持农业生态环境的良性循环，是实现“绿色农业”的重要途径。

1主要关键技术研究现状

1．1数字农业

数字农业是在“数字地球”的基础上提出并发展的，是21世纪新型的农业模式和挑战性的国家目标，包括精准农业、虚拟农业等内容，其核心是精准农业。以3S技术应用为核心的数字农业空间信息管理平台开发研究是数字农业研究的突破口[1,2]。美国于20世纪80年代初提出数字农业的概念，它是针对农业生产稳定性差、技术措施差异程度大等情况，运用卫星全球定位系统控制位置，用计算机精确定量，把农业技术措施的差异从地块水平精确到平方厘米水平，从而极大地提高种子、化肥、农药等农业资源的利用率，提高农产量，减少环境污染。法国农业部植保总局建立了全国范围内的病虫测报计算机网络系统。日本农林水产省建立了水稻、大豆、大麦等多种作物品种、品系的数据库系统。新西兰农牧研究院利用信息技术向农场主提供土地肥力测定、动物接种免疫、草场建设、饲料质量分析等各种信息服务。同时，我国紧跟国际研究的前沿，开展了系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统、地理信息系统等技术在农业、资源、环境和灾害方面的应用研究。

1．2时空推理

近年来，时空推理（Spatio－temporalReasoning）已成为十分活跃的研究方向，在军事、航天、能源、交通、农业、环境等领域有着广泛的应用。近十年来我国国家基础地理信息中心、清华大学、信息大学、中国科学院、武汉测绘科技大学、武汉大学、吉林大学等单位在时态GIS、时空数据模型、时空拓扑、时空数据库等时空推理相关领域开展了大量研究工作。

1．3时空数据标准与共享

不同领域和应用环境对时空数据的理解存在很大差异，这造成了异构时空系统集成的困难，因此时空数据共享、互操作和标准化的研究具有重要意义。这方面研究最初从空间数据入手，近期开始向时间数据和时空结合数据发展。时空数据的共享有以下方式：

（1）空间数据交换

空间数据交换的基本思想是各系统使用自身的数据格式，通过标准格式进行数据交换。目前空间数据交换标准有：SDTS、DIGEST、RINEX等国际标准；以色列的IEF、英国的MOEPSTD、加拿大的SAIF、我国的CNSDTF等国家标准；AutoDesk的DXF、ESRI的E00、MapInfo的MIF等厂商标准。尽管各GIS软件厂商提供了公开的交换文件格式来进行空间数据的转换，但由于底层数据模型的不同，最终导致不同的GIS的空间数据不能无损的共享。虽然空间数据交换仍然在使用，但效果并不理想。空间数据互操作标准是当前国际公认的，比空间数据交换标准更有前途的数据标准。

（2）基于GML的空间数据互操作

开放式地理信息系统协会(OpenGISConsortium，OGC)提出了简单要素实现规范和地理标记语言(GeographyMarkupLanguage，GML)。OGC相继推出了一整套GIS互操作的抽象规范，包括地理几何要素、要素集、OGIS要素、要素之间的关系、空间参考系统、定位几何结构、存储函数和插值、覆盖类型及地球影像等17个抽象规范，2003年1月推出GML3.10版[3]。近年来，国内外众多学者基于GML在空间数据共享等方面开展了大量研究。2001年Rancourt等人[4]将GML与先前所定义的空间标准进行比较，认为GML能有效地满足空间数据交换标准。2002年，ZhangJianting等人[5]提出了一种基于GML的Internet地理信息搜索引擎。2003年，ZhangChuanrong等人[6]在网络环境下以GML作为异构空间数据库交换共享空间数据的格式，成功实现数据的互操作。2003年，崔希民等人[7]提出了GIS数据集成和互操作的系统架构，在数据层次上实现GIS数据的集成和互操作。2003年，张霞等人[8]提出一种基于GML构造WebGIS的框架结构,给出实现框架技术。其中采用GML作为空间数据集成格式。2004年，朱前飞等人[9]提出了一种新的基于GML的数据共享解决方案。2005年，陈传彬等人[10]提出了基于GML的多源异构空间数据集成框架。GML数据类型较完整，支持厂家较多，相关研究丰富，是目前最有前景的时空数据标准。本文选择GML作为农业时空数据标准。

1．4时空本体

1．4．1本体、语义Web和OWL

本体方法目前已经成为计算机科学中的一种重要方法，在语义Web、搜索引擎、知识处理平台、异构系统集成、电子商务、自然语言理解、知识工程等领域有着重要应用。尤其是目前随着对语义Web研究的深入，本体论方法受到了越来越多的关注，人们普遍认为它是建立语义Web的核心技术。OWL是当前最有发展前景的本体表示语言。2002年7月29日,W3C组织公布了本体描述语言(WebOntologyLanguage,OWL)的工作草案1.0版。目前工作草案的最新更新为2004年2月10日的版本[11]。

1．4．2时空本体

基于本体方法对时空建模的相关研究工作如下：

1998年，Roberto考虑了作为地理表示基础的某些本体问题，给出了关于一般空间表示理论的某些建议[12]。2000年ZhouQ.和FikesR.定义了一种考虑时间点和时段的时间本体[13]。2000年，Córcoles基于XML定义了一个类似SQL的时空查询语言，该语言包含八种空间算子和三种时态算子用于表达时空关系[14]。2003年，Grenon基于一阶谓词逻辑定义了时空本体，使用斯坦福大学的Protégé环境实现[15]。2003年，Bittner等人[16]提出了用于描述复杂时空过程和其中的持续实体的形式化本体。以上工作中Grenon的时空本体研究相对完整，相关研究成果已经在网上共享，本文在此基础上开展研究，建立农业时空本体。

2主要研究内容（1）农业时空数据规范

现阶段我国还没有公认的农业时空数据标准出台。本文基于时空推理技术，研究通用性更强的时空数据表示模型，能表示气象、土壤、环境、水文、地质等各领域的农业时空数据。GML是目前公认的时空数据标准，利用上述模型扩充GML，兼容中国农业科学院的“农业资源空间信息元数据的分类及编码体系草案”等国内现有的地方性标准，构建针对数字农业中时空数据的DA－GML标准，作为数字农业基础时空数据的规范。现有的土壤、环境等基础空间数据库均支持到GML格式的转换。

（2）农业基础时空数据库

基于笔者自主开发的GIS平台建立农业基础时空数据库，该平台具有运行稳定、资源占用少、结构灵活、功能可裁减、成本较低、便于移植等特点。采用了时空推理技术，支持对空间和时空信息的表示和推理。通过DA－GML能够直接从现有系统中获取领域农业基础时空数据，主要包括土壤数据库、环境数据库、气象资料数据库、农业生产条件数据库、林业信息数据库、影像数据库等。

（3）农业时空分析方法库与农业时空知识库

时空推理是研究时间、空间及时空结合信息本质的技术，通过时空推理技术将现有面向农业领域的时空分析技术进行整合和规范化表示，形成农业时空分析方法库。对领域农业时空知识进行归纳、整理，同时通过数据挖掘方法从基础数据中提炼知识，建立农业时空知识库。

（4）农业时空本体库

在(2)、(3)中存储的数据、方法和知识需要一个有效的机制进行组织和管理。就目前技术而言，本体是表达一个领域内完整的体系（概念层次、概念之间的关联等）的最有效工具，所以本文选择建立农业时空本体库。具体包括本体获取、本体管理、本体服务与展示三个模块。使用Protégé做本体开发环境编辑。Protégé是斯坦福大学开发的基于Java的本体编辑与知识获取工具，带有OWL插件的Protégé可以支持OWL格式的本体编辑与输出。

以上三个库通过WebService方式提供基于Internet的服务，可以在线对库中信息进行维护和检索，并能无缝集成到应用系统中。

（5）系统体系结构

系统工作原理如图1所示。首先，外部系统的时空数据转换成GML格式（现在绝大多数系统支持该数据标准），进入农业基础时空数据库。通过本体获取与编辑模块将时空数据和时空知识整理，形成本体库。外部系统的请求通过WebSer－vices发给仲裁者，仲裁者区分各类情况调用三个库调用服务、提取数据和执行操作，结果返回给用户。

（6）基于平台开发农业生产智能应用系统

基于数字农业时空信息管理平台建立数字化测土施肥系统、作物种植标准化管理系统、无公害水果蔬菜栽培指导系统等一批农业生产智能应用系统，解决实际问题。

3相关系统对比分析

3．1数字农业空间信息管理平台

平台基于信息和知识支持的现代农业管理的集成技术，对农田信息进行动态采集、分析、处理和输出，从而根据农田区域差异、农事安排进行模拟分析、决策支持管理和指挥控制，并对农业生产过程的区域差异进行精确定位、动态控制等定量操作[17]。

3．2全国农业资源空间信息管理系统

全国农业资源空间信息管理系统(NASIS)实现对全国农业资源空间信息的查询分发，具有系统管理、动态数据字典、数据检索、查询、数据分发、制图、报表统计、数据分发等功能。该系统已经用于全国农作物遥感监测、农业资源调查、农业科研和农业政策信息支持服务等方面[18]。

3．3中国西部农业空间信息服务系统

计算机技术、互联网技术的迅速发展为建立基于Web的中国西部农业空间信息服务系统提供技术支撑。本文从西部农业空间信息服务系统的数据库构建开始，全面地介绍了系统的运行模式和数据库访问技术，详细论述了系统的总体结构、平台环境和开发实现等。

（1）基于平台提供的开发框架，能方便、高效地建立大量的数字农业智能应用系统，基层农业科技人员也能快速开发出技术含量高的应用系统，各应用系统能互通、共享，便于升级维护。

（2）由于大量的底层服务、数据、知识和方法由平台集中统一提供，简化了开发数字农业应用软件的工作，节约了成本。

4结束语

数字农业时空信息管理平台从系统目标、适用范围、采用技术、系统接口等方面不同于任何现有的基础农业空间数据管理平台，是一个概念全新的系统，定位于基础农业空间数据管理平台的上层，更便于开发数字农业应用。其中的本体库等机制为将来建立农业时空数据网格奠定了良好的基础。

参考文献：

［1］于淑惠.数字农业及其实现技术[J].农业图书情报学刊,2004,15(7):5－8.

[2]唐世浩,朱启疆,闫广建，等.关于数字农业的基本构想[J].农业现代化研究,2002,23(3):183－187.

[3]Geographymarkuplanguage(GML)[EB/OL].(2003)./techno/specs/002029PGML.html.

[4]RANCOURTM.GML:spatialdataexchangefortheinternetage[D].NewBrunswick:DepartmentofGeodesyandGeomaticsEngineering,UniversityofNewBrunswick,2001.

[5]ZHANGJianting,GRUENWALDL.AGML2basedopenarchitectureforbuildingageographicalinformationsearchengineovertheinternet[DB/OL].(2002).cs.ou.edu/database/documents/zg01.pdf.

第3篇：数字农业概念范文

当前，随着我国工业化、信息化、城镇化和农业现代化的迅猛的发展，工业化和和信息化已步入深入融合阶段，信息化与农业现代化也进入蓬勃发展期，经济全球化、贸易自由化和社会信息化倒逼我国农业现代化，现代农业机械只有通过信息化的手段进一步提高设计水平、降低生产成本，才能在激烈的市场竞争中取胜。如何有效的农机产品开发周期，如何达到最优农机产品质量，如何有效降低农业机械的成本与价格，如何完善农业机械的售后服务等，这一系列的问题不断的拷问我国农业的现代化进程，信息化与数字化是解决上述的问题的有效手段。通过信息化与数字化的手段可以有效提高农业机械的设计水平，通过数字化设备能有效的调控农业机械的精密的制造与加工，通过企业信息化与数字化的管理手段能否实现严格的生产管理与用户反馈。本文主要对农业机械产品研发的研究现状及其发展趋势，以及农业机械的数字化设计方法与技术，并结合从事农机产品多年的设计与制造经验和数字化设计特点，以及 CAD/CAM/CAE、虚拟样机、虚拟测试等新技术的应用加以深入的讨论与研究。

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.

[2] 阎楚良，杨方飞.农业机械数字化设计技术研究与展望[J]，农业机械化与新农村建设――中国农业机械学会2006年学术年会论文集（下册），2006.

第4篇：数字农业概念范文

关键词 数字化技术；农业机械；生产力

中图分类号TH16 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）92-0074-02

随着科技的进步和国家对高效农业的支持，我国的农业生产正在想着“数字化”、“精确化”发展。数字农业的快速发展，将大大地提高我国的农业生产力，将有效地实行精确化、远程化操作，这也会彻底地改变传统农业的生产模式，在不就的未来，我们面对的将是以信息化、智能化的农业机械装备来作业的生态。

我国的农业机械化的水平完全不能够适应建设和发展农业产业的具体要求。尤其是农业机械化的技术条件，技术运用能力和技术科研能力。这些都是制约农业发展的重要因素。随着信息化科技化的到来，我们面临着又是新一轮的机遇和挑战。农业产业结构的调整，经济发达地区开始重视和扶持农业生产，加大资金投入和农业机械化的普及。这都为我国农业机械化的发展增加了一把熊熊烈火。数字化技术在农业机械中的运用将极大的将农业机械推向另一个农业发展的新顶峰。下面笔者就来结合自己对数字化技术在农业机械中的应用理解来谈一下自己的看法，希望能起到抛砖引玉的效果。

1就当今农业机械设计的特点进行分析探讨

传统型的农业机械设计根深蒂固，如果不积极地应对当今的发展潮流，我国的农业机械只会停滞不前的。因此就要是时候抓住机会，迎接挑战积极发展。这样才能将农业发展提上日程，将农业产品优化，提高农业产品的质量，解放生产力，提高企业的效益。

1）农业机械产品结构单一，复杂程度小。一般的农业播种机都是由简单的轴轮，机件，传动系统，开沟器和镇压器等基本的零件组成。虽然不同性能的播种机有差别，但是基本的机器结构是大同小异的。这样就非常有利于数字模块化的设计。这种播种机器的结构也非常适用于数字参数的设计；

2）农业机械产品结构类型繁多。例如播种机的运用。在不同的农耕地中农作物的不同就不能之运用一台机器，而是需要根据不同作物的特点，设计出符合农作物播种的机器。通过这些特点，就发明出了很多类型的播种机。例如有精密的播种机，条播机和穴播机等特种机器。还有按工作原理而分类的播种机和按作业量而分类的播种机。就此看来，农业机械以播种机为例的机械种类还是相当多的；

3）农业机械产品受农产品成熟季节的不同，农业机械的试验也就会随着季节的变化而变得不同。这就需要在研究农业机械的同时，充分考虑农作物的季节性，调整科研时间，有效地降低科研成本。

2剖析农业机械中的数字化技术

1）数字化技术指的是用多媒体计算机技术及网络实现产品的科研和开发的一种新型信息化的技术。就是利用计算机和网络的有利环境，对产品进行设计，分析和研发。建立一个产品模型，通过对产品模型的不断分析检验，达到产品最终的最优化；

2）数字化技术在农业机械中的应用，极大地提高了农业机械的开发水平和科研时间，还降低了研究成本和研究所花费的时间等。运用数字化的技术，还能使我国农业机械产品设计更加现代化和自动化。在设计的同时，还可以增加企业间的技术交流和技术能力，取长补短，积极吸取先进的数字化技术知识，提高整体的数字化知识水平，增加企业竞争力，还增进同企业间的团结协作精神。

3数字化技术的具体应用

1）计算机作为数字化技术应用的重要工具，对数字化的阐述是很重要的。通过对计算机的操作，最大化的将数字技术运用起来。其中，CAD/CAPP/CAM/CAE分别是计算机的辅助设计，计算机辅助工艺设计，计算机辅助制造和计算机辅助工程的英文缩写。这些技术是现代计算机技术的核心。他们的不同作用为产品的设计和研发具有重要意义；

2）可以将产品设计过程需要的用的知识资源进行综合，融入到CAD中去。将计算机的辅助设计作为开发的重要工具。设计出产品知识中的设计原理，设计经验和设计手册。帮助了解产品的基本信息和合理运用；

3）虚拟设计和创造。通过对产品的初步设计，就可以开始综合知识和资源，建立基础模型。利用建立模型，分析研讨，仿真实验等虚拟技术对产品进行完善。在连接网络的前提下，可以和业内人士一起交流讨论。通过模型来评估产品的综合实用性。在产品的功能，性能上加以研究，达到产品的最优化。对产品的设计，加工，质检都能够进一步的调节和掌控；

4）概念化设计就是在设计产品的过程的早期阶段，有一个清晰地设计结构和产品的基本模式。也就是说，在产品设计的时候，要将产品的需求到运用进行一个总结化的分析。从产品的功能设计，产品的原理设计和布局设计等方面进行一个基础性的规划。在产品设计的过程中，将人的具体构思加入到产品的设计中去也是很重要的。比如对产品色彩的选择等人性化方面进行合理添加。把设计员的创造性思维和审美与产品设计相结合，是产品更具有创新性；

5）绿色环保设计。它是针对资源的优化和能源的节约，防止污染的一项新型的绿色环保设计。主要就是应对在研发产品的过程中，对于产品资源的优化，对于污染的防止和对于资源循环利用废物的处理等设计。因此在进行产品设计的同时，还是要以绿色环保为主，这样才符合可持续发展的战略。

总而言之，随着社会的进步，信息化的普及。我国对数字化技术也有了一定的了解和一定的发展。虽然对比其他产业领域，我国农业发展相对来说有些落后。但是有些发达地区早已经开始了数字化的农业机械设计，并且也取得了很大的成效。这就说明数字化技术在我国农业机械中还是具有很广阔的发展前景的。

参考文献

[1]孙筠，王志民.传感器技术在机电一体化系统中的应用及其发展[J].湖北教育学院学报，2006（8）

第5篇：数字农业概念范文

[关键词]“数字农业”；信息化；可持续发展

[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。

支持、引导、鼓励企业或协会，以产品为基础，以市场为目标，进行销售网络建设，在开发过程中要坚持“以产养网”的道路，使数字农业能走向良性发展的轨道。

第6篇：数字农业概念范文

关键字：数字化；机械设计技术；农耕机械

在企业的竞争风潮中，往往决定了企业命脉的就是其产品的功能、性能、质量以及价格等方面，同时在针对客户对新机械的运用上，也有着一定的售后问题，需要解决。基于这些原则，企业在进行发展的过程中，就有很多的考虑因素需要进行研究。而在当下的信息爆炸时代，这些因素都可以通过信息技术进行一系列的改善。而其中最为突出的就是在机械农耕设计上的改革性探索。

1 数字化机械设计技术的定义

我们可以简单的来理解一下数字化机械设计技术，在应用机械辅助设计软件CAD的前提下，完成一系列的机械设计创新，就是现代化的机械设计技术。对于开发人员，需要对机械设计的体系有一定的认知，同时也需要进行对CAD的熟练掌握，这些都是现代化数字机械设计技术的最基本前提。而这仅仅是在设计上的基础，如果仅仅局限于CAD的设计方面，那么对于现代的数字化创意平台而言，仅仅是冰山一角而已。

数字化机械设计的定义，其实还是通过现代化的数字技术，进行机械磨具的设计加工，抛去了在进行磨具加工中，人力物力的大量消耗，从而解放了劳动力，强化了机械生产的效率。

2 数字化机械设计技术的特点

我们针对传统的机械设计而言，数字化设计技术，在通过已有的数字设计软件下，进行相应的周期管理，从而将设计信息进行汇总，然后得出相应的安全信息，然后根据设计的理论数据，进行模拟演练，从而减少了我们传统设计中的不必要模型建立，从而降低了对资源的消耗。

因为数字化机械设计中，可以通过理想数据，进行建模分析，针对不同的环境因素，以及设计好的模型，是否能够正常运行，来进行虚拟的运行。这样就减少了我们过去的不必要步奏，从而缩短了设计的时间和试验次数。而在针对其制造成本、功能预测等方面，都可以进行一定的节约材料，从而真正的做到了绿色设计的根本理念。

而我们在进行数字建模的过程中，也可以通过微调管理，进行相应的优化，从而在针对不同机型上，可以进行相应的调整，对于不同环境下，所需要的机械进行相应的改善。其最具代表的就是在我们农耕中所涉及到的机械设备的运用中。

针对东北、华北、华南等地区不同的田地结构，我们可以用不同的农耕机械进行日常农作。与此同时，在针对同一地区，不同地段，有时候也需要不同的两种农耕机械进行相应的收割和播种。这在进行相应的研发中，就对其有了一定的影响和要求。而针对这些问题，我们就可以通过进行实验室虚拟模拟进行对不同范围和不同环境，进行相应的模拟，最后得出是否合理，这样就保证了我们设计的机械在符合要求上能够达到我们所需要的标准。

3 现下数字设计技术的研究趋向

我们根据现下的设计软件，以及对机械产品的逻辑思维，进行相应的程序设计开发。而在国内外所有的开发设计理论中，都有大量的论述，其中最具影响力的就是Pahl与Beitz一同指出的针对设计任务、设计概念、设计技术以及设计作业的四阶段。同时我国周慧君教授对机械设计进行的四个阶段划分：规划、方案设计、具体设计以及设备改进。

而这里我们通过简单的叙述来进行一些结构性的分析。根据上段所说的，国外针对的是概念性的设计，而我国所针对的构型上的设计。具体点的说，国外追求的更多的是构造方面的设计，而我过更注重的是使用过程中所要面临的问题等所做出的设计。而这两者虽然在本质上有一点不同，但是在开发上，都是依据我们在基于计算机辅助软件的情况下进行的相应设计以及改造。

自上世纪八十年代后期开始出现的CACD技术，这一研究领域就炙手可热。从而将很多过去的弊端都统一的进行的修正，在可持续发展上而言，也迎来了新的变革，同时也加速了我们在机械设计技术上的进步。

4 数字化设计理论对农业机械发展的促进

农耕机械属于机械制造业一个旁支，其门类较广，市场需求也大，这就导致其潜力巨大。据不完全统计，我国目前的农耕机械以后三千多种，其分类达到了95种之多，但是即便这些骄人的数据，也不能弥补我们和国外之间的差距。由于我国起步晚，很多数字设计软件都是用的国外技术，这就导致在核心系统上，比不上国外的先进技术。但是即便这样，我国的产品也已经走出国门，受到了世界上一些国家，广泛关注。而在针对农副产品加工方面，也有着不俗的表现。

现在我们的主要任务就是：在产品的设计上进行创新、在开发技术上逐步走上自理、在技术应用上完成自我的发展。而在应对这一系列的发展任务上，也应该注意我们的自我发展，应该摆脱对国外的软件上的依赖，从而发展自己的技术领先世界。

5 结语

机械生产对于我们人类的现代生活活动生产而言，已经无法被代替了。从工业革命起始之日起，这一表现就已很明显了。而对于机械设计方面，再过去仅仅处于最尖端科技，而现在通过数字化的发展，已经能够通过此类软件进行相应的批量生产和修整。

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第7篇：数字农业概念范文

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第8篇：数字农业概念范文

摘要：本文探讨了现代测绘技术的发展现状，并介绍了在矿山测量、湿地、水利工程和精准农业四个方面的应用。关键词：测绘；应用；发展

随着现代测绘技术的出现，无论在学科理论，或在技术体系，以及应用范围上都取得了重大的发展，甚至可以说是重大的变革，从而也将彻底地改变传统测绘的生产方式。现代测绘产业以“3S”技术为特征，现代测绘技术已经成为人类研究地球及自然环境，解释某些自然现象，解决人类社会可持续发展等重大问题的重要工具。一、现代测绘技术的发展概况(一)GPS的发展全球定位系统(GPS)是美国从20世纪70年代开始研制，于1994年全面建成的利用导航卫星进行测时和测距，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的新一代卫星导航与定位系统。1996年2月，美国总统令宣布GPS为军民两用系统，标准定位服务对民用开放，2000年5月，美国总统令SA关闭，价格不贵的民用GPS接收机能将其水平定位精度从不低于100m提高到15～20m，民用GPS的具备了真正的实用价值。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，GPS的应用领域正在不断地开拓，目前，各种类型的GPS接收机体积越来越小，重量越来越轻，便于野外观测。GPS已遍及国民经济各种部门，并开始逐步深入人们的日常生活。GPS和GLONASS兼容的全球导航定位系统接收机已经问世。GPS作为一项引起传统测绘观念重大变革的技术，已经成为大地测量的主要技术手段，也是最具潜力的全能型技术。GPS定位技术与常规地面测量定位相比，除具有对测站选择更灵活、更适应不利条件、全天候连续作业外。还具有比任何地面常规技术供数量更多、精度更高的数据信息。(二)遥感技术的发展遥感包括卫星遥感和航空遥感，航空遥感作为地形图测绘的重要手段已在实践中得到了广泛的应用，卫星遥感用于测图也正在研究之中并取得一些意义重大的成果，基于遥感资料建立数字地面模型进而应用于测绘工作已获得了较多的应用。自20世纪初菜特兄弟发明人类历史上第一架飞机起，航空遥感就开始了它在军事上的应用，从1972年第一颗地球资源卫星发射升空以来，美国、法国、俄罗斯、欧空局、日本、印度、中国等国家都相继发射了众多对地观测卫星。遥感信息获取技术已从可见光发展到红外、微波：从单波段发展到多波段、多角度、多极化；从空间维扩展到时空维；从低分辨率发展到高分辨率甚至超高分辨率。遥感平台有地球同步轨道卫星、太阳同步卫星、太空飞船、航天飞机、探空火箭，并且还有高、中、低空飞机、升空气球和无人飞机等：传感器有框幅式光学相机，缝隙、全景相机、光机扫描仪、光电扫描仪、CCD线阵、面阵扫描仪、微波散射计、雷达测高仪、激光扫描仪和合成孔径雷达等，它们几乎覆盖了可透过大气窗口的所有电磁波段。(三)GIS的发展地理信息系统作为多个学科、多种技术交叉融合的产物，至今只有40多年的历史。地理信息系统起源于20世纪60年代加拿大和美国学者的在土地和交通方面的地理信息研究。1998年1月31日美国前副总统戈尔在加利福尼亚科学中心的一次讲演，在该讲演中戈尔正式提出数字地球的概念。地理信息系统作为对空间地理分布有关的数据进行采集、处理、管理、分析的计算机技术系统，其发展和应用对测绘科学的发展意义重大，是现代测绘技术的重大技术支撑。二、现代测绘技术的应用现代测绘技术作为一门新的信息科学在经济和社会可持续发展的诸多领域正发挥着愈来愈大的作用。在这里主要介绍现代测绘技术在矿山测量方面、湿地方面、水利工程方面和精准农业方面的应用情况。

(一)矿山测量方面遥感技术在矿山测量中的应用已经历了较长的时间，并积累了丰富的经验。应用遥感资料，可获取矿区实时、动态、综合的信息源，对矿区环境进行监测，为矿区环境保护提供决策支持。遥感资料用于找矿、矿区地质条件研究、煤层顶底板研究等方面都已得到应用，所有这些，都说明遥感技术应用于矿山测量是矿山测量实现其现代任务的重要保证。利用GPS技术进行矿区地表移动监测、水文观测孔高程监测、矿区控制网建立或复测、改造等。其应用于矿山测量工作的地面部分已成为现代矿山测量的一项重要支撑技术。以矿区资源环境信息系统为平台，以各种测量技术为数据获取的途径，可以建立集数据采集、处理、管理、分析、输出于一体的自动化、智能化的技术系统，作为矿山可持续发展的决策支持系统。(二)湿地方面利用遥感技术对湿地生物资源的分布、生长状况及其变化进行估测。利用遥感技术多层次、多时相的动态监测功能获得及时可靠的数据，通过地理信息系统技术进行相关数据的实时更新，并对这些数据进行空间分析，可得到湿地的动态变化情况。应用遥感和地理信息系统技术，获取湿地生态环境质量分析评价所需要的数据，借助GPS技术进行水质采样调查、植被样方调查、土壤采样等常规野外调查。根据湿地信息系统的功能，可将其划分为两大类：查询服务型信息系统和决策支持型地信息系统。(三)水利工程方面遥感技术能够实时地对大江、大河和湖水水位进行监测，可实时监测洪水灾害面积。RS和GIS集成能及早预报洪水淹没范围和干旱灾情范围，为防灾、抗灾提供准确信息。在水利枢纽工程竣工后，需对水库大坝、大型桥梁等进行连续的、精密的监测。现代测绘技术提供了连续、实时的安全运行监控手段。利用全数字摄影测量或数字测图技术建立数字地面模型，应用GIS的分析决策功能，可以方便快速地进行水库大坝选址、库容计算、引水渠修建、受益范围等设计工作，为开发利用水资源提供科学依据。目前，大中城市都有由数字测图技术或全数字摄影测量技术建立的城市数字地形图，给排水管线的规划、设计可在数字地形图上进行。(四)精准农业方面精确农业中，利用GPS技术对采集的农田信息进行空间定位；利用RS技术获取农田小区内作物生长环境、生长状况和空间变异的大量时空变化信息；利用GIS技术建立农田土地管理、自然条件、作物产量的空间分布等的空间数据库；对作物苗情、墒情的发生发展趋势进行分析模拟，为分析农田内自然条件、资源有效利用状况、作物产量的时空差异性和实施调控提供处方信息。GPS、RS、GIS技术及自动化控制技术为支撑的精确农业将促进现代农业的发展。它能够收集土地利用现状、植被分布、农作物的生长情况、农作物的灾情分布、土壤肥力等多种信息，将信息技术与农艺、农机有机地结合起来，最大限度地优化各项农业资源与生产要素的合理分配，获取高产量和最大经济效益，同时又能有效地保护生态环境和农业自然资源，有利于农业的可持续发展。

三、结语以“3S”一体化或集成为主导的空间信息技术体系已逐渐成为测绘学或地球信息学新的技术体系和工作模式，其先进性、时效性明显。现代测绘技术将朝着高科技、自动化、实时化和数字化方向发展。

第9篇：数字农业概念范文

【关键词】信息化 数字化校园 高职院校

在信息化浪潮席卷全球、日益渗透到社会生活各个领域的今天，数字化校园建设如火如荼。特别是欧美、日本等发达国家高度重视信息化建设，早在20世纪90年代初几乎所有的高校便建成了比较完善的校园网，各个职能部门都基本实现了网络化、信息化管理。我国高校信息化建设起步较晚，近十年来，随着我国高等教育的快速发展，高校办学规模不断扩大，使各个管理部门任务越来越繁重，不仅增加了工作量，更增大了工作难度，管理手段落后将直接影响教学质量和办学水平。教育信息化已成为教育改革与发展的必然要求和重要推动力。

一、数字化校园的概念

数字化校园概念分广义和狭义。广义的数字化校园是泛指没有围墙、网络化的、数字化的、虚拟的校园。狭义的数字化校园就是指：学校凭借现代数字技术、网络技术、搭建学校网络化环境，信息化应用系统和平台，建设信息化应用终端，充分运用现代数字技术将学校各类资源、信息数字化，实现学校管理，教师教学、学生学习、通讯交流、后勤服务，教研科研网络化、数字化、逐步实现学校教育由传统教育向数字技术平台教育的转变。数字化校园的外延是建设数字化的校园环境，包括数字化的硬件环境，软件环境和应用环境。数字化校园的内涵是实现学校教育模式和人才培养方式的根本改变。

二、数字化校园建设的内容

（一）教学应用终端建设。主要包括计算机网络教室建设，多功能教室建设，教职工计算机准备（或教师备课系统）建设，功能室多媒体建设，数字化实验室建设，通用技术室建设，图书馆信息化（含电子阅览室）建设，会议室多媒体建设等。教学终端建设，各学校可依据学校规模、办学条件、经济状况，因地制宜进行。

（二）校园网络系统建设。学校通过有线、无线或有线无线相结合的方式建设覆盖学校办公、教学、生活等主要场所的校园网络，并宽带接入学校网络教学平台。使学生可以随时随地登陆教学平台进行在线学习，或者登陆电子图书馆系统阅读电子图书和期刊杂志，或者登陆网上考试体统进行在线考试等。

（三）信息化功能系统建设。主要包括校园电视台、闭路电视系统、校园广播系统、校园完全监控系统、校园一卡通系统建设。

（四）信息化人才队伍建设。主要是全校教职工信息化素养和能力的培养培训，使之适应学校数字化校园应用创新的需要，其中信息技术专业技术队伍建设显得尤为重要。

（五）信息化应用系统及平台建设。应用系统及平台是支撑学校信息化应用的核心。他包括学校教务管理系统、教师、学生评价系统、学籍管理系统、人事管理系统、财务管理系统、校产管理系统、科研管理系统、教学支撑系统、学习交流系统、资源应用系统等等。学校可建设一个综合管理平台，将各类应用系统整合在一个平台上，实现资源共享统一管理。

三、数字化校园建设的意义

数字化校园全面建成后，学院功能、服务范围将得到自然扩展，使学院的教学、科研和管理突破传统的概念，延伸其内涵，成为一个可以覆盖全院各方各面的完善的数字化校园。通过数字化校园建设目标的实现，将为学校带来如下的意义：

（一）创造新的教育和工作模式，提高管理效率与效益。数字化校园将先进的信息技术引入到教学、科研、管理和服务等各项活动中，运用现代信息技术及时处理大量的管理数据，提高了教、学、管的质量和效率。

（二） 数字化校园建设推进数据的集中和共享。数字化校园将信息技术融于教育的各个环节，通过全校所有部门的信息编码统一，使学校的所有信息能够实时自动的互连互通，资源得到充分的共享和利用，将学校内部相对独立分散的网络应用系统，进行了统一整合，有效地实现数据共享，消除对数据的重复管理、数据冗余以及数据不同步的问题。学校各个部门分别管理自己业务的相关信息，数据采集入口唯一。所有信息实现共享，当某个部门需要用到其他部门信息的时候，可以直接从网上获得，这样就避免了多部门的重复劳动，节约了人力成本，保证了数据的标准化存储。

（三）创建新型的学习环境，推进人才培养模式的改革。学校作为知识传授场所的功能存在一定的限制，而数字化校园建设能够更好的为学生创造一个开放的文化氛围，把更多的注意力放在培养学生主动学习研究，终生求知的能力上，促进身心健康，提高自身素质。并通过互联网与外部世界、以及社会的物质生产和知识生产建立十分广泛的而又深刻的联系，让学生生活在一种准社会的实践环境之中，互相接触、互相交往、互相启发、互相讨论、互相帮助，思想的火花不断并发，不断碰撞，不断整合，从而为开发人的潜能和实施个性化培养创造条件。

（四） 建设和充实数字化教学资源库平台，为信息化教学、远程教学与管理提供技术和资源基础。数字化校园建设以信息资源与信息服务为核心内容，实现数字化的学习、教学、科研和管理，创建数字化教学教学资源库，实现教学与管理的网络化、远程化、智能化，大大拓展了学校的概念，为学校的跨地域传播知识和远程业务管理提供了坚实的基础保障。

（五）各级领导管理决策数字化，提高管理决策的科学化水平。通过对各类数据的数字化处理，使领导者最大限度地拥有管理资源，能够集中集体的智力、智慧，便于明确决策目标，论证决策的必要性和可行性，为正确决策提供必要支持，进一步体现决策的科学化、民主化和透明化。

数字化校园环境建设的过程，不是一个简单的硬件加软件的建设过程，而是一个教育系统工程，应更加注重其在教育中的应用研究。数字化校园如何更好地为教育教学服务？学生、教师、家长以及社会如何在信息环境中受益？这应是教育信息化今后继续研究和努力的方向，也是数字化校园建设最根本的目的。数字化校园给人们提供了巨大的想象空间，随着教育信息化进程不断推进，职业学校数字化校园将会有更加美好的发展前景！

参考文献：

[1]陈厚峰.给数字化校园正名[J].计算机教育，2004，6：44-45.

[2]赵先民.构建数字化校园环境[J].中国教育技术装备，2003，（9）：43-44.

[3]叶成林，徐福荫，许骏.移动学习研究综述[J].电化教育研究，2004，（3）：12-19