农业信息化技术

农业信息化技术第1页共36页农业信息化技术第一章农业信息技术概述第一节农业信息化定义一定义1信息：信息是存在与客观世界的各种事物特征和变化的反映，是具有新内容、新知识并对解决某一问题有用的内容。信息的特征：存贮性、传递性、知识性和实用性。2农业信息：是有关农业系统的消息、情况和知识，是信息在农业领域内的体现。农业信息的特点：发布时效性、地域性、周期性及有效性、综合性、滞后性、准确性。3信息化：信息化是指培育、发展以智能化工具为代表的新的生产力并使之造福于社会的历史过程。4农业信息化（1）农业信息化：是指在农业领域充分利用信息技术的方法、手段和最新成果的过程。具体讲：就是在农业生产、流通、消费以及农村经济、社会、技术等各环节全面运用现代信息技术和智能工具，实现农业生产经营、农产品营销、农产品消费的科学化和智能化过程。（2）农业信息化的内涵：农业生产管理信息化农业经营管理信息化农业科学技术信息化农业市场流通信息化农业资源环境信息化农民生活消费信息化农业服务信息化5农业信息技术（1）农业信息技术：是现代信息技术和农业产业相结合的产物，是计算机、信息存储与处理、通信、网络、人工智能、多媒体、遥感、全球定位、地理信息系统等技术在农业领域移植、消化、吸收和集成的结果，是系统、高效地开发和利用农业信息资源的有效手段。（2）农业信息技术的组成农业信息化技术第2页共36页农业信息技术体系框图二农业信息化的作用1.推动传统农业向现代农业转化2.对农业可持续发展具有重要作用3.对农业生产和农业经济发展具有重要作用4.增强农业生产管理的科学化，提高市场竞争能力，减少经营风险。5.有利于农业新技术的研究和推广，提升农村综合信息服服能力。第二节农业信息化技术的类型与特征一、农业信息化的类型农业环境信息：生物信息（动物、植物、微生物）非生物信息（土地、气候、水源、灾情、农业能源）社会信息：社会资源信息（人口、劳力、农产品、农用物资、农业基础设施）市场资源信息（农副产品流通、农用物资流通、农用资金流通等）经济管理信息（经济手段、法规手段、行政手段、思想工作）生产信息：种植业、养殖业、林业等结构调整，苗情状况、良种繁殖、生长管理。工副业：农副产品贮藏、加工、综合利用等。科技信息：自然科学、社会科学、边缘科学等科技成果、技术推广。二、农业信息化技术的特征1.农业信息技术的基本特征：高投入性（硬件、软件和信息技术人才）知识渗透、交叉和开放性（计算机科学、农业科学、经济等）高效性（加速科研成果转化，实现科学指导和管理生产、宏观检测、预警减灾，促进农业规模经营，降低成本，提高效益。遥感技术全球定位技术地面检测技术技术信息采集技术空间分析技术人工智能技术专业模型技术信息存储技术（数据库技术）信息处理技术信息处理技术模拟模型技术虚拟现实技术辅助表达技术计算机技术信息传输技术（网络）信息传输技术（网络）农业信息化技术第3页共36页经济扶贫性：利用农业专家系统，随时随地为农业生产经营者提供技术服务，表现为技术扶贫特征。2.农业信息化的特征：网络化、综合化、全程化第二章农业信息化技术的发展和应用第一节农业信息化技术的产生与发展一．世界农业信息化发展的三个阶段第一阶段：20世纪50-60年代：广播、电话通讯信息化及科学计算。第二阶段：20世纪70-80年代：计算机数据处理和知识处理阶段。第三阶段：20世纪90年代以后：农业数据库开发、网络、多媒体技术应用和农业生产自动控制等新的发展阶段。主要：首先，美国，其次日本、德国、法国等发达国家，印度及韩国。二农业信息技术农业信息技术是以传感、通讯和计算机技术为主,实现农业生产活动有关的信息采集、数据处理、判译分析、存贮传输和应用为一体的集成农业技术。农业数据库技术农业信息管理技术农业专家系统农业决策支持系统农业模拟模型技术（作物生理生态模型、虚拟植物模型）精确农业与3S技术农业虚拟技术三农业物流信息技术农业物流信息技术包括计算机网络技术、数据库技术、数据挖掘技术、条形码与射频技术、电子数据交换、地理信息系统、全球定位技术等。形成了农产品以移动通信、资源管理、监控调度管理、自动化仓库管理、业务管理、客户管理、财务管理等多种义务集成的一体化的现代农业物流信息系统。第二节农业信息技术的应用一农业信息技术之间关系1信息采集技术。是以遥感系统、全球定位系统、地理信息系统、地面自动化实测技术对农业生产过程中的各种农业信息适时采集。2信息传输技术。以通讯技术、地理信息系统技术等将采集到的各种农业信息,通过接口,高速度、高质量、准确及时、安全可靠地适时传输至农业信息系统,实现农业信息系统资料的及时更新。3信息处理技术。以数据处理技术、模拟模型技术、虚拟现实技术和地理信息系统技术等对农业信息按利用目的的需求进行处理分析,给出指导农业经营和生产的有用信息,为农业发展提供咨询服务和决策支持。4信息管理技术。以计算机网络技术为基础,充分利用数据库管理技术、地理信息系统技术对农业资料、图像和文档等信息进行统一管理,并实现信息资源共享。5信息服务技术。以多种服务方式,将农业信息产品快速、准确地服务于用户。6信息应用技术。根据农业生产活动和环境资源信息处理结果,利用控制技术适时确定农农业信息化技术第4页共36页业生产管理控制,通过智能化的农业机具及设备控制具体实施。农业信息技术二农业信息技术的应用1.田间生产管理田间试验种植管理、研究作物生长模拟模型。农业专家系统、生产管理决策支持系统，精确农业。2.设施栽培计算机控制温室：蔬菜、花卉、苗木。光度、温度、湿度、营养成分等自动控制。各种机器人：嫁接、育苗、洒药、施肥等。3.水产养殖与畜禽饲养养殖用水的盐度、温度、水循环、饵料全部由计算机进行自动控制和调节。猪牛等分娩、生长、死亡出售、食物比例和生长过程中的各种数据和信息。活动量、产奶量、牛奶质量、体重健康状况等的自动检测。4.农产品储藏与加工谷物仓储计算机监控与管理，农产品加工企业的微机控制生产线。配合饲料建工生产线，蔬菜水果保鲜（通风调节）5.农业生态环境检测与保护湿度、温度、农业虫害的检测与预防（语音传感器检测害虫的声音和类别，自动控制喷洒杀虫剂。3S技术用于农业生态环境监测与保护：农业资源调查、农业资源监测和农林灾害预报与监测。农业资源调查：主要涉及土地利用现状、土壤类别、草场资源、水资源。农业资源监测：农作物长势与估产、土地沙化与盐碱化、鱼群监测、农业用地污染监测。农业信息传输技术光纤通信卫星通信激光通信传真通信超导通信农业信息处理技术空间分析技术人工智能技术决策建模技术数据库存储技术图像分析农业信息处理结果地理信息系统专家系统决策支持信息作物生长模型农业对象农田土壤信息农作物长势信息农作物产量信息病虫害信息农业环境信息农业信息控制技术温室自动控制技术种子、化肥、农药、灌溉的自动控制农业信息采集技术传感技术遥测技术全球定位技术地面检测技术摄像扫描技术农业信息化技术第5页共36页农林灾害预报与监测：农作物病虫害、草场雪灾和火灾、洪水预警、测定受灾面积和灾后评估6.农业研究与实验第三章现代农业信息技术第一节农业数据库系统一农业数据类型1农业自然类数据自然界中各种与农业活动相关的环境类数据,以及人类从事物质生产所产生的相关数据,作物生长数据,农业气象数据,土壤数据2农业社会类数据包括人类各种活动所产生、传递与利用的数据。还包括农村社会和经济、农业生产技术、农业市场、农业管理、农业科技教育等方面的数据。二农业数据标准化1农业数据标准化：是一个具有边缘性和交叉性的研究领域。一方面它不能脱离产业标准化的体系和要求，要与农业领域的标准化进程相互配合、同步发展；另一方面是农业标准化与信息技术标准化的结合。数据标准化已成为影响其他领域标准化进程的基础环节，农业数据的标准化直接关系到农村经济发展的农业经济组织的效率。2农业数据标准化的内容（1）：农业数据术语标准首先，要确定农业数据的基本范畴，农业数据术语是农业数据领域最基本、最常用的概念，应该涵盖农业生产、经营、管理的全过程。其次，如何用简洁、概括、规范的词语将农业数据概念的属性、特征描述出来，是术语制定中重要的技术问题。最后，农业数据术语标准的制定要有全局观念。（2）：农业数据分类与编码标准协调各机构的分类标准，加快农业数据分类与编码体系的研究制定是农业数据标准体系建设的当务之急。（3）：农业数据技术标准数据技术标准主要是围绕数据技术开发、设备研制和系统建设、运行、管理而制定的一系列标准。（4）：农业数据管理标准农业数据管理标准应包括农业数据获取渠道标准、农业数据处理标准、农业数据交换标准和农业数据发布标准等内容。三农业数据库系统1农业数据库概念数据库就是一个装载数据的“仓库”。数据库是经过加工集成的数据，它是为最终用户进行分析处理而专门设计的。农业数据库系统包含的内容非常多。农业气候数据库、土壤信息数据库、农作物品种资源数据库、农业技术信息数据库、农产品及农业生产资料市场信息数据库等。2农业数据库的特点（1）数据库要具有相当规模（2）数据库中的数据具有可重复利用性（3）数据库中的数据要具有可用性、准确性农业信息化技术第6页共36页（4）数据库要有集成性、多种形式化（5）数据库作为一种资源（6）数据库可以动态地增删内容（7）数据库具有促进、加快大量信息传播的功能3农业数据库的分类：农业资源数据库农业技术数据库农业统计数据库农业生产数据库农业管理信息数据库相关行业信息数据库第二节农业管理信息系统一农业管理信息系统的含义农业管理信息系统（AgriculturalManagementInformationSystems,AMIS）是一般管理信息系统在农业中的应用，其概念和含义无本质差异。管理信息系统（ManagementInformationSystems,MIS）是收集和加工管理过程中有关的信息，为管理决策过程提供帮助的一种信息处理系统，可以支持事务处理、信息服务和辅助管理决策。管理信息系统是管理者、系统和信息三部分的有机统一。管理信息系统是帮助管理者解决问题和作出决策的强有力的工具。管理信息系统有效地向各级管理者提供通用的数据和信息，以使管理一体化，使所有下属单位为共同的目标而工作。管理信息系统的建立和运行需要多种学科的成就，包括计算机科学、统计学、宏观和微观经济学、运筹学、控制论和系统工程等。二农业管理信息系统的功能1信息管理功能收集、管理农村经济信息，完成日常的农村经济管理工作等。2自诊断功能主要对农村经济信息进行深度加工，为决策者提供科学依据。3开发功能为实现农村经济管理的总体目标，信息系统应具备相应的手段4输出功能为用户提供有效信息的输出，为区域研究、规划和决策提供各种类型的工作资料。三农业管理信息系统的结构与分类1．农业管理信息系统的结构一个管理信息系统可以由四大部件组成，即信息源、信息处理器、信息用户和信息管理者。信息源是信息产生地，信息处理器担负信息的传输、加工、保存等任务。信息用户是信息的使用者，信息管理者负责信息系统实现，负责信息系统的运行协调。农业管理信息系统包括职能子系统和保障子系统两部分。职能子系统按管理系统所担负的职能，可划分为生产管理信息系统、市场管理信息系统、财会管理信息系统、库存管理信息系统、行政管理信息系统等。保障子系统是指计算机系统和通信技术系统，它为职能子系统的有效运行提供物质技术条件2．农业管理信息系统的分类按信息处理的方式（脱机的、联机的、实时），按不同的应用领域（科学计算、过程控制、情报检索、办公自动化等）第三节农业专家系统一农业专家系统概念专家系统就是指具有与人类专家同等解决问题能力的智能程序系统。专家系统是指在特定的领域内，根据某一专家或专家群体提供的知识、经验及方法进行推理和判断，模拟人类农业信息化技术第7页共36页专家所做决定的过程，解决人类专家决定的复杂问题，提出专家水平的解决方法或决策方案的计算机程序系统。专家系统来自于专家，但又高于专家，是专家技能和知识的集成和综合。农业专家系统是一个具有大量农业专家知识与经验的计算机程序系统，它应用人工智能技术