数字农业的发展精选(九篇)

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第1篇：数字农业的发展范文

【关键词】中国；农业发展；资源环境；约束

中图分类号：F323.0文献标识码：A

一、前言

近年来随着我国经济的快速发展，我国的农业发展迅速，但是资源环境的约束也是越来越突出。在新的条件下，我们必须加强对其的研究，找到相应的解决措施，只有这样我国的农业才能得到更好的发展。

二、中国农业发展的成就

农业在我国国民经济中占有重要的基础地位，因此，正确认识和处理农业、农村和农民问题，始终是国家兴旺发达的根本问题。20世纪末，我国农业进入新的发展阶段，强有力推进了农业生产力的发展，农业形势一直保持旺盛势头。农业综合生产能力显著提高。自1999年，中国粮食生产能力已稳定在5亿吨以上，成为世界最大产粮国，畜产品和水产品产量每年都以超过10％的速度增长。目前，中国人均粮食、棉花、油料蔬菜、肉类、禽蛋、水产品产量，已达到或超过世界平均水平。非农产业发展迅速。目前，中国国内生产总值的1/3、财政收入的1/4、创汇的1/3、工业增加值的1/2、农村社会增加值的2/3、农民收入的1/3来自乡镇企业。农民生活水平显著改善。与此同时，精神文明和民主法制建设也取得明显进步。农村建立了村民代表会议制度和村务、财务公开制度，村委会选举已形成比较系统的规范，村民代表会议制度正在逐步普及。全国农村从总体上进入了由温饱向小康迈进的阶段。农业国际合作与交往发展迅速。自改革开放以来，中国引进了大量农作物和畜禽良种、种苗以及大批农业科技成果来发展我国的农业。同时，中国农业科技的国际交往也发展迅速，中国已与80多个国家有了农业交往，与40多个国家建立了密切的联系。同时中国还同13个国际农业研究中心有密切的关系，并积极开展了双边合作。

三、农业发展中的资源环境问题

1、农产品产地环境受到污染

近年来，由于工矿企业排放的“三废”，以及农业生产中大量使用的化肥、农药和农膜，导致我国部分农产品产地环境受到污染，尤其是大中城市郊区的农产品产地、工矿企业区周边的农产品产地、污水灌溉区的环境污染严重。

（1）农田土壤污染

目前，我国农产品产地土壤污染的总体形势较为严峻。据不完全调查，全国受污染的耕地约有1000万公顷，污水灌溉污染耕地216.7万公顷，固体废弃物堆存占地和毁田13.3万公顷，合计约占耕地总面积的1/10以上，其中多数集中在经济较发达的地区。

（2）农用灌溉水污染

我国农田有效灌溉面积仅5.59×107公顷，即只有约43%的耕地依靠灌溉水，而57%的耕地仍主要依靠降水。灌溉水质量对产地环境的影响是一个渐变的过程，如果从产地环境角度分析，目前真正受水污染影响的区域估计在20%左右，其中影响较严重的区域约占5%，受污染威胁面积约为6.50×106公顷。

（3）农区大气污染

由于部分地区大量燃煤，以及焚烧大量的农作物秸秆，导致农区大气污染。据估算，我国大气污染农田面积约533万公顷，占全国总耕地面积的5.6%，仅淮河流域因农田大气污染累计损失就超过1.7亿元。

2、耕地资源减少

耕地是农作物生长的基地，是农业生产首要的必不可少的物质条件。有效的保护耕地，是实现农业可持续发展的根本要求。然而，随着城市的不断扩张、城市化进程的加快，以及水土流失的加剧，我国耕地面积呈逐年减少趋势。《2008年国土资源公报》显示，2008年全国耕地总面积18.2574亿亩，较2007年净减少29万亩，减幅0.016%。其中建设占用耕地287.4万亩；生态退耕11.40万亩；灾毁耕地37.2万亩；因农业结构调整减少耕地37.40万亩；以上四项共减少耕地373.35万亩。同期，全国土地整理复垦开发补充耕地344.4万亩。

3、农业水资源短缺

水是农业生存和发展的命脉，是农业发展不可缺少的宝贵资源。当前，我国农业水资源短缺形势日趋严峻。首先，人均占有量少。我国水资源总量虽然不少，但人均水资源的占有量仅为世界平均水平的1/4。全国年缺水量近400亿立方米，约有3亿农村人口喝不上达标饮用水；农田受旱面积年均达200万公顷。其次，用水浪费严重。近年来，我国年供水量大约为5500亿吨，而农业用水量约占总量的70%，其中农田灌溉用水占农业用水的90%左右。据资料显示，我国农业用水灌溉定额普遍偏高，实际达到平均每亩灌水450立方米～500立方米，超出实际需水量的1倍左右，有的地方甚至超出2倍以上。据统计，中国农业灌溉水的利用率不到50%，1立方米水只能生产0.85公斤粮食，远低于2公斤以上的世界发达国家水平。

四、中国农业发展的资源约束

1、具有刚性约束特点的农业自然资源：耕地资源与水资源。

从一国拥有的自然资源禀赋看，无论是土地资源、林木资源、水利资源，还是矿藏资源，中国的资源基础储量都比较丰富，但人均占有水平较低，大多数资源都低于世界平均水平。农业生产所必需的耕地资源与水资源也不例外。中国人口约占世界总人口的21%，但耕地面积仅占世界的7%。从水资源拥有量看，中国平均每年可更新的淡水资源量为2.812万亿立方米，占世界约42.75万亿立方米可更新淡水资源的6.6%，可以说，中国的水资源与耕地资源存在同样的不利条件。水资源对农业生产的重要性可通过灌溉对粮食安全的影响来体现，因为中国75%的粮食作物生长在灌溉土地。对中国而言，相对较少的耕地资源和水资源是其农业发展固有的不利条件。除自然资源在国家间不均等分配的固有资源禀赋约束外，国内的城市和工业扩张都需要地理空间和水资源，进一步强化了农业生产的自然资源约束。随着经济的发展和城镇化、工业化、现代化的快速推进，农业与非农产业、农村与城镇在耕地和水资源等自然资源方面的竞争将日益激烈。由于农业比较利益低、农业对地方财政收入的贡献低于非农产业，在与非农产业和城镇的耕地和水资源争夺战中，农业和农村的弱势地位逐渐凸显，进而导致农业生产的耕地面积减少、耕地质量下降、水资源短缺的约束不断强化。

2、具有逐利性和软约束的农业社会资源：资金、劳动力与国际市场

与耕地和水资源的自然资源属性不同，资金和劳动力属于农业社会资源，而且流动性相对较强，其流动性约束是一种软约束。由于受到的是流动性软约束，资金和劳动力就有激励通过流动去寻求更高的投资回报率。总体而言，我国当前仍然是农业部门资金流向非农业部门，素质较高的农业劳动力流向非农产业。农村资金方面。2010年，农村投资的增幅仍低于城镇投资增幅4.8个百分点，农村投资在全社会固定资产投资中的比重进一步下降到13.2%。1995年以来，农村固定资产投资增长了14.43倍(按现价计)，城镇固定资产投资增长比农村固定资产投资增长高出约1倍。近年来，财政支农资金稳定增长，农业补贴规模继续扩大，农村金融服务有所改善。据中国人民银行统计，2010年末，主要金融机构及农村合作金融机构、城市信用社、村镇银行和小贷公司等农村贷款余额9.8万亿元，同比增长31.5%，高出同期各项贷款增速11.9个百分点；农户贷款余额2.6万亿元，同比增长29.4%；农林牧渔业贷款余额2.3万亿元，同比增长18.3%。但不可否认是农村民间资本仍向着投资回报率高的二、三产业转移，且各类金融机构或多或少地扮演着“抽水机”角色，农村农业资本依然缺乏，农民贷款仍困难。农村劳动力方面。农业从业人员继续减少，结构性矛盾显现。随着工业化和城镇化的推进，大量有文化的青壮年农村劳动力转移到城镇就业，农业从业人员数量和所占比重呈下降趋势。由于乡村人口基数大，目前乡村劳动力总量依然过剩，劳动力转移就业的压力还较大，但是结构发生了明显变化，农业青壮年劳动力短缺、农忙季节性短缺、区域性短缺问题开始显现，农村劳动力进入总量过剩和结构性短缺并存阶段。在全社会从业人员中，乡村从业人员总数和所占比重逐年下降。

3、具有边际报酬递减约束的农业现入要素：化肥和农药

现入要素的使用对农业发展，尤其是农作物增产的作用巨大，但仍然逃不出边际报酬递减规律。我国农业生产中的化肥使用效果已表现出相当明显的边际报酬递减现象。从不同农业生产资料来看，产品畜价格、机械化农具价格和农药价格相对比较稳定，饲料(2010年价格上涨8.3%)、农用机油(2010年价格上涨10.3%)和农业生产服务价格(2010年价格上涨10.3%)上涨明显，但是化肥价格持续下降。2010年，化肥价格在2009年下降6.3%的基础上进一步下降了1.4%，化肥使用可能已经到了极限。以农业生产中的氮肥使用效果为例。从国际比较看，中国氮肥施用量是美国的3倍、是法国的1.5倍、是德国的1.6倍，单位农田的氮肥施用量远远高于世界发达国家的用量。尽管粮食作物增产与氮肥施用量增加高度相关，但随着氮肥的大量使用，氮肥的肥效快速下降，其直接表现为氮肥促进粮食产量增加的效率下降。有研究指出，随着氮肥施用量的增加，水稻产量渐增，但增势减缓，到最高产量后，继续增加氮肥施用量，产量转而下降且肥料成本增加引发净收入减少。有专家分析认为长期过量使用化肥造成耕地贫化、土地板结和水土流失是氮肥肥效迅速下降的主要原因。在化肥施用技术没有取得重大突破之前，农民维持单位土地产出量就需要施用更多化肥，似乎陷入了“施用化肥—土地贫化—施用更多化肥—土地更加贫化”的恶性循环。农药的使用也没能避开边际报酬递减规律。多年来，我国粮食不断增产的重要原因就是化肥、农药等要素投入的增加，导致我国农业生产中的化肥、农药投入水平已经相当高。过量使用化肥会产生负面效应，同样，过量使用农药也有类似的结果。有学者利用多元线性回归方程，以1996～2008年省际时间序列数据为样本，对我国的农业实际生产情况进行了量化分析，结果表明农药使用量对粮食产量的回归系数在-10.664到0.978之间，变化不大，说明粮食产量几乎不受农药使用量的影响(张立超、翟印礼，2010)。贾卫国(2010)在江苏省12个城市的农化用品投入效率进行分析后，得出1/3的城市已处于农化用品投入规模过大、规模收益递减阶段的结果。此外，相关研究也表明，减少农药使用量并不影响农作物产量。按经济学的理论，在技术水平不变的条件下，增加要素投入所带来的边际报酬是一个先增后减的过程，而实践也表明，化肥和农药的投入使用也是遵这一规律。

4、能够突破资源边际报酬递减规律的农业科学技术

在农业科技方面，据农业部测算，2010年农业科技贡献率达52%，良种覆盖率达96%以上，种子统供率达到66%，粮食作物专业化统防统治率达12%，农业机械化水平达到52%。即便如此，我国农业科技含量低、科技创新能力不足、科技成果转化率低却是当前农业科技发展的现状。总体来说，科技进步在农业增长中的贡献率比发达国家低20～40个百分点。我国农业科技推广体系薄弱，推广能力不足，技术到户率不高，现实科技的潜力发挥不足，例如每年大约有6000项农业科技成果诞生，但只有不到1/3被利用。大型农机作业推广应用水平不高，导致土壤板结和质量下降，降低了土壤保水能力和化肥利用率，影响农产品产量和质量。农业用水约占社会用水的2/3，但农业用水效率仅及发达国家的一半左右。

五、展望未来的农业发展

1、农业政策的核心目标应当从实现食品的自供给安全，转变为改善农户的生计状况许多经济学者的研究证明，农产品产量的提高对农民收入的增长贡献甚微，因此，在粮食总产品连续3年保持增产(总产超过4.9亿t，2007年粮食总产量预计突破5亿t)的今天，如何在政府层面上保证农产品供给数量上的安全，同时实现农民实际收入的显著提高，是新农村建设中的一大难点。现在，中国处于一个开放的环境中，正视国际农产品市场应有的作用，应当是使农产品供给安全得以有效实现的一条重要途径。

2、应当尊重农民的意愿，保护并发扬农民的生产积极性长期以来，中国农业科技政策体系与农户生计目标相脱离，忽略了农民的自主意识，应当集中力量发掘传统农业的精华和乡土智慧，发挥农户的生产积极性。就像舒尔茨说过的一样：“在自己土地上的普通农民，具有超过来自富国的仅仅懂得经济学的专家的优势。他熟悉他的小块土地和当地气候，而且他能预期他的辛勤劳动将取得怎样的成功，而所谓的专家却一无所知。”事实上，农业产出增长的源泉，往往产生于最好的现有技术的扩散，而不是某一实验室新技术的发明，英国的农业革命、美国的土壤保持运动亦如是。

3、农业新技术的开发和扩散应能促进农民的充分就业中国农业自然资源的人口承载力业已不堪重负，而长期以来中国推广的农业技术却是以资本、土地密集型为导向的，不仅没有利用好最广大的劳动力资源，反而使得贫富差距不断加大。为求得可持续的经济和社会福利，必须把生态学原则结合到以农村充分就业为中心的战略之中，开发“生态技术”使农民能够就地“自我雇佣”，旨在促进农村的充分就业，并开创一系列的增值增收活动。

第2篇：数字农业的发展范文

关键词:县级数字农业系统建设总体构想

农业现代化是相对于传统农业而言的，其实质体现了当代科学技术在农业上的综合应用，它是一个历史的和动态的概念。在经历了原始农业、传统农业、工业化农业（石油农业或机械化农业）后，农业正在进入以知识高度密集为主要特点的知识农业发展阶段。近些年来，随着现代科学技术的迅速发展，世界上兴起了以生物技术和信息技术为主导的新的农业科技革命浪潮，新型的农业模式――“数字农业”应运而生。

一、数字农业在世界及我国的发展

1998年1月31日，美国副总统阿尔.戈尔在加利福尼亚科学中心发表了题为“数字地球：21世纪人类认识地球的方式”的演讲,提出“数字地球”（DigitalEarth）的概念，“数字地球”很快成为世界各国21世纪的发展战略。“数字农业”（DigitalAgriculture）是“数字地球”的组成部分，是“数字地球”的子系统。依据“数字地球”的概念和含义，“数字农业”是指在数字地球的框架下，以有关标准和规范为指导，以“3S”技术（即，GPS技术，全球卫星定位系统；GIS技术，地理信息系统；RS技术，遥感技术）为支撑，运用计算机网络技术、通讯技术，使数据获取自动化，解决海量数据的存储与分析问题，实现农业数据的网络化，农业预测决策的智能化，最终实现农业的信息化。数字农业同时也叫信息农业、智能农业、精细农业和虚拟空间农业。海湾战争后，卫星定位系统（GPS）技术的民用化，促使它在国民经济许多领域的应用研究迅速发展，推动了“数字农业”技术体系的广泛实践。1993年，美国开始试行数字农业模式。1993－1994年，数字农业首先在美国明尼苏达州的两个农场进行试验。结果用GPS技术指导施肥的产量比传统平衡施肥的产量提高30％左右，而且减少了化肥施用总量，经济效益大大提高。数字农业的试验成功，使得其技术思想得到了广泛发展。目前，美国20％的耕地、80％的大农场都已实行这种模式，数字农业必将得到普及和发展。1996年，北美约19％的300公顷以上的规模化农场已经利用GPS技术，目前北美已有2000台谷物康拜因安装有产量传感器。近些年来，欧美等若干国家已开始对玉米、甜菜、土豆、甘蔗、棉花等联合收割机进行产量计量传感的研究，以处方图读入装置的可自动选择种子类型、按处方调节播量的小麦精密播种机、自动施肥施药机、可控喷水量的喷灌机等，均有商品化生产。与智能化农业机械配套的GPS定位系统，可用于农田土壤、苗情、病虫、草害的信息采集和操作，通过电子传感器和GPS装在联合收割机上的仪器，在整个收获季节，可以不断地记录下几乎每平方米面积的产量及其它信息。GIS用于数据存贮、分析、处理和表达地理空间属性数据的计算机软件平台，主要作用于土地管理、土壤成份、土层厚度、土壤中氮磷钾有机肥含量、当地历年来的气温、降雨、雷灾及大风风速等，以及作物苗情、病虫草害的发生发展趋势、作物产量的空间分布等方面的空间信息数据库和进行空间信息的各种处理，为建立作物栽培管理的辅助决策支持系统，投入产出分析模拟模型和智能化专家系统，作出诊断，提出科学处方，指导科学调控制作。

进入90年代以来，信息技术的飞速发展，真正使农业产业产生新的变革。我国农业在过去的20多年时间里，有了很大的发展。但是，与国外发达国家农业相比，还有很大的差距，而且差距是全方面的，主要问题是：目前我国农业生产投入大、产出少，科技含量低，资源的利用率和转化率偏低。据统计，国外发达国家农业产量的提高，83．3％依靠科技投入，只有16．7％依靠耕地面积的扩张。因此，解决我国农业存在的问题，必须依靠科技进步，新型的现代农业取代传统农业已成必然之势。我国对数字农业的认识尚处于启蒙阶段，但政府对此已予以高度重视。1998年6月1日，主席在接见出席中科院第九次和中国工程院第四次院士大会时，提出了发展“数字中国”的战略。1999年12月，数字地球国际会议在我国召开，作为数字地球的主要应用领域之一的数字农业，成为大会讨论的主要内容。我国也已经在新疆和北京分别建立了用GPS技术和遥感技术控制农业机械操作的试验地。尽管在实现数字农业模式方面还有许多基础工作要做，需要大量投入，但进入实质性阶段，应该为时不远。数字农业反映了农业现代化的大趋势，它必将成为21世纪农业的崭新模式。

二、县级数字农业系统建设的必要性

县级农业在全省乃至全国有着重要的地位，起着特殊的作用。县级数字农业系统建设，可以使农业各个方面（包括种植业、畜牧业、林业）的各种过程（生物的、环境的、经济的）基本实现数字化；各种农业信息技术广泛地应用于农业；在农业的各个部门（生产、科研、教育、行政、流通、服务等）基本实现数字化与网络化管理。黑龙江省庆安县是全国绿色食品之乡、国家级生态示范区、全国商品粮基地县和国家A级绿色食品水稻生产基地。现以庆安县数字农业系统建设的必要性为例，来说明县级数字农业系统建设是必需的和重要的。这样，不仅可以促进县级农业信息化的发展，而且，也可以对全省乃至全国农业信息化的发展起到示范、引导和推进作用。

(一)提高农业生产技术水平的需要

我们现在的农业生产技术还相对落后，农业品种繁杂，优良品种普及率不高，农业生产技术还主要停留在经验型阶段，农业先进技术的推广应用速度不快，传统的农业生产方式还制约着农业的发展。实现数字农业，可以使各种农业科学技术与专家经验通过网络系统，直接传播到农民的千家万户，各种现代化的种植、自动化的灌溉、科学化的施肥、智能化的温室以及现代化的养殖、现代化的育林系统，将在县级逐步普及，从而加快提高县级农业生产技术水平。

(二)加快农业生物技术应用的需要

农业生物技术是现代农业中增加产量、提高品质的重要手段，而县级农业生物技术的应用还十分有限，以农业生物技术促农业发展和加速发展的潜力还非常巨大。只有实现数字农业，才能把农业生物技术信息与农业的发展紧密地结合起来，进而加大县级农业生物技术的应用范围。

(三)增强农民科学文化素质的需要

农民科学文化素质对农业的发展至关重要。但是，县级农民的科学文化素质还普遍不高，不能适应现代农业发展的要求。实现数字农业，通过网络的信息传递，农民将终身地接受最先进地科学文化教育和农业技术教育，必将加快提高县级广大农民的科学文化素质。

(四)促进农业向优质、高产、高效发展的需要

发展“两高一优”农业是市场经济的客观要求，县级各种农产品虽然单产不低，但农产品的品质普遍不高，直接影响农产品在国内外市场竞争的能力和农民的收益。实现数字农业，可以使农民通过先进的信息手段，运用先进生产模式，促进“两高一优”农业的发展。

(五)加大产加销一体的农业产业化步伐的需要

农业与工业不同，它既受自然规律的影响，又受市场规律的制约，属于弱质产业。农民一家一户的生产经营，规模小、风险大、效益差，很难形成主导产业和主导产品，很难形成区域优势。只有走销、种养加、贸工农、农科教一体化经营服务的农业产业化之路，才是农业走出弱质产业的根本途径。实现数字农业，各种农产品加工、保鲜、储藏都将得到电子信息技术的武装，提高自动化的程度；电子商务的应用，必将扩大县级农产品的国内外市场，广大农民将直接与国内外市场建立联系，了解国内外的市场动向，以便对农业的生产与销售做出相应的决策。

(六)保持农业可持续发展的需要

农业的可持续发展决定着人类的生存与发展。县级生态环境还存在着诸多不如人意的问题。实现数字农业，依靠宏观农业模型与宏观决策系统的支持，使县级的农业发展与农业环境资源治理协调统一；农业遥感技术和地理信息系统与农业模型的结合，将使县级对农业环境资源的动态监测工作更为完善；依托网络技术和数据库技术，及时正确地掌握农业环境资源数据，及时地制定和调整政策与对策，使县级农业沿着最合理的方向可持续发展。

(七)加速县级农业与世界农业接轨的需要

入世以后，我国的农业发展受世界农业的影响和制约，这是一个非常现实而又十分紧迫的问题，解决这一问题的关键在于实现数字农业，利用现代信息网络手段，应用最先进的农业技术，提高农产品质量，加强农产品竞争力，使农业技术，农产品质量和价格与世界接轨。

总之，建立数字农业系统，实现数字农业，必将使县级农业面貌得到极大的改观，农业会从一种低水平的依靠经验为主的产业，转变为一种高水平的依靠高新技术的产业，实现传统农业向现代农业的转变。

三、县级数字农业系统建设的总体构想

数字农业是发展现代化农业的大趋势，是一个挑战性的国家目标，是一项巨大的不间断的系统工程。抓好县级数字农业系统建设，将对全省乃至全国发展数字农业起到示范、引导和推进作用。县级数字农业系统建设的技术创新点，在于技术应用上的创新，在于系统管理上的创新，在于运行机制上的创新。

数字农业系统建设的着眼点应该是农业因素和过程的基本数字化，农业运行机制的基本数字化，农业信息技术全面应用的普及化。

数字农业系统建设的立足点应该是利用五年左右的时间，构建县级数字农业系统基本框架。重点是搞好五大系统建设，即农业数据库系统建设、农业控制系统建设、农业监测预测系统建设、农业决策支持系统建设和农业网络信息系统建设。

(一)构建农业数据库系统

农业数据库系统建设，主要侧重于三个方面，即农业生物数据库、农业环境资源数据库和农业经济数据库。农业数据库的建立，是数字农业的最基础工作。在建设过程中，遵循项目设计的规范化，坚持完备性、扩充性和实用性原则，充分保证数据一致性和完整性。在农业生物数据库方面，对各种农作物、畜禽水产生物、食用菌藻生物建立其品种、品系和近缘生物的数据库；各种农业病菌、农业昆虫、农业微生物建立其分类体系，特性特征、生态类型、生理小种的数据库。在农业环境资源数据库方面，建立尽可能完备的气候气象数据库、详尽的土壤资源数据库、水资源数据库和农业环境数据库。在农业经济数据库方面，建立比较完备的人口、土地、耕地，各种作物面积和产量，各种畜禽生物的数量，农民收入、农民消费、农民就业和乡镇财政等数据库。

(二)构建农业控制系统

农业控制系统建设，主要侧重于两个方面，即农业自动化和精确农业。农业自动化是将环境监测、数据采集、数据分析、数据传送与环境控制的软件和设施相结合的整套系统。精确农业由于播种、施肥、灌溉、用药等操作在用量上更为精确，因此，可以达到优质、高产、高效，并且将对环境污染减轻到最低的程度。在农业自动化方面，对粮食、蔬菜、畜禽产品的保鲜、储藏实施自动化技术；对温室大棚进行自动化控制。并且，把自动化技术应用于微生物发酵、农业菌藻生物的培育和农产品加工。在精确农业方面，应用现代信息技术、生物技术、工程技术等一系列高新技术，进行精确播种、精确施肥、精确灌溉、精确用药和精确收获。

(三)构建农业监测预测系统

运用地理信息系统（GIS）与遥感技术（RS），对农业环境资源进行监测和预测。地理信息系统是将系统科学、信息科学、计算机的数据采集、处理和分析模型，数据库技术与计算机图像技术密切结合起来的综合性技术。遥感技术是将空间技术、传感器技术、通讯技术与计算机技术相结合的综合性技术。地理信息系统与遥感技术的结合应用，将使农业资源环境的监测与预测得到根本性的改观。农业监测预测系统建设，主要侧重于五个方面

(1)农业土地、耕地、土壤、森林、草原、水面等各种农业资源的探测、评价与动态监测。

(2)各种农业灾害（洪涝、干旱、风暴、病虫害等）的实时监测与预测。

(3)各种农业作物面积与产量的监测与预测。

(4)农业环境（大气、土壤等）污染的监测与预测。

(5)各种农业作物、畜禽、水产，经济林木的地区适应性分布的研究，为农业产业结构调整提供依据。完成以上任务，需要与各种相应的农业模型相结合。

(四)构建农业决策支持系统

农业决策支持系统是应用各种专门的计算机软件，帮助对农业中的各种问题进行决策。农业决策支持系统建设，主要侧重于四个方面：(1)农业规划系统（PS）∶应用运筹学中的各种数学规划方法（如：线性规划，非线性规划，动态规划，整数规划，决策论等），对农业问题进行决策。

(2)农业专家系统（ES）∶应用专家经验的计算机软件，解决一些主要依靠专家经验进行决策的农业问题。

(3)农业模拟决策系统（SDS）∶将农业模拟与决策相联系，主要采用二种方法：其一，通过计算机的模拟性试验；其二，将模拟与专家系统相结合，这种方法与单纯的专家系统相比，其机理性较强，但在决策中还是要受到专家经验的局限。

(4)农业模拟优化决策系统（SODS）∶将农业过程的模拟与农业的优化原理相结合，在此基础上，做出各种农业决策的完整软件系统。SODS在农业生产指导上，既有很强的应用性，又有很强的通用性。同时，它还有预测的功能，可以提高农业生产的预见性。

(五)构建农业网络信息咨询系统

农业网络信息与咨询系统是向社会公众提供服务的窗口，包括部分业务数据、图形图像数据以及多媒体数据等。农业网络信息与咨询系统建设，主要侧重于硬、软件两个方面建设。就硬件建设而言，数字农业系统建设的各种信息都需要计算机网络荷载，这就需要建设好中心交互平台。就软件建设而言，数字农业系统建设需要搞好各类信息的处理，建设各种数据库，以满足各有关部门及用户的需要，这就需要建设好数字处理中心。搞好中心交互平台建设，中心交互平台是“数字农业”心脏，纵向上与国家、省、市 “数字农业”平台链接，下与各乡镇（林场）平台链接，通过乡镇（林场）平台与村及农户（包括林业生产点、养殖场）联网；横向与农、林、水、畜、机、气象等涉农部门局域网平台链接。搞好数字处理中心建设，数字处理中心是“数字农业”的“数字原料”集散地或贮存库，它把农业的各种原始数据，通过数字处理中心收集、整理、加工后，根据需要，分门别类的贮存于各种数据仓库。同时，它又把接收国家、省、市的需要再加工的各种信息，也贮存于数据仓库，供领导决策和涉农部门提取和使用。各有关系统加工后的“数字产品”和决策系统的信息，通过数字处理中心及时给用户，并在各种数据仓库中历史留存。

以上数字农业的五大系统建设，构成县级数字农业系统建设的基本框架。在其系统建设中，以数据库系统建设为基础，以控制系统建设为手段，以监测预测系统建设为工具，以决策支持系统建设为目标，以网络信息系统建设为窗口，重点突出中心互动平台建设。要在有代表性的重点乡镇，实行数字农业系统建设的试点工作。

参考文献：

[1]彭鹏,谢炳庚,侯伊林. 湖南师范大学.关于“数字农业”.农业现代化研究2000.4

第3篇：数字农业的发展范文

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4篇：数字农业的发展范文

关键词：数字农业；创新意识；任务驱动；人才培养

文章编号：1672-5913(2010)08-0011-03

中图分类号：G642

文献标识码：A

数字农业是将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、网络技术和自动化等高新技术与地理学、农学、生态学、植物生理学和土壤学等基础学科有机地结合起来。实现农业生产过程中对农作物、土壤从宏观到微观的实时监测：对农业生产中的现象、过程进行模拟，以达到合理利用农业资源，降低生产成本，改善生态环境，提高农作物产品质量的目的。由此可见，数字农业具有多学科交叉的特点。

高等农业院校的首要任务和根本功能是为农村经济建设培养和造就高素质的创造型人才。高等农业院校多学科的环境有利于各学科之间相互渗透和相互融合。在实际生产中许多问题的解决，单靠某一学科知识是难以实现的，这就需要各学科知识的有机结合。因此，在非计算机专业计算机应用基础教学中开展数字农业教育，有利于大学生将所学习专业知识与数字农业技术更好的结合，开拓大学生创新意识和发散思维。

1　创新意识和发散思维

创新是指在人类物质文明、精神文明等一切领域，一切层面上淘汰落后的思想、事物，创造先进的、有价值的思想和事物的活动过程。创新意识是指人们根据社会和个体生活发展的需要，引起创造前所未有的事物或观念的动机，并在创造活动中表现出的意向、愿望和设想。它是人类意识活动中的一种积极的、富有成果性的表现形式，是人们进行创造活动的出发点和内在动力，是创造性思维和创造力的前提。创新意识主要特征在于：①新颖性；②社会历史性；③个体差异性。创新意识的培养和开发是培养创造人才的起点，只有注重创新意识的培养，才能为成为创造人才打下良好的基础。

发散思维是指根据已有信息，从不同角度、不同方向思考问题，从多方面寻求多样性答案的一种思维形式，是创新思维的核心。传统教学中“重求同，忽视求异，重集中思维训练，忽视发散思维训练”。所以，必须克服单纯传授知识的倾向，注重顺向思维、逆向思维、多向思维的训练，培养学生思维的深刻性、批判性和创新性。具体来讲，就是引导学生的思考信息向多种方向扩散，提出各种设想、多种解答。对于农科大学生的培养可以将数字农业技术，与各专业知识紧密结合，这样对大学生创新意识和发散思维的培养有着重要意义。

2　数字农业教育与学生创新意识培养

大力发展数字农业教育、提高学生创新意识，是农业大学可以借鉴的一种新型复合创新人才培养方式。在这个过程中，应明确农业各学科专业人才的培养目标，改革高等农业教育内容和教学方法。结合我校实际情况，对相关专业进行分类，在国家计算机基础教学指导委员会要求的基础上，使数字农业知识融入到各学科中。

(1)农学类。包含：农学、植物保护、园艺、食品科学与工程、食品质量与安全、粮食工程、乳品工程等。重点设置课程内容包括：虚拟植物与虚拟农业、农业数据统计分析，农业专家系统，农业信息化等。

(2)农业经济管理类。包含：工商管理、会计学、农林经济管理、信息管理与信息系统、保险学、国际经济与贸易、农村区域发展等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、农林数据处理技术、农业数据统计分析、农业专家系统，农业信息化等。

(3)资源管理、环境类。包含：农业资源与环境、环境科学、生态学、土地资源管理、资源环境与城乡规划管理等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、农业数据统计分析、“3S”技术等。

(4)农业工程类。包含：机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化、农业电气化与自动化、农田水利工程等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、“3S”技术、精准农业技术、虚拟农业技术、农业数据统计分析、农业信息化等。

根据以上课程内容设置，培养目标是培养具备博、专结合的，具有创新精神和创新意识的人才。将数字农业教育作为农业大学特色教育可以满足复合型人才培养的要求。当前，大学对学生个性、特别是学生的创造性的培养重视不够，缺乏特色教育，使创新型人才培养失去了一条有效的途径。然而，创新型人才发展的基础在于个性的和谐、全面、自由发展。因此，为了培养创新型人才，大学应建立一个内容广泛的课程体系，实现普通教育与特色专业教育的平衡。避免存在过分专业化的倾向，加强普通教育课程，提高专业特色教育课程的质量和水平。因此，在农业大学开设数字农业特色课程教育，广泛设置跨学科课程、甚至跨学科辅修，可以促进学生综合素质的提高。

3　数字农业教育与学生创新意识培养的对策

高等农业教育要适应数字农业对人才的需求，必须引进新观念，积极探索新型人才培养模式，分析数字农业市场对人才的需求；在教育观念、人才培养目标和培养模式、专业调整、课程体系等方面进行探索、改革与创新；并结合我国的实际，吸收国外的成功经验，建立我国现代化农业教育内容和教育方法体系。具有体现在以下几个方面。

3，1明确高等农业院校的地位

在数字农业建设中，高等农业院校是培养数字农业人才的基地。高等农业院校的首要任务和根本功能是为农村经济建设培养和造就高素质的创造性人才。由于高等农业院校具有多学科的优势，所以它能为农业的发展培养输送大批的农业人才，不仅能适应现在社会发展的需要，还要具有一定的超前意识，特别是能培养出数字农业所需要的高层次人才。

3，2整相关课程设置

按照数字农业的要求，拓宽各专业口径，调整各专业课程设置，增加数字农业所涉及的课程和教学内容。如进一步加强“3s”技术、网络技术、人工智能，数据库原理等课程的教学，鼓励学生跨专业选课。如可以给农科相关专业的学生增设网络技术、人工智能等课程，在现有大学计算机基础上进一步加强计算机应用技术、网络技术等课程的教学，使学生了解社会需求和学科前沿发展方向。

3，3运用数字农业学科特点，激发创新意识

数字农业课程不同于其他学科，是一门理论和实践相结合的基础性课程，具有文化性、应用性、发展性和模块化等特点。学生的创新意识是在对数字农业特点、内容发生兴趣时引发的。因此，教师在备课时尽可能挖掘学科的创新思维因素，在导入新课时尽可能创设学生感兴趣的教学情景，介绍最新的数字农业技术的发展状况，唤起学生的创新意识。

3，4实施任务驱动

培养创新能力，鼓励、指导学生大胆灵活地运用已学知识，解决实际问题是培养学生创新精神与创新能力的有效方法。知识及技能的传授应以完成典型“任务”为主，任务是一堂课的核心，是学生学习知识的外在动力。在设计数字农业教学的时候，应当注意布置与学习内容相应的任务，如为让学生掌握专家系统的创建，可以布置专家系统的基本使用任务，收集某类专家系统的知识等。让学生主动参与到学习活动中来，鼓励学生大胆尝试操作，遇到问题和困难时，要多问、多讨论，发扬团队协作精神。在解决这些实际问题的过程中，可以组织学生开展讨论班，互相交流方法，互相启发思路，以实现解决实际问题与培养创新能力的有机统一。

4　结语

第5篇：数字农业的发展范文

关键词：数字化；信息采集控制；温室大棚

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）07-0213-02

从传统农业方式向数字化现代农业方式过渡阶段，在农业生产过程中占据重要作用的是温室大棚的数字化和智能化，它能最大限度地改变粗放的传统农业生产经营方式，并大幅度提高温室大棚的生产功效和产量、质量，推进农业信息化进程的飞速发展，实现“手机或者电脑也能种地”的宏伟蓝图。

在我国农业种植中占比重较大的是温室大棚种植方式，这样可以极大地丰富人民群众的日常成活消费水准，而传统的温室种植也可以实现这个目的。但是由于传统种植方式无论是对作物的种植还是对生长环境的控制基本凭借经验和感觉来实现，导致温室种植的效率、产量和质量不够高。

对温室大棚采取数字化的智能监控可以免除棚内种植的作物受空间和时间的约束，可以全年没有间歇的种植和收获，获得的农产品产量高、质地优良。根据温室大棚种植作物的高投入和高产出，以及高效益的特殊生产方式，结合不同作物不同时期的生长需求，对温室内的环境参数进行适当调控，可以提高作物产量、改善质量，极大提高农产品的经济效益。

1现阶段温室大棚的国内外现状

随着我国农业现代化程度的不断提高，要求农业生产必须高效产出，因此提高农业设施的科技含量是当前农业发展的重中之重。依据我国“十二五”发展规划纲要和“农业农村信息化”发展规划要求，为实现农业生产产业化经营模式的尽快推进，最大程度的提高农业生产的智能化、数字化程度，必须尽快全面实施数字化农业智能监控系统进行环境数据采集和控制，为实现“智慧农业”或“数字信息化农业”提供契机和动力。将数字化环境监控系统应用在温室大棚的环境信息采集和监测、生产意外情况预警、设施环境智能调控和农作物长势诊断等领域，可以大大提高农业生产的效率和产量，使得传统的粗放农业大棚生产方式得到极大改进，为农业生产数字化程度的提高提供高效、科学、合理的依据和支持。

而我国现阶段的传统种植经营管理模式，大部分都是依靠种植者摸索经验和感觉来实现作物生长期间的通风遮阳、灌溉加湿、温度调节等各项指标，需要消耗大量人力，实时性差，生产效率低下，一旦判断有误或偏差大就会造成资源浪费或者产量减少。也有一部分温室大棚简单的实现了数字化但成都不高，只能够进行基本的温度、湿度采集，然后根据采集的数据人工实现环境调节，如浇水、遮光或通风等，无法完全实现数字化、智能化。

而且即使实现了智能温室环境监控系统，仍然存在很多问题。例如对于使用有线传输的场合，当温室大棚面积较大时，布置的采集信息点也较多，因此铺设的线路也是错综复杂的，这样的情况对于使用和维护都带来一定的难度，受到很大程度的限制；其次大部分的通信都是采用有线传输，在温室内部温度高、空气潮湿，土壤和空气具有较强的腐蚀性，容易损坏通信电缆出现故障，使系统的可靠性降低。

国外的数字化温室大棚监控系统程度较高，随着在斯坦福大学召开的基于Internet的远程监控诊断会议的成功举办，基于Internet的远程监控诊断示范系统被开发并得到了制造行业、计算机行业和仪器仪表行业等多家公司的大力支持。随着网络技术的不断发展，数字化程度较高的控制系统不但在工业领域得到较大的发展，也逐渐的渗透到农业生产的各个领域。而我们原来采用的传统监控系统不够精细和高度数字化，已经无法满足国家社会发展步伐对现代化农业生产的精细要求，因此人们也越来越认识和重视到数字化监控系统在农业生产中的巨大作用，监控系统也发生了很大的改变，正在向远程监控逐渐过渡，这使得农业远程监控自踊生产成为现实。

2数字化温室大棚的实现总体方案研究

数字化温室大棚为了实现远程环境监控，必须借助网络对远程端进行监视和控制，完成环境参数采集、参数调节、远程控制和故障恢复等操作。因此系统方案采取基于B/S结构的模型来实现，其中的服务器端运行在Web服务器上，是搭建在主控制端的；而客户端运行在远程本地客户机上，主要用来采集环境信息数据，并进行数据分析。数字化远程监控系统是以网络作为通信平台，以HTTP技术为基础，充分利用现有的网络资源，实现信息的实时获取和实时控制以及信息、资源的合理化配置，能够简单、高效的实现系统配置控制目标，也是农业生产中普遍应用网络实施的远程监控模式。

第6篇：数字农业的发展范文

创新是指在人类物质文明、精神文明等一切领域，一切层面上淘汰落后的思想、事物，创造先进的、有价值的思想和事物的活动过程。创新意识是指人们根据社会和个体生活发展的需要，引起创造前所未有的事物或观念的动机，并在创造活动中表现出的意向、愿望和设想。它是人类意识活动中的一种积极的、富有成果性的表现形式，是人们进行创造活动的出发点和内在动力，是创造性思维和创造力的前提。创新意识主要特征在于：①新颖性；②社会历史性；③个体差异性。创新意识的培养和开发是培养创造人才的起点，只有注重创新意识的培养，才能为成为创造人才打下良好的基础[2]。发散思维是指根据已有信息，从不同角度、不同方向思考问题，从多方面寻求多样性答案的一种思维形式，是创新思维的核心。传统教学中“重求同，忽视求异，重集中思维训练，忽视发散思维训练”。所以，必须克服单纯传授知识的倾向，注重顺向思维、逆向思维、多向思维的训练，培养学生思维的深刻性、批判性和创新性。具体来讲，就是引导学生的思考信息向多种方向扩散，提出各种设想、多种解答。对于农科大学生的培养可以将数字农业技术，与各专业知识紧密结合，这样对大学生创新意识和发散思维的培养有着重要意义。

2数字农业教育与学生创新意识培养

大力发展数字农业教育、提高学生创新意识，是农业大学可以借鉴的一种新型复合创新人才培养方式。在这个过程中，应明确农业各学科专业人才的培养目标，改革高等农业教育内容和教学方法。结合我校实际情况，对相关专业进行分类，在国家计算机基础教学指导委员会要求的基础上，使数字农业知识融入到各学科中[3]。(1)农学类。包含：农学、植物保护、园艺、食品科学与工程、食品质量与安全、粮食工程、乳品工程等。重点设置课程内容包括：虚拟植物与虚拟农业、农业数据统计分析，农业专家系统，农业信息化等。(2)农业经济管理类。包含：工商管理、会计学、农林经济管理、信息管理与信息系统、保险学、国际经济与贸易、农村区域发展等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、农林数据处理技术、农业数据统计分析、农业专家系统，农业信息化等。(3)资源管理、环境类。包含：农业资源与环境、环境科学、生态学、土地资源管理、资源环境与城乡规划管理等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、农业数据统计分析、“3S”技术等。(4)农业工程类。包含：机械设计制造及其自动化、农业机械化及其自动化、农业电气化与自动化、农田水利工程等。重点设置课程内容包括：决策支持系统、“3S”技术、精准农业技术、虚拟农业技术、农业数据统计分析、农业信息化等。根据以上课程内容设置，培养目标是培养具备博、专结合的，具有创新精神和创新意识的人才。将数字农业教育作为农业大学特色教育可以满足复合型人才培养的要求。当前，大学对学生个性、特别是学生的创造性的培养重视不够，缺乏特色教育，使创新型人才培养失去了一条有效的途径。然而，创新型人才发展的基础在于个性的和谐、全面、自由发展。因此，为了培养创新型人才，大学应建立一个内容广泛的课程体系，实现普通教育与特色专业教育的平衡。避免存在过分专业化的倾向，加强普通教育课程，提高专业特色教育课程的质量和水平。因此，在农业大学开设数字农业特色课程教育，广泛设置跨学科课程、甚至跨学科辅修，可以促进学生综合素质的提高。

3数字农业教育与学生创新意识培养的对策

高等农业教育要适应数字农业对人才的需求，必须引进新观念，积极探索新型人才培养模式，分析数字农业市场对人才的需求；在教育观念、人才培养目标和培养模式、专业调整、课程体系等方面进行探索、改革与创新；并结合我国的实际，吸收国外的成功经验，建立我国现代化农业教育内容和教育方法体系。具有体现在以下几个方面。

3.1明确高等农业院校的地位

在数字农业建设中，高等农业院校是培养数字农业人才的基地。高等农业院校的首要任务和根本功能是为农村经济建设培养和造就高素质的创造性人才。由于高等农业院校具有多学科的优势，所以它能为农业的发展培养输送大批的农业人才，不仅能适应现在社会发展的需要，还要具有一定的超前意识，特别是能培养出数字农业所需要的高层次人才。

3.2调整相关课程设置

按照数字农业的要求，拓宽各专业口径，调整各专业课程设置，增加数字农业所涉及的课程和教学内容。如进一步加强“3S”技术、网络技术、人工智能，数据库原理等课程的教学，鼓励学生跨专业选课。如可以给农科相关专业的学生增设网络技术、人工智能等课程，在现有大学计算机基础上进一步加强计算机应用技术、网络技术等课程的教学，使学生了解社会需求和学科前沿发展方向。

3.3运用数字农业学科特点，激发创新意识

数字农业课程不同于其他学科，是一门理论和实践相结合的基础性课程，具有文化性、应用性、发展性和模块化等特点。学生的创新意识是在对数字农业特点、内容发生兴趣时引发的。因此，教师在备课时尽可能挖掘学科的创新思维因素，在导入新课时尽可能创设学生感兴趣的教学情景，介绍最新的数字农业技术的发展状况，唤起学生的创新意识。

3.4实施任务驱动

培养创新能力，鼓励、指导学生大胆灵活地运用已学知识，解决实际问题是培养学生创新精神与创新能力的有效方法。知识及技能的传授应以完成典型“任务”为主，任务是一堂课的核心，是学生学习知识的外在动力。在设计数字农业教学的时候，应当注意布置与学习内容相应的任务，如为让学生掌握专家系统的创建，可以布置专家系统的基本使用任务，收集某类专家系统的知识等。让学生主动参与到学习活动中来，鼓励学生大胆尝试操作，遇到问题和困难时，要多问、多讨论，发扬团队协作精神。在解决这些实际问题的过程中，可以组织学生开展讨论班，互相交流方法，互相启发思路，以实现解决实际问题与培养创新能力的有机统一[4]。

第7篇：数字农业的发展范文

关键词：数字化；设计；农机；应用

1关于数字化设计技术

数字化设计是随着计算机在各个行业应用和辅助下而诞生的一门新型技术，因此，数字化设计技术的核心和发展，其实是以计算机信息处理技术在数字领域的升级与应用为依托（如压缩与编码）。CAD（计算机辅助设计）就是最早应用在设计与制造行业中的数字化技术，而且涵盖非常广泛，有效推动了设计技术的应用与升级，也在很大程度上拓宽了数字化设计技术的应用领域。[1]数字化设计技术的关键是以打造呈现产品形态的信息平台为基准，借此生成以计算机为核心的数字化模型，然后再将其渗透到产品开发的各个环节，从而实现不需要再借助实物模型就可以完成产品开发的目标。其核心优势主要体现在如下几个方面。

1.1优化设计的实用性与消解缺陷

不同的设计环节，会对产品生出不一样的定义，具有很大的不确定性；而且各个类型的定义模块在彼此转化时，非常容易造成数据的流失。这就造成数字化设计会形成定义产品的单一模型，但这种单一性会随着信息密集程度的改变而导致产品模型也随之发生转化，如全信息化模型和集成类产品模型的差别。对数字化设计而言，这其实是一种有效的技术辅助，从而让设计更具针对性与有效性。但同时，因为数字化设计的概念还是过于抽象，所以会在制造环节存有不足之处,需要反复修改和测试。这会加大成本的耗损，并拉长了产品上市的时间。为此，需要在制造实物模型之前，先进行大量且有效的仿真分析与测试，不断消解设计缺陷。

1.2优化数字化设计合作

对于所有的设计工作者而言，一个产品项目的设计与开发，必须结合不同小组的特色与优势来进行科学化的分工协作。唯有这样，才能实现技术优势的全面整合，共同搭建出更加完善和具有可行性的数字化制造模型，以此提高设计和开发的效率。

1.3减少对实物模型的依赖

数字化技术的应用，让设计越来越脱离了对实物模型的依赖，并且可以通过仿真技术的不断测试和分析，将设计中存在的缺陷尽可能地剔除，从而达到制作出与设计要求最匹配的实物模型。这将大大缩减产品的开发成本，提高设计的成功率与效率。

2数字化设计技术在农业机械设计中的应用

2.1行业竞争推动数字化技术的普及

随着社会的进步与发展，农业机械设计越来越希望让消费者具备更多的选择性。因此应用创新和减少故障发生率，成为优化农业机械产品设计的必经之路。为了降低常见故障的发生，在设计时就必须采取相应的改进方法，并提前进行仿真推演与测试，一旦验证了改进方法的有效性，就能将制造与生产环节的成本纳入可控范围，极大地增强了企业在同类农业机械产品中的竞争力。于是更多的农业机械制造企业为了赢得市场，就会加大在设计环节的创新投入来获取消费者的认可。农业机械行业采用以数字化技术为支撑的决策模式，相继开发出了知识型数据库，进一步加大了整个行业对数字化设计技术的应用程度。

2.2在普及中优化了虚拟化现实技术

数字化技术应用的普及和升级，加快了农业机械产品设计向虚拟化现实技术的转化，并通过融入和吸收诸如多媒体与3D图形新形态，让设计者在进行产品设计时拥有了更为真实的多维体验，也让用户能对产品的性能有了更具体的视觉感受，极大地优化了产品性能和提高了上市成功的概率。特别对于农业机械这种相对复杂的产品，设计意图与应用效果之间会存在很大的差距。虚拟化现实技术的出现，不仅有效解决了农业机械的设计与应用两个环节无法实现无缝对接的难题,而且优化了针对农业机械的设计周期长、内部结构复杂等问题的处理办法，让农业机械的产品性能通过模拟性应用来进行验证，然后再根据验证情况着手进行改进。在设计目标完成后，便可让目标用户来对产品结构和性能进行模拟应用评估，并从他们口中得到最有效的反馈建议，使产品在上市后就能获得用户的极大认可。目前农业机械设计，首先是借助CAD系统形成模型，再将其导入虚拟环境中，以此提高设计的可视化程度。其次是利用VR-CAD（虚拟现实-计算机辅助设计）系统帮助设计者在虚拟化的环境中进行设计。但我国在虚拟化技术层面的研究还处于相对滞后的阶段，仍需对更为系统和完善的研究理论与应用方案进行深入探索。

2.3加强数字化设计的协同性

农业机械生产企业既要参与市场竞争，同时又要实现跨企业的协同合作，以满足客户越来越个性化的定制需求。因此协同化设计同样成为农机企业生存与发展的重要经营手段，并可能成为整个行业创新发展的重要方向。为了从浩瀚的技术信息与零件资源中找到有效的资讯，就必须对搜索技术加以优化。比如某个服务器存储了上百万的零件信息，而且还在不断成级数增加。农机企业在进行新产品设计时，就要对需要的零部件的参数和性能进行搜索，并且探讨怎样才能匹配到有效的供应商客户端。随着数字化设计技术在农业机械领域应用影响的不断扩大，设计者、供应商与制造商之间，必须在设计端就要开展深入的协同合作，才能借助各自的资源与软件技术优势，实现新型农业机械产品的不断升级，并从设计和制造两个环节不断提升产品的国际竞争力和生产效率，并确保达到最佳的制造品质。

3农业机械数字化设计技术的创新之处

农业机械本身属于制造业的范畴，产品种类齐全且复杂，优势是国内外的市场需求体量非常巨大。近年来，我国企业将数字化技术应用于大型农业机械的研究与开发，其力度越来越大。通过引进更多的工程技术和仿真技术来对产品性能进行设计和检测，希望能借此不断优化产品结构和性能。对今后的研发趋势应多关注如下几个重点。

3.1强化产品的创新思维

以往产品创新只是针对少数用户，根据他们的需求对产品原有技术做一些优化，在局部功能上改善和某些实用操作上升级，进而满足他们的需求。而今后的农业机械设计将更加重视产品的原始创意设计，将以克服人们农艺作业上的困难和满足人们对生产力提升的需求（含潜在的需求）为创新点，通过对某一需求市场的分析，并在得到评估和确认后进入到技术层面的匹配性论证，然后对具体产品设计中的各种难题逐一筛选与解除，进而切入到制造环节各种元件的经济技术指标的分析、供应商设备和配件的优选和确认，以及更细化的加工流程的取舍和确认。

第8篇：数字农业的发展范文

关键词：农业机械化工程；人才培养；教学资源；数字样机

Digital prototyping for teaching resources of agricultural mechanization engineering

Yang Xin, Li Jianping, Feng Xiaojing, Liu Junfeng

Agricultural university of Hebei, Baoding, 071001, China

Abstract: The technology connotation and the development principle of the digital prototype instructional resource were put forward through digital prototyping method. The digital prototype models of the typical components, mechanisms and machines were founded with the digital prototyping for the agricultural mechanization engineering instructional resource, and the various forms of simulation teaching based on these digital prototype models were carried out such as mechanical structure learning, the mechanism motion analysis, and the working principle demo.

Key words: agricultural mechanization engineering; talent cultivating; teaching resources; digital prototyping

我校省级重点学科农业机械化工程，多年来一直坚持“非实习不能得真谛，非实验不能探精微”的教学理念，取得了很好的教学成果[1-3]。但在知识经济和科学技术飞速发展的今天，农业生产作业方式正向保护性耕作、精准作业、设施栽培等现代化作业方式转变，农机装备也随之向高效、精细、节能和可持续的方向发展。未来若干年，是传统的农业机械化工程逐步向现代农业机械化工程提升的关键时期，农业机械化工程学科不仅要发展外延，更要着重向内涵拓展，培养高质量人才，出高水平成果[4]。考虑新形势下农业机械化工程教学的服务面向，以提高教学水平为主，不增加教育成本，开发高质量的农业机械化工程数字样机教学资源，构建农业机械化工程实验实习教学网络平台，已成为农业机械化工程教育信息化和现代化的迫切需要。

1 数字样机教学资源技术内涵与开发原则

1.1 数字样机教学资源技术内涵

数字样机开发(Digital Prototyping)是把一个创意变成一个可以向客户推销的数字化产品原型的全过程，是科学研究中新产品设计开发的一种现代化技术手段。利用数字样机开发技术可使得概念设计、工程设计、制造、销售和市场部门在产品制造之前虚拟地体验完整的产品[5]。工业造型师、设计工程师和制造工程师使用数字样机技术在整个产品开发过程中对产品进行设计、优化、验证和可视化。市场人员可以使用数字样机技术在产品制造之前创建产品的真实感，渲染和在实景环境中的动画模拟。目前，数字样机技术在机械、电子、航空、汽车、动力工程等诸多领域得到了广泛的应用。

数字样机教学资源是指利用数字样机开发技术对教学资源进行处理，可以在多媒体计算机及网络环境下运行的多媒体数字化教学材料。按处理的对象划分，数字样机教学资源可分为典型零部件、典型机构和典型样机等；按信息的呈现方式划分，数字样机教学资源可分为数字化图像、投影、视频以及网上教学资源等。与传统的教学资源相比，数字样机教学资源有开发技术数字化、处理方式多媒体化、信息传输网络化等特点。数字样机教学资源是一种动态的教学素材库，基于数字样机教学资源可以在不同教学单元间和教学平台上共享数字样机模型数据。

1.2 数字样机教学资源开发原则

开发数字样机教学资源应遵循教学性、科学性、开放性、通用性、层次性的原则。

(1)教学性原则：数字样机开发技术本属于科学研究中新产品设计开发手段，将其用于教学资源的设计开发中，与科研产品开发有着本质的区别。科研产品开发的目的是得到市场需求的新型产品，满足人们对产品的功能需求，而数字样机教学资源应能满足教与学的需求。

(2)科学性原则：数字样机教学资源应能正确反映科学知识原理和现代科学技术，所构建的样机模型应该尽量按实际设备进行1:1建模，按实际工作原理进行运动、动力仿真参数设置。

(3)开放性原则：数字样机教学资源应确保在任何时候、任何地方、任何师生都可以将自己的数字样机作品纳入其中，可以通过网络论坛设置不同身份的会员机制，给每一位使用者(教师、学生等)提供提交建议、上传作品的许可认证接口，尤其是对学生提交的课程设计、毕业设计成果进行审核认定，及时充实和更新教学资源库。

(4)通用性原则：在相应的技术标准规范下，数字样机教学资源应能适用于不同的教学情境和多种形式的学习，适用于针对不同专业而设置的同门类学科通论类课程，最大限度地共享资源。

(5)层次性原则：数字样机教学资源应实行模块化管理，使学习者通过对不同层次资源的使用和重组，方便进行课程或知识体系的筛选，最大限度地发挥资源的个性化定制潜能。

2 农业机械化工程数字样机教学资源开发

2.1 将现有教学资源进行数字样机建模

将现有的教学资源进行数字样机改造是把现行教学中使用的载体进行数字化改造，形成数字化模型资源。现有教学资源包括两大类：一是教研室和实验室原有成熟的实物教具、机构模型、零部件结构挂图等。二是在课程设计和毕业设计中师生创作的机械机构作品，包括展示型作品、师生交流作品集、教师对学生进行评价的作品等。将这些教学资源进行数字化样机设计，建立虚拟教学模型，主要是三维立体模型的制作和开发。图1所示是根据几种典型农机部件实物教具建立的数字样机模型。

(a)典型零件模型

(b)典型部件模型

图1 实物教具数字样机模型

可以筛选一批典型资源设立学生设计研究计划项目，让学生参与教学资源建设，并借助设计过程提高学生对现代数字化设计软件的应用能力，将学生技能教育融于教学中，并兼顾提升学生从事科研工作的能力，提前熟悉一些主流设计软件的使用方法和操作技能。

2.2 将科研产品数字样机进行教学型转化

在农业机械化工程诸多核心课程教学中，除了加强理论课程的基础知识外，更要体现学科前沿知识，在实践环节中融入最新科研成果，将学科前沿知识带给学生，让学生对专业方向有更好的把握和定位。如今农业机械产品开发已经采用了数字样机开发技术，许多产品生产之前需要借助产品数字样机进行功能和行为的仿真模拟，在产品开发过程中更是借助数字化手段对研究对象反复仿真分析和评价[6-9]。开发完成的产品本身就是很好的教学资源，尤其是一些新机构、新部件的结构原理、动态特性等。图2所示是在科研项目中开发的新型机械装备和核心部件运动仿真分析模型。

(a)果园风送喷雾机 (b)零速投种运动仿真

图2 科研产品数字样机模型

通过多媒体技术把典型科研产品设计和仿真过程进行录制、编辑等，形成用于课程教学的素材。这要求任课教师在参与科研工作的同时捕捉可用于教学的信息，及时收集科研工作中的教学素材，这也有助于科研工作本身的总结和提高。

2.3 将调研产品数据作为数字样机资源补充

调研数据主要包括旧式农具、农民自制农具和新型农机产品等。这些农具或农机产品是目前教材中没有的产品类型，但它们对了解农业机械发展历史和目前农村使用农机的现状有着不可替代的作用。通过学生假期社会实践活动，可以搜集到大量旧式农具、农民自制农具和新型农机产品的数据信息。筛选出比较有代表性的机具产品进行数字样机建模，如图3(a)所示是我国北方农村现存不多的小麦播种开沟农具，这种农具曾在我国小麦播种区域有着广泛的应用，改革开放后逐渐淡出历史舞台。图3(b)所示是目前北方农村玉米播种区域广泛使用的一种勺轮式玉米精量免耕播种施肥联合作业机，适用于对包衣后的优质玉米种子进行精量播种。

(a)播种开沟旧式农具 (b)玉米精量免耕播种机

图3 调研产品数字样机模型

3 数字样机教学资源应用

3.1 农业机械学省级精品课教学应用

农业机械学是我校农业机械化及其自动化专业必修的一门理论和实践紧密结合的课程，2003年已经建设成为省级精品课。我们建立的各种数字样机教学资源在农业机械学省级精品课建设过程中得到了很好的应用。在理论课和实验课教学课件中采用的数字样机模型包括耕整地机械、播种机械、中耕管理机械、收获机械、植保机械等。各种模型素材在各个理论教学单元中以图片、动画等形式体现，其中动画素材与理论教学课件素材占总量的50%以上。尤其是对于结构认知课，学生通过逼真的数字样机模型分解视图和生动的三维动画模拟演示，很快理解了在理论课程中所讲的基础知识。

3.2 “农业机械化工程实验实习教学网”应用

“农业机械化工程实验实习教学网”是河北省重点学科农业机械化工程的重点建设内容之一。该教学网于2009年5月开通试运行，其内容以农业机械化及其自动化本科专业课和业务素质课的实验和实习教学为主体内容，以省级精品课农业机械学的实验和实习教学为核心，兼顾农学、园艺、畜牧、植保等非机化专业的农机化概论、草业机械化、植保机械等选修课程实验教学。学生实名注册为会员后可选择相应内容学习、下载资料、参与师生互动交流等，实现网络教学。图4所示是农业机械化工程实验实习教学网首页，通过链接数字样机教学资源，能够让学生在任何地方学习农业机械基础知识和了解学科发展动态，起到事半功倍的效果。

图4 数字样机教学资源网络教学应用

4 结束语

为适应农业机械化工程学科向内涵拓展，培养高质量人才的时代要求，利用数字样机开发技术建立了大量数字样机模型作为农业机械化工程学科的教学资源。通过将现有教学资源进行数字样机建模、将科研产品数字样机进行教学型转化和将调研产品作为数字样机资源补充的途径，完成了一套比较完善的典型零部件、典型机构和典型样机的数字化模型。并把这些模型应用到了农业机械学等课程教学和“农业机械化实验实习教学网”建设中，开展多种形式的仿真教学和网络教学，为加快农业机械化工程教学由传统模式向现代模式的转变提供了实践性参考。

参考文献

[1] 冯晓静,刘俊峰,杨欣.农业机械学课程教学改革思路[J].中国农机化,2004,3:67-68.

[2] 杨欣,冯晓静,刘俊峰.农业机械化及其自动化专业CAD教学研究[J].农机化研究,2005,5:275-277.

[3] 冯晓静,刘俊峰,钱东平,等.面向21世纪农业机械化工程实践教学的探讨[J].中国农机化,2007,5:87-88.

[4] 中国农业工程学会.农业工程学科发展报告(2010-2011)[M].北京:中国科学技术出版社,2011.

[5] 吴菌.数字样机真的是老生常谈吗?[J].中国制造业信息化,2007,7:60-62.

[6] Yang Xin, Feng Xiaojing, Liu Junfeng.Virtual Assembly Associative Design and Finite Element Analysis for Digging Spade of Potato Harvester [C]. Proceedings of 2007 International Conference on Agricultural Engineering, 2007: 426-431

[7] Xin Yang, Junfeng Liu, Jin Tong. Virtual Assembling Associative Design for Digging Spade of Potato Harvester [C].International Agricultural Engineering Conference, Bangkok, Thailand, 2005.

第9篇：数字农业的发展范文

关键词：现代农业信息化；关键技术；创新

1现代农业信息技术创新

1.1现代农业信息技术创新的主要特点和趋势

科技的发展推动现代农业技术的不断创新，在这样的过程中，其技术创新体现出了以此几种特点：首先是投入成本较高，目前的农业信息化科技创新主要是以高科技为依托，在实际的技术创新中需要大量的投入，以此来实现农业的产业化发展。另外是开放性，与传统的农业发展不同，现代农业与各个行业之间具有一定的相互作用，彼此影响，相互渗透。差异性，在对农业信息化技术进行创新的过程中，实际的要求和需求之间具有一定的矛盾，这就体现出了农业技术创新的差异性[1]。最后，科技的不断发展，使现代农业信息技术创新具有鲜明的移动互联特征，体现出了集成化、网络化和系统化的发展模式。针对其主要发展趋势来说，主要体现在以下几个方面：首先是在新型技术的支持下，现代农业信息技术将重点从基础建设逐渐转移到了资源整合方面，希望以资源的优化配置实现农业的快速发展。另外针对产业的信息化发展，逐渐将传统的单一环节信息化科技创新，转变为全产业链的信息化科技创新发展，在这样的过程中，现代农业信息化关键技术的服务方式也在不断的发生变化。

1.2主要发展策略

在对现代农业信息技术进行利用中可发现，对其技术进行创新的主要策略主要包括这样几个阶段：首先是农业信息技术基础设施进行开发和研究，并且对配套技术进行研发，这一阶段的资金主要由政府来进行投入。第二个阶段是通过政府、相关院校和企业的共同参与，来对农业信息技术进行建设，这个阶段需要政府和市场的共同引导。在最后一个阶段中，需要在政府的引导下，发展新型技术和产业，而在这样的过程中，企业作为信息技术创新的主要力量，在其中发挥了主体地位的作用。

2现代农业信息化关键技术创新

2.1精准农业

精准农业主要指的是农业生产过程的信息化，在目前农业生产中的各个环节中，其整体精细化程度不高，常常会出现农业污染和资源浪费等情况，针对农业种类的不同，需要对全球定位系统、农田地理信息系统、遥感监测系统和网络管理系统进行整合，实现农业生产过程中的精细化管理，并且根据实际情况，建立农业生产精准作业体系，进一步对资源进行优化配置[2]。

2.2数字农业

数字农业主要指的是提高农产品加工运输方面的自动化程度。随着农业技术的不断发展，农产品的加工运输和储存成为了目前农业发展中重点关注的内容，这样的数字农业主要包括对农产品智能加工设备的开发、对农产品的生产过程进行自动化控制、对其冷链的运输控制。这样的数字农业技术能够进一步对农产品进行开发。

2.3农产品电子商务

农产品电子商务主要指的是农产品的交易信息化，针对目前农产品交易过程中信息流通不通畅等情况，需要在相应信息技术的支持下，建立符合当地农业特色的电子商务平台和农产品交易系统，以此来提高农产品交易过程中的安全性和便捷性。通过对农产品数据库的建立，对农产品交易的各个环节进行开发和创新，并且与相应的提供商和金融服务机构进行协作开发，将手机和电脑等移动终端接入到农产品的交易过程当中，以此来对农业电子商务创新体系进行完善[3]。

3结束语

结合现代农业信息化关键技术创新的特点和发展趋势，需在未来的农业发展中，针对数字农业、精准农业和农产品电子商务进行创新发展，进一步推动现代农业信息化的进步。

参考文献：

[1]刘峥,张鹏飞,黄志文.省域现代农业信息化关键技术创新研究[J].软件导刊，2014(12)：7-9.

[2]刘世洪.生产经营信息化是农业科技创新方向[J].农经，2012(12)：10.