數字農業的發展精選(九篇)

前言：一篇好文章的誕生，需要你不斷地搜集資料、整理思路，本站小編為你收集了豐富的數字農業的發展主題范文，僅供參考，歡迎閱讀并收藏。

第1篇：數字農業的發展范文

【關鍵詞】中國；農業發展；資源環境；約束

中圖分類號：F323.0文獻標識碼：A

一、前言

近年來隨著我國經濟的快速發展，我國的農業發展迅速，但是資源環境的約束也是越來越突出。在新的條件下，我們必須加強對其的研究，找到相應的解決措施，只有這樣我國的農業才能得到更好的發展。

二、中國農業發展的成就

農業在我國國民經濟中占有重要的基礎地位，因此，正確認識和處理農業、農村和農民問題，始終是國家興旺發達的根本問題。20世紀末，我國農業進入新的發展階段，強有力推進了農業生產力的發展，農業形勢一直保持旺盛勢頭。農業綜合生產能力顯著提高。自1999年，中國糧食生產能力已穩定在5億噸以上，成為世界最大產糧國，畜產品和水產品產量每年都以超過10％的速度增長。目前，中國人均糧食、棉花、油料蔬菜、肉類、禽蛋、水產品產量，已達到或超過世界平均水平。非農產業發展迅速。目前，中國國內生產總值的1/3、財政收入的1/4、創匯的1/3、工業增加值的1/2、農村社會增加值的2/3、農民收入的1/3來自鄉鎮企業。農民生活水平顯著改善。與此同時，精神文明和民主法制建設也取得明顯進步。農村建立了村民代表會議制度和村務、財務公開制度，村委會選舉已形成比較系統的規范，村民代表會議制度正在逐步普及。全國農村從總體上進入了由溫飽向小康邁進的階段。農業國際合作與交往發展迅速。自改革開放以來，中國引進了大量農作物和畜禽良種、種苗以及大批農業科技成果來發展我國的農業。同時，中國農業科技的國際交往也發展迅速，中國已與80多個國家有了農業交往，與40多個國家建立了密切的聯系。同時中國還同13個國際農業研究中心有密切的關系，并積極開展了雙邊合作。

三、農業發展中的資源環境問題

1、農產品產地環境受到污染

近年來，由于工礦企業排放的“三廢”，以及農業生產中大量使用的化肥、農藥和農膜，導致我國部分農產品產地環境受到污染，尤其是大中城市郊區的農產品產地、工礦企業區周邊的農產品產地、污水灌溉區的環境污染嚴重。

（1）農田土壤污染

目前，我國農產品產地土壤污染的總體形勢較為嚴峻。據不完全調查，全國受污染的耕地約有1000萬公頃，污水灌溉污染耕地216.7萬公頃，固體廢棄物堆存占地和毀田13.3萬公頃，合計約占耕地總面積的1/10以上，其中多數集中在經濟較發達的地區。

（2）農用灌溉水污染

我國農田有效灌溉面積僅5.59×107公頃，即只有約43%的耕地依靠灌溉水，而57%的耕地仍主要依靠降水。灌溉水質量對產地環境的影響是一個漸變的過程，如果從產地環境角度分析，目前真正受水污染影響的區域估計在20%左右，其中影響較嚴重的區域約占5%，受污染威脅面積約為6.50×106公頃。

（3）農區大氣污染

由于部分地區大量燃煤，以及焚燒大量的農作物秸稈，導致農區大氣污染。據估算，我國大氣污染農田面積約533萬公頃，占全國總耕地面積的5.6%，僅淮河流域因農田大氣污染累計損失就超過1.7億元。

2、耕地資源減少

耕地是農作物生長的基地，是農業生產首要的必不可少的物質條件。有效的保護耕地，是實現農業可持續發展的根本要求。然而，隨著城市的不斷擴張、城市化進程的加快，以及水土流失的加劇，我國耕地面積呈逐年減少趨勢。《2008年國土資源公報》顯示，2008年全國耕地總面積18.2574億畝，較2007年凈減少29萬畝，減幅0.016%。其中建設占用耕地287.4萬畝；生態退耕11.40萬畝；災毀耕地37.2萬畝；因農業結構調整減少耕地37.40萬畝；以上四項共減少耕地373.35萬畝。同期，全國土地整理復墾開發補充耕地344.4萬畝。

3、農業水資源短缺

水是農業生存和發展的命脈，是農業發展不可缺少的寶貴資源。當前，我國農業水資源短缺形勢日趨嚴峻。首先，人均占有量少。我國水資源總量雖然不少，但人均水資源的占有量僅為世界平均水平的1/4。全國年缺水量近400億立方米，約有3億農村人口喝不上達標飲用水；農田受旱面積年均達200萬公頃。其次，用水浪費嚴重。近年來，我國年供水量大約為5500億噸，而農業用水量約占總量的70%，其中農田灌溉用水占農業用水的90%左右。據資料顯示，我國農業用水灌溉定額普遍偏高，實際達到平均每畝灌水450立方米～500立方米，超出實際需水量的1倍左右，有的地方甚至超出2倍以上。據統計，中國農業灌溉水的利用率不到50%，1立方米水只能生產0.85公斤糧食，遠低于2公斤以上的世界發達國家水平。

四、中國農業發展的資源約束

1、具有剛性約束特點的農業自然資源：耕地資源與水資源。

從一國擁有的自然資源稟賦看，無論是土地資源、林木資源、水利資源，還是礦藏資源，中國的資源基礎儲量都比較豐富，但人均占有水平較低，大多數資源都低于世界平均水平。農業生產所必需的耕地資源與水資源也不例外。中國人口約占世界總人口的21%，但耕地面積僅占世界的7%。從水資源擁有量看，中國平均每年可更新的淡水資源量為2.812萬億立方米，占世界約42.75萬億立方米可更新淡水資源的6.6%，可以說，中國的水資源與耕地資源存在同樣的不利條件。水資源對農業生產的重要性可通過灌溉對糧食安全的影響來體現，因為中國75%的糧食作物生長在灌溉土地。對中國而言，相對較少的耕地資源和水資源是其農業發展固有的不利條件。除自然資源在國家間不均等分配的固有資源稟賦約束外，國內的城市和工業擴張都需要地理空間和水資源，進一步強化了農業生產的自然資源約束。隨著經濟的發展和城鎮化、工業化、現代化的快速推進，農業與非農產業、農村與城鎮在耕地和水資源等自然資源方面的競爭將日益激烈。由于農業比較利益低、農業對地方財政收入的貢獻低于非農產業，在與非農產業和城鎮的耕地和水資源爭奪戰中，農業和農村的弱勢地位逐漸凸顯，進而導致農業生產的耕地面積減少、耕地質量下降、水資源短缺的約束不斷強化。

2、具有逐利性和軟約束的農業社會資源：資金、勞動力與國際市場

與耕地和水資源的自然資源屬性不同，資金和勞動力屬于農業社會資源，而且流動性相對較強，其流動性約束是一種軟約束。由于受到的是流動性軟約束，資金和勞動力就有激勵通過流動去尋求更高的投資回報率。總體而言，我國當前仍然是農業部門資金流向非農業部門，素質較高的農業勞動力流向非農產業。農村資金方面。2010年，農村投資的增幅仍低于城鎮投資增幅4.8個百分點，農村投資在全社會固定資產投資中的比重進一步下降到13.2%。1995年以來，農村固定資產投資增長了14.43倍(按現價計)，城鎮固定資產投資增長比農村固定資產投資增長高出約1倍。近年來，財政支農資金穩定增長，農業補貼規模繼續擴大，農村金融服務有所改善。據中國人民銀行統計，2010年末，主要金融機構及農村合作金融機構、城市信用社、村鎮銀行和小貸公司等農村貸款余額9.8萬億元，同比增長31.5%，高出同期各項貸款增速11.9個百分點；農戶貸款余額2.6萬億元，同比增長29.4%；農林牧漁業貸款余額2.3萬億元，同比增長18.3%。但不可否認是農村民間資本仍向著投資回報率高的二、三產業轉移，且各類金融機構或多或少地扮演著“抽水機”角色，農村農業資本依然缺乏，農民貸款仍困難。農村勞動力方面。農業從業人員繼續減少，結構性矛盾顯現。隨著工業化和城鎮化的推進，大量有文化的青壯年農村勞動力轉移到城鎮就業，農業從業人員數量和所占比重呈下降趨勢。由于鄉村人口基數大，目前鄉村勞動力總量依然過剩，勞動力轉移就業的壓力還較大，但是結構發生了明顯變化，農業青壯年勞動力短缺、農忙季節性短缺、區域性短缺問題開始顯現，農村勞動力進入總量過剩和結構性短缺并存階段。在全社會從業人員中，鄉村從業人員總數和所占比重逐年下降。

3、具有邊際報酬遞減約束的農業現入要素：化肥和農藥

現入要素的使用對農業發展，尤其是農作物增產的作用巨大，但仍然逃不出邊際報酬遞減規律。我國農業生產中的化肥使用效果已表現出相當明顯的邊際報酬遞減現象。從不同農業生產資料來看，產品畜價格、機械化農具價格和農藥價格相對比較穩定，飼料(2010年價格上漲8.3%)、農用機油(2010年價格上漲10.3%)和農業生產服務價格(2010年價格上漲10.3%)上漲明顯，但是化肥價格持續下降。2010年，化肥價格在2009年下降6.3%的基礎上進一步下降了1.4%，化肥使用可能已經到了極限。以農業生產中的氮肥使用效果為例。從國際比較看，中國氮肥施用量是美國的3倍、是法國的1.5倍、是德國的1.6倍，單位農田的氮肥施用量遠遠高于世界發達國家的用量。盡管糧食作物增產與氮肥施用量增加高度相關，但隨著氮肥的大量使用，氮肥的肥效快速下降，其直接表現為氮肥促進糧食產量增加的效率下降。有研究指出，隨著氮肥施用量的增加，水稻產量漸增，但增勢減緩，到最高產量后，繼續增加氮肥施用量，產量轉而下降且肥料成本增加引發凈收入減少。有專家分析認為長期過量使用化肥造成耕地貧化、土地板結和水土流失是氮肥肥效迅速下降的主要原因。在化肥施用技術沒有取得重大突破之前，農民維持單位土地產出量就需要施用更多化肥，似乎陷入了“施用化肥—土地貧化—施用更多化肥—土地更加貧化”的惡性循環。農藥的使用也沒能避開邊際報酬遞減規律。多年來，我國糧食不斷增產的重要原因就是化肥、農藥等要素投入的增加，導致我國農業生產中的化肥、農藥投入水平已經相當高。過量使用化肥會產生負面效應，同樣，過量使用農藥也有類似的結果。有學者利用多元線性回歸方程，以1996～2008年省際時間序列數據為樣本，對我國的農業實際生產情況進行了量化分析，結果表明農藥使用量對糧食產量的回歸系數在-10.664到0.978之間，變化不大，說明糧食產量幾乎不受農藥使用量的影響(張立超、翟印禮，2010)。賈衛國(2010)在江蘇省12個城市的農化用品投入效率進行分析后，得出1/3的城市已處于農化用品投入規模過大、規模收益遞減階段的結果。此外，相關研究也表明，減少農藥使用量并不影響農作物產量。按經濟學的理論，在技術水平不變的條件下，增加要素投入所帶來的邊際報酬是一個先增后減的過程，而實踐也表明，化肥和農藥的投入使用也是遵這一規律。

4、能夠突破資源邊際報酬遞減規律的農業科學技術

在農業科技方面，據農業部測算，2010年農業科技貢獻率達52%，良種覆蓋率達96%以上，種子統供率達到66%，糧食作物專業化統防統治率達12%，農業機械化水平達到52%。即便如此，我國農業科技含量低、科技創新能力不足、科技成果轉化率低卻是當前農業科技發展的現狀。總體來說，科技進步在農業增長中的貢獻率比發達國家低20～40個百分點。我國農業科技推廣體系薄弱，推廣能力不足，技術到戶率不高，現實科技的潛力發揮不足，例如每年大約有6000項農業科技成果誕生，但只有不到1/3被利用。大型農機作業推廣應用水平不高，導致土壤板結和質量下降，降低了土壤保水能力和化肥利用率，影響農產品產量和質量。農業用水約占社會用水的2/3，但農業用水效率僅及發達國家的一半左右。

五、展望未來的農業發展

1、農業政策的核心目標應當從實現食品的自供給安全，轉變為改善農戶的生計狀況許多經濟學者的研究證明，農產品產量的提高對農民收入的增長貢獻甚微，因此，在糧食總產品連續3年保持增產(總產超過4.9億t，2007年糧食總產量預計突破5億t)的今天，如何在政府層面上保證農產品供給數量上的安全，同時實現農民實際收入的顯著提高，是新農村建設中的一大難點。現在，中國處于一個開放的環境中，正視國際農產品市場應有的作用，應當是使農產品供給安全得以有效實現的一條重要途徑。

2、應當尊重農民的意愿，保護并發揚農民的生產積極性長期以來，中國農業科技政策體系與農戶生計目標相脫離，忽略了農民的自主意識，應當集中力量發掘傳統農業的精華和鄉土智慧，發揮農戶的生產積極性。就像舒爾茨說過的一樣：“在自己土地上的普通農民，具有超過來自富國的僅僅懂得經濟學的專家的優勢。他熟悉他的小塊土地和當地氣候，而且他能預期他的辛勤勞動將取得怎樣的成功，而所謂的專家卻一無所知。”事實上，農業產出增長的源泉，往往產生于最好的現有技術的擴散，而不是某一實驗室新技術的發明，英國的農業革命、美國的土壤保持運動亦如是。

3、農業新技術的開發和擴散應能促進農民的充分就業中國農業自然資源的人口承載力業已不堪重負，而長期以來中國推廣的農業技術卻是以資本、土地密集型為導向的，不僅沒有利用好最廣大的勞動力資源，反而使得貧富差距不斷加大。為求得可持續的經濟和社會福利，必須把生態學原則結合到以農村充分就業為中心的戰略之中，開發“生態技術”使農民能夠就地“自我雇傭”，旨在促進農村的充分就業，并開創一系列的增值增收活動。

第2篇：數字農業的發展范文

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：

[1]彭鵬,謝炳庚,侯伊林. 湖南師范大學.關于“數字農業”.農業現代化研究2000.4

第3篇：數字農業的發展范文

關鍵詞 數字化技術；農業機械；生產力

中圖分類號TH16 文獻標識碼A 文章編號 1674-6708（2013）92-0074-02

隨著科技的進步和國家對高效農業的支持，我國的農業生產正在想著“數字化”、“精確化”發展。數字農業的快速發展，將大大地提高我國的農業生產力，將有效地實行精確化、遠程化操作，這也會徹底地改變傳統農業的生產模式，在不就的未來，我們面對的將是以信息化、智能化的農業機械裝備來作業的生態。

我國的農業機械化的水平完全不能夠適應建設和發展農業產業的具體要求。尤其是農業機械化的技術條件，技術運用能力和技術科研能力。這些都是制約農業發展的重要因素。隨著信息化科技化的到來，我們面臨著又是新一輪的機遇和挑戰。農業產業結構的調整，經濟發達地區開始重視和扶持農業生產，加大資金投入和農業機械化的普及。這都為我國農業機械化的發展增加了一把熊熊烈火。數字化技術在農業機械中的運用將極大的將農業機械推向另一個農業發展的新頂峰。下面筆者就來結合自己對數字化技術在農業機械中的應用理解來談一下自己的看法，希望能起到拋磚引玉的效果。

1就當今農業機械設計的特點進行分析探討

傳統型的農業機械設計根深蒂固，如果不積極地應對當今的發展潮流，我國的農業機械只會停滯不前的。因此就要是時候抓住機會，迎接挑戰積極發展。這樣才能將農業發展提上日程，將農業產品優化，提高農業產品的質量，解放生產力，提高企業的效益。

1）農業機械產品結構單一，復雜程度小。一般的農業播種機都是由簡單的軸輪，機件，傳動系統，開溝器和鎮壓器等基本的零件組成。雖然不同性能的播種機有差別，但是基本的機器結構是大同小異的。這樣就非常有利于數字模塊化的設計。這種播種機器的結構也非常適用于數字參數的設計；

2）農業機械產品結構類型繁多。例如播種機的運用。在不同的農耕地中農作物的不同就不能之運用一臺機器，而是需要根據不同作物的特點，設計出符合農作物播種的機器。通過這些特點，就發明出了很多類型的播種機。例如有精密的播種機，條播機和穴播機等特種機器。還有按工作原理而分類的播種機和按作業量而分類的播種機。就此看來，農業機械以播種機為例的機械種類還是相當多的；

3）農業機械產品受農產品成熟季節的不同，農業機械的試驗也就會隨著季節的變化而變得不同。這就需要在研究農業機械的同時，充分考慮農作物的季節性，調整科研時間，有效地降低科研成本。

2剖析農業機械中的數字化技術

1）數字化技術指的是用多媒體計算機技術及網絡實現產品的科研和開發的一種新型信息化的技術。就是利用計算機和網絡的有利環境，對產品進行設計，分析和研發。建立一個產品模型，通過對產品模型的不斷分析檢驗，達到產品最終的最優化；

2）數字化技術在農業機械中的應用，極大地提高了農業機械的開發水平和科研時間，還降低了研究成本和研究所花費的時間等。運用數字化的技術，還能使我國農業機械產品設計更加現代化和自動化。在設計的同時，還可以增加企業間的技術交流和技術能力，取長補短，積極吸取先進的數字化技術知識，提高整體的數字化知識水平，增加企業競爭力，還增進同企業間的團結協作精神。

3數字化技術的具體應用

1）計算機作為數字化技術應用的重要工具，對數字化的闡述是很重要的。通過對計算機的操作，最大化的將數字技術運用起來。其中，CAD/CAPP/CAM/CAE分別是計算機的輔助設計，計算機輔助工藝設計，計算機輔助制造和計算機輔助工程的英文縮寫。這些技術是現代計算機技術的核心。他們的不同作用為產品的設計和研發具有重要意義；

2）可以將產品設計過程需要的用的知識資源進行綜合，融入到CAD中去。將計算機的輔助設計作為開發的重要工具。設計出產品知識中的設計原理，設計經驗和設計手冊。幫助了解產品的基本信息和合理運用；

3）虛擬設計和創造。通過對產品的初步設計，就可以開始綜合知識和資源，建立基礎模型。利用建立模型，分析研討，仿真實驗等虛擬技術對產品進行完善。在連接網絡的前提下，可以和業內人士一起交流討論。通過模型來評估產品的綜合實用性。在產品的功能，性能上加以研究，達到產品的最優化。對產品的設計，加工，質檢都能夠進一步的調節和掌控；

4）概念化設計就是在設計產品的過程的早期階段，有一個清晰地設計結構和產品的基本模式。也就是說，在產品設計的時候，要將產品的需求到運用進行一個總結化的分析。從產品的功能設計，產品的原理設計和布局設計等方面進行一個基礎性的規劃。在產品設計的過程中，將人的具體構思加入到產品的設計中去也是很重要的。比如對產品色彩的選擇等人性化方面進行合理添加。把設計員的創造性思維和審美與產品設計相結合，是產品更具有創新性；

5）綠色環保設計。它是針對資源的優化和能源的節約，防止污染的一項新型的綠色環保設計。主要就是應對在研發產品的過程中，對于產品資源的優化，對于污染的防止和對于資源循環利用廢物的處理等設計。因此在進行產品設計的同時，還是要以綠色環保為主，這樣才符合可持續發展的戰略。

總而言之，隨著社會的進步，信息化的普及。我國對數字化技術也有了一定的了解和一定的發展。雖然對比其他產業領域，我國農業發展相對來說有些落后。但是有些發達地區早已經開始了數字化的農業機械設計，并且也取得了很大的成效。這就說明數字化技術在我國農業機械中還是具有很廣闊的發展前景的。

參考文獻

[1]孫筠，王志民.傳感器技術在機電一體化系統中的應用及其發展[J].湖北教育學院學報，2006（8）

第4篇：數字農業的發展范文

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

第5篇：數字農業的發展范文

關鍵詞：數字化；信息采集控制；溫室大棚

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）07-0213-02

從傳統農業方式向數字化現代農業方式過渡階段，在農業生產過程中占據重要作用的是溫室大棚的數字化和智能化，它能最大限度地改變粗放的傳統農業生產經營方式，并大幅度提高溫室大棚的生產功效和產量、質量，推進農業信息化進程的飛速發展，實現“手機或者電腦也能種地”的宏偉藍圖。

在我國農業種植中占比重較大的是溫室大棚種植方式，這樣可以極大地豐富人民群眾的日常成活消費水準，而傳統的溫室種植也可以實現這個目的。但是由于傳統種植方式無論是對作物的種植還是對生長環境的控制基本憑借經驗和感覺來實現，導致溫室種植的效率、產量和質量不夠高。

對溫室大棚采取數字化的智能監控可以免除棚內種植的作物受空間和時間的約束，可以全年沒有間歇的種植和收獲，獲得的農產品產量高、質地優良。根據溫室大棚種植作物的高投入和高產出，以及高效益的特殊生產方式，結合不同作物不同時期的生長需求，對溫室內的環境參數進行適當調控，可以提高作物產量、改善質量，極大提高農產品的經濟效益。

1現階段溫室大棚的國內外現狀

隨著我國農業現代化程度的不斷提高，要求農業生產必須高效產出，因此提高農業設施的科技含量是當前農業發展的重中之重。依據我國“十二五”發展規劃綱要和“農業農村信息化”發展規劃要求，為實現農業生產產業化經營模式的盡快推進，最大程度的提高農業生產的智能化、數字化程度，必須盡快全面實施數字化農業智能監控系統進行環境數據采集和控制，為實現“智慧農業”或“數字信息化農業”提供契機和動力。將數字化環境監控系統應用在溫室大棚的環境信息采集和監測、生產意外情況預警、設施環境智能調控和農作物長勢診斷等領域，可以大大提高農業生產的效率和產量，使得傳統的粗放農業大棚生產方式得到極大改進，為農業生產數字化程度的提高提供高效、科學、合理的依據和支持。

而我國現階段的傳統種植經營管理模式，大部分都是依靠種植者摸索經驗和感覺來實現作物生長期間的通風遮陽、灌溉加濕、溫度調節等各項指標，需要消耗大量人力，實時性差，生產效率低下，一旦判斷有誤或偏差大就會造成資源浪費或者產量減少。也有一部分溫室大棚簡單的實現了數字化但成都不高，只能夠進行基本的溫度、濕度采集，然后根據采集的數據人工實現環境調節，如澆水、遮光或通風等，無法完全實現數字化、智能化。

而且即使實現了智能溫室環境監控系統，仍然存在很多問題。例如對于使用有線傳輸的場合，當溫室大棚面積較大時，布置的采集信息點也較多，因此鋪設的線路也是錯綜復雜的，這樣的情況對于使用和維護都帶來一定的難度，受到很大程度的限制；其次大部分的通信都是采用有線傳輸，在溫室內部溫度高、空氣潮濕，土壤和空氣具有較強的腐蝕性，容易損壞通信電纜出現故障，使系統的可靠性降低。

國外的數字化溫室大棚監控系統程度較高，隨著在斯坦福大學召開的基于Internet的遠程監控診斷會議的成功舉辦，基于Internet的遠程監控診斷示范系統被開發并得到了制造行業、計算機行業和儀器儀表行業等多家公司的大力支持。隨著網絡技術的不斷發展，數字化程度較高的控制系統不但在工業領域得到較大的發展，也逐漸的滲透到農業生產的各個領域。而我們原來采用的傳統監控系統不夠精細和高度數字化，已經無法滿足國家社會發展步伐對現代化農業生產的精細要求，因此人們也越來越認識和重視到數字化監控系統在農業生產中的巨大作用，監控系統也發生了很大的改變，正在向遠程監控逐漸過渡，這使得農業遠程監控自踴生產成為現實。

2數字化溫室大棚的實現總體方案研究

數字化溫室大棚為了實現遠程環境監控，必須借助網絡對遠程端進行監視和控制，完成環境參數采集、參數調節、遠程控制和故障恢復等操作。因此系統方案采取基于B/S結構的模型來實現，其中的服務器端運行在Web服務器上，是搭建在主控制端的；而客戶端運行在遠程本地客戶機上，主要用來采集環境信息數據，并進行數據分析。數字化遠程監控系統是以網絡作為通信平臺，以HTTP技術為基礎，充分利用現有的網絡資源，實現信息的實時獲取和實時控制以及信息、資源的合理化配置，能夠簡單、高效的實現系統配置控制目標，也是農業生產中普遍應用網絡實施的遠程監控模式。

第6篇：數字農業的發展范文

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[2]。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[3]。(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調整相關課程設置

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]。

第7篇：數字農業的發展范文

關鍵詞：數字化；設計；農機；應用

1關于數字化設計技術

數字化設計是隨著計算機在各個行業應用和輔助下而誕生的一門新型技術，因此，數字化設計技術的核心和發展，其實是以計算機信息處理技術在數字領域的升級與應用為依托（如壓縮與編碼）。CAD（計算機輔助設計）就是最早應用在設計與制造行業中的數字化技術，而且涵蓋非常廣泛，有效推動了設計技術的應用與升級，也在很大程度上拓寬了數字化設計技術的應用領域。[1]數字化設計技術的關鍵是以打造呈現產品形態的信息平臺為基準，借此生成以計算機為核心的數字化模型，然后再將其滲透到產品開發的各個環節，從而實現不需要再借助實物模型就可以完成產品開發的目標。其核心優勢主要體現在如下幾個方面。

1.1優化設計的實用性與消解缺陷

不同的設計環節，會對產品生出不一樣的定義，具有很大的不確定性；而且各個類型的定義模塊在彼此轉化時，非常容易造成數據的流失。這就造成數字化設計會形成定義產品的單一模型，但這種單一性會隨著信息密集程度的改變而導致產品模型也隨之發生轉化，如全信息化模型和集成類產品模型的差別。對數字化設計而言，這其實是一種有效的技術輔助，從而讓設計更具針對性與有效性。但同時，因為數字化設計的概念還是過于抽象，所以會在制造環節存有不足之處,需要反復修改和測試。這會加大成本的耗損，并拉長了產品上市的時間。為此，需要在制造實物模型之前，先進行大量且有效的仿真分析與測試，不斷消解設計缺陷。

1.2優化數字化設計合作

對于所有的設計工作者而言，一個產品項目的設計與開發，必須結合不同小組的特色與優勢來進行科學化的分工協作。唯有這樣，才能實現技術優勢的全面整合，共同搭建出更加完善和具有可行性的數字化制造模型，以此提高設計和開發的效率。

1.3減少對實物模型的依賴

數字化技術的應用，讓設計越來越脫離了對實物模型的依賴，并且可以通過仿真技術的不斷測試和分析，將設計中存在的缺陷盡可能地剔除，從而達到制作出與設計要求最匹配的實物模型。這將大大縮減產品的開發成本，提高設計的成功率與效率。

2數字化設計技術在農業機械設計中的應用

2.1行業競爭推動數字化技術的普及

隨著社會的進步與發展，農業機械設計越來越希望讓消費者具備更多的選擇性。因此應用創新和減少故障發生率，成為優化農業機械產品設計的必經之路。為了降低常見故障的發生，在設計時就必須采取相應的改進方法，并提前進行仿真推演與測試，一旦驗證了改進方法的有效性，就能將制造與生產環節的成本納入可控范圍，極大地增強了企業在同類農業機械產品中的競爭力。于是更多的農業機械制造企業為了贏得市場，就會加大在設計環節的創新投入來獲取消費者的認可。農業機械行業采用以數字化技術為支撐的決策模式，相繼開發出了知識型數據庫，進一步加大了整個行業對數字化設計技術的應用程度。

2.2在普及中優化了虛擬化現實技術

數字化技術應用的普及和升級，加快了農業機械產品設計向虛擬化現實技術的轉化，并通過融入和吸收諸如多媒體與3D圖形新形態，讓設計者在進行產品設計時擁有了更為真實的多維體驗，也讓用戶能對產品的性能有了更具體的視覺感受，極大地優化了產品性能和提高了上市成功的概率。特別對于農業機械這種相對復雜的產品，設計意圖與應用效果之間會存在很大的差距。虛擬化現實技術的出現，不僅有效解決了農業機械的設計與應用兩個環節無法實現無縫對接的難題,而且優化了針對農業機械的設計周期長、內部結構復雜等問題的處理辦法，讓農業機械的產品性能通過模擬性應用來進行驗證，然后再根據驗證情況著手進行改進。在設計目標完成后，便可讓目標用戶來對產品結構和性能進行模擬應用評估，并從他們口中得到最有效的反饋建議，使產品在上市后就能獲得用戶的極大認可。目前農業機械設計，首先是借助CAD系統形成模型，再將其導入虛擬環境中，以此提高設計的可視化程度。其次是利用VR-CAD（虛擬現實-計算機輔助設計）系統幫助設計者在虛擬化的環境中進行設計。但我國在虛擬化技術層面的研究還處于相對滯后的階段，仍需對更為系統和完善的研究理論與應用方案進行深入探索。

2.3加強數字化設計的協同性

農業機械生產企業既要參與市場競爭，同時又要實現跨企業的協同合作，以滿足客戶越來越個性化的定制需求。因此協同化設計同樣成為農機企業生存與發展的重要經營手段，并可能成為整個行業創新發展的重要方向。為了從浩瀚的技術信息與零件資源中找到有效的資訊，就必須對搜索技術加以優化。比如某個服務器存儲了上百萬的零件信息，而且還在不斷成級數增加。農機企業在進行新產品設計時，就要對需要的零部件的參數和性能進行搜索，并且探討怎樣才能匹配到有效的供應商客戶端。隨著數字化設計技術在農業機械領域應用影響的不斷擴大，設計者、供應商與制造商之間，必須在設計端就要開展深入的協同合作，才能借助各自的資源與軟件技術優勢，實現新型農業機械產品的不斷升級，并從設計和制造兩個環節不斷提升產品的國際競爭力和生產效率，并確保達到最佳的制造品質。

3農業機械數字化設計技術的創新之處

農業機械本身屬于制造業的范疇，產品種類齊全且復雜，優勢是國內外的市場需求體量非常巨大。近年來，我國企業將數字化技術應用于大型農業機械的研究與開發，其力度越來越大。通過引進更多的工程技術和仿真技術來對產品性能進行設計和檢測，希望能借此不斷優化產品結構和性能。對今后的研發趨勢應多關注如下幾個重點。

3.1強化產品的創新思維

以往產品創新只是針對少數用戶，根據他們的需求對產品原有技術做一些優化，在局部功能上改善和某些實用操作上升級，進而滿足他們的需求。而今后的農業機械設計將更加重視產品的原始創意設計，將以克服人們農藝作業上的困難和滿足人們對生產力提升的需求（含潛在的需求）為創新點，通過對某一需求市場的分析，并在得到評估和確認后進入到技術層面的匹配性論證，然后對具體產品設計中的各種難題逐一篩選與解除，進而切入到制造環節各種元件的經濟技術指標的分析、供應商設備和配件的優選和確認，以及更細化的加工流程的取舍和確認。

第8篇：數字農業的發展范文

關鍵詞：農業機械化工程；人才培養；教學資源；數字樣機

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

我校省級重點學科農業機械化工程，多年來一直堅持“非實習不能得真諦，非實驗不能探精微”的教學理念，取得了很好的教學成果[1-3]。但在知識經濟和科學技術飛速發展的今天，農業生產作業方式正向保護性耕作、精準作業、設施栽培等現代化作業方式轉變，農機裝備也隨之向高效、精細、節能和可持續的方向發展。未來若干年，是傳統的農業機械化工程逐步向現代農業機械化工程提升的關鍵時期，農業機械化工程學科不僅要發展外延，更要著重向內涵拓展，培養高質量人才，出高水平成果[4]。考慮新形勢下農業機械化工程教學的服務面向，以提高教學水平為主，不增加教育成本，開發高質量的農業機械化工程數字樣機教學資源，構建農業機械化工程實驗實習教學網絡平臺，已成為農業機械化工程教育信息化和現代化的迫切需要。

1 數字樣機教學資源技術內涵與開發原則

1.1 數字樣機教學資源技術內涵

數字樣機開發(Digital Prototyping)是把一個創意變成一個可以向客戶推銷的數字化產品原型的全過程，是科學研究中新產品設計開發的一種現代化技術手段。利用數字樣機開發技術可使得概念設計、工程設計、制造、銷售和市場部門在產品制造之前虛擬地體驗完整的產品[5]。工業造型師、設計工程師和制造工程師使用數字樣機技術在整個產品開發過程中對產品進行設計、優化、驗證和可視化。市場人員可以使用數字樣機技術在產品制造之前創建產品的真實感，渲染和在實景環境中的動畫模擬。目前，數字樣機技術在機械、電子、航空、汽車、動力工程等諸多領域得到了廣泛的應用。

數字樣機教學資源是指利用數字樣機開發技術對教學資源進行處理，可以在多媒體計算機及網絡環境下運行的多媒體數字化教學材料。按處理的對象劃分，數字樣機教學資源可分為典型零部件、典型機構和典型樣機等；按信息的呈現方式劃分，數字樣機教學資源可分為數字化圖像、投影、視頻以及網上教學資源等。與傳統的教學資源相比，數字樣機教學資源有開發技術數字化、處理方式多媒體化、信息傳輸網絡化等特點。數字樣機教學資源是一種動態的教學素材庫，基于數字樣機教學資源可以在不同教學單元間和教學平臺上共享數字樣機模型數據。

1.2 數字樣機教學資源開發原則

開發數字樣機教學資源應遵循教學性、科學性、開放性、通用性、層次性的原則。

(1)教學性原則：數字樣機開發技術本屬于科學研究中新產品設計開發手段，將其用于教學資源的設計開發中，與科研產品開發有著本質的區別。科研產品開發的目的是得到市場需求的新型產品，滿足人們對產品的功能需求，而數字樣機教學資源應能滿足教與學的需求。

(2)科學性原則：數字樣機教學資源應能正確反映科學知識原理和現代科學技術，所構建的樣機模型應該盡量按實際設備進行1:1建模，按實際工作原理進行運動、動力仿真參數設置。

(3)開放性原則：數字樣機教學資源應確保在任何時候、任何地方、任何師生都可以將自己的數字樣機作品納入其中，可以通過網絡論壇設置不同身份的會員機制，給每一位使用者(教師、學生等)提供提交建議、上傳作品的許可認證接口，尤其是對學生提交的課程設計、畢業設計成果進行審核認定，及時充實和更新教學資源庫。

(4)通用性原則：在相應的技術標準規范下，數字樣機教學資源應能適用于不同的教學情境和多種形式的學習，適用于針對不同專業而設置的同門類學科通論類課程，最大限度地共享資源。

(5)層次性原則：數字樣機教學資源應實行模塊化管理，使學習者通過對不同層次資源的使用和重組，方便進行課程或知識體系的篩選，最大限度地發揮資源的個性化定制潛能。

2 農業機械化工程數字樣機教學資源開發

2.1 將現有教學資源進行數字樣機建模

將現有的教學資源進行數字樣機改造是把現行教學中使用的載體進行數字化改造，形成數字化模型資源。現有教學資源包括兩大類：一是教研室和實驗室原有成熟的實物教具、機構模型、零部件結構掛圖等。二是在課程設計和畢業設計中師生創作的機械機構作品，包括展示型作品、師生交流作品集、教師對學生進行評價的作品等。將這些教學資源進行數字化樣機設計，建立虛擬教學模型，主要是三維立體模型的制作和開發。圖1所示是根據幾種典型農機部件實物教具建立的數字樣機模型。

(a)典型零件模型

(b)典型部件模型

圖1 實物教具數字樣機模型

可以篩選一批典型資源設立學生設計研究計劃項目，讓學生參與教學資源建設，并借助設計過程提高學生對現代數字化設計軟件的應用能力，將學生技能教育融于教學中，并兼顧提升學生從事科研工作的能力，提前熟悉一些主流設計軟件的使用方法和操作技能。

2.2 將科研產品數字樣機進行教學型轉化

在農業機械化工程諸多核心課程教學中，除了加強理論課程的基礎知識外，更要體現學科前沿知識，在實踐環節中融入最新科研成果，將學科前沿知識帶給學生，讓學生對專業方向有更好的把握和定位。如今農業機械產品開發已經采用了數字樣機開發技術，許多產品生產之前需要借助產品數字樣機進行功能和行為的仿真模擬，在產品開發過程中更是借助數字化手段對研究對象反復仿真分析和評價[6-9]。開發完成的產品本身就是很好的教學資源，尤其是一些新機構、新部件的結構原理、動態特性等。圖2所示是在科研項目中開發的新型機械裝備和核心部件運動仿真分析模型。

(a)果園風送噴霧機 (b)零速投種運動仿真

圖2 科研產品數字樣機模型

通過多媒體技術把典型科研產品設計和仿真過程進行錄制、編輯等，形成用于課程教學的素材。這要求任課教師在參與科研工作的同時捕捉可用于教學的信息，及時收集科研工作中的教學素材，這也有助于科研工作本身的總結和提高。

2.3 將調研產品數據作為數字樣機資源補充

調研數據主要包括舊式農具、農民自制農具和新型農機產品等。這些農具或農機產品是目前教材中沒有的產品類型，但它們對了解農業機械發展歷史和目前農村使用農機的現狀有著不可替代的作用。通過學生假期社會實踐活動，可以搜集到大量舊式農具、農民自制農具和新型農機產品的數據信息。篩選出比較有代表性的機具產品進行數字樣機建模，如圖3(a)所示是我國北方農村現存不多的小麥播種開溝農具，這種農具曾在我國小麥播種區域有著廣泛的應用，改革開放后逐漸淡出歷史舞臺。圖3(b)所示是目前北方農村玉米播種區域廣泛使用的一種勺輪式玉米精量免耕播種施肥聯合作業機，適用于對包衣后的優質玉米種子進行精量播種。

(a)播種開溝舊式農具 (b)玉米精量免耕播種機

圖3 調研產品數字樣機模型

3 數字樣機教學資源應用

3.1 農業機械學省級精品課教學應用

農業機械學是我校農業機械化及其自動化專業必修的一門理論和實踐緊密結合的課程，2003年已經建設成為省級精品課。我們建立的各種數字樣機教學資源在農業機械學省級精品課建設過程中得到了很好的應用。在理論課和實驗課教學課件中采用的數字樣機模型包括耕整地機械、播種機械、中耕管理機械、收獲機械、植保機械等。各種模型素材在各個理論教學單元中以圖片、動畫等形式體現，其中動畫素材與理論教學課件素材占總量的50%以上。尤其是對于結構認知課，學生通過逼真的數字樣機模型分解視圖和生動的三維動畫模擬演示，很快理解了在理論課程中所講的基礎知識。

3.2 “農業機械化工程實驗實習教學網”應用

“農業機械化工程實驗實習教學網”是河北省重點學科農業機械化工程的重點建設內容之一。該教學網于2009年5月開通試運行，其內容以農業機械化及其自動化本科專業課和業務素質課的實驗和實習教學為主體內容，以省級精品課農業機械學的實驗和實習教學為核心，兼顧農學、園藝、畜牧、植保等非機化專業的農機化概論、草業機械化、植保機械等選修課程實驗教學。學生實名注冊為會員后可選擇相應內容學習、下載資料、參與師生互動交流等，實現網絡教學。圖4所示是農業機械化工程實驗實習教學網首頁，通過鏈接數字樣機教學資源，能夠讓學生在任何地方學習農業機械基礎知識和了解學科發展動態，起到事半功倍的效果。

圖4 數字樣機教學資源網絡教學應用

4 結束語

為適應農業機械化工程學科向內涵拓展，培養高質量人才的時代要求，利用數字樣機開發技術建立了大量數字樣機模型作為農業機械化工程學科的教學資源。通過將現有教學資源進行數字樣機建模、將科研產品數字樣機進行教學型轉化和將調研產品作為數字樣機資源補充的途徑，完成了一套比較完善的典型零部件、典型機構和典型樣機的數字化模型。并把這些模型應用到了農業機械學等課程教學和“農業機械化實驗實習教學網”建設中，開展多種形式的仿真教學和網絡教學，為加快農業機械化工程教學由傳統模式向現代模式的轉變提供了實踐性參考。

參考文獻

[1] 馮曉靜,劉俊峰,楊欣.農業機械學課程教學改革思路[J].中國農機化,2004,3:67-68.

[2] 楊欣,馮曉靜,劉俊峰.農業機械化及其自動化專業CAD教學研究[J].農機化研究,2005,5:275-277.

[3] 馮曉靜,劉俊峰,錢東平,等.面向21世紀農業機械化工程實踐教學的探討[J].中國農機化,2007,5:87-88.

[4] 中國農業工程學會.農業工程學科發展報告(2010-2011)[M].北京:中國科學技術出版社,2011.

[5] 吳菌.數字樣機真的是老生常談嗎?[J].中國制造業信息化,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：數字農業的發展范文

關鍵詞：現代農業信息化；關鍵技術；創新

1現代農業信息技術創新

1.1現代農業信息技術創新的主要特點和趨勢

科技的發展推動現代農業技術的不斷創新，在這樣的過程中，其技術創新體現出了以此幾種特點：首先是投入成本較高，目前的農業信息化科技創新主要是以高科技為依托，在實際的技術創新中需要大量的投入，以此來實現農業的產業化發展。另外是開放性，與傳統的農業發展不同，現代農業與各個行業之間具有一定的相互作用，彼此影響，相互滲透。差異性，在對農業信息化技術進行創新的過程中，實際的要求和需求之間具有一定的矛盾，這就體現出了農業技術創新的差異性[1]。最后，科技的不斷發展，使現代農業信息技術創新具有鮮明的移動互聯特征，體現出了集成化、網絡化和系統化的發展模式。針對其主要發展趨勢來說，主要體現在以下幾個方面：首先是在新型技術的支持下，現代農業信息技術將重點從基礎建設逐漸轉移到了資源整合方面，希望以資源的優化配置實現農業的快速發展。另外針對產業的信息化發展，逐漸將傳統的單一環節信息化科技創新，轉變為全產業鏈的信息化科技創新發展，在這樣的過程中，現代農業信息化關鍵技術的服務方式也在不斷的發生變化。

1.2主要發展策略

在對現代農業信息技術進行利用中可發現，對其技術進行創新的主要策略主要包括這樣幾個階段：首先是農業信息技術基礎設施進行開發和研究，并且對配套技術進行研發，這一階段的資金主要由政府來進行投入。第二個階段是通過政府、相關院校和企業的共同參與，來對農業信息技術進行建設，這個階段需要政府和市場的共同引導。在最后一個階段中，需要在政府的引導下，發展新型技術和產業，而在這樣的過程中，企業作為信息技術創新的主要力量，在其中發揮了主體地位的作用。

2現代農業信息化關鍵技術創新

2.1精準農業

精準農業主要指的是農業生產過程的信息化，在目前農業生產中的各個環節中，其整體精細化程度不高，常常會出現農業污染和資源浪費等情況，針對農業種類的不同，需要對全球定位系統、農田地理信息系統、遙感監測系統和網絡管理系統進行整合，實現農業生產過程中的精細化管理，并且根據實際情況，建立農業生產精準作業體系，進一步對資源進行優化配置[2]。

2.2數字農業

數字農業主要指的是提高農產品加工運輸方面的自動化程度。隨著農業技術的不斷發展，農產品的加工運輸和儲存成為了目前農業發展中重點關注的內容，這樣的數字農業主要包括對農產品智能加工設備的開發、對農產品的生產過程進行自動化控制、對其冷鏈的運輸控制。這樣的數字農業技術能夠進一步對農產品進行開發。

2.3農產品電子商務

農產品電子商務主要指的是農產品的交易信息化，針對目前農產品交易過程中信息流通不通暢等情況，需要在相應信息技術的支持下，建立符合當地農業特色的電子商務平臺和農產品交易系統，以此來提高農產品交易過程中的安全性和便捷性。通過對農產品數據庫的建立，對農產品交易的各個環節進行開發和創新，并且與相應的提供商和金融服務機構進行協作開發，將手機和電腦等移動終端接入到農產品的交易過程當中，以此來對農業電子商務創新體系進行完善[3]。

3結束語

結合現代農業信息化關鍵技術創新的特點和發展趨勢，需在未來的農業發展中，針對數字農業、精準農業和農產品電子商務進行創新發展，進一步推動現代農業信息化的進步。

參考文獻：

[1]劉崢,張鵬飛,黃志文.省域現代農業信息化關鍵技術創新研究[J].軟件導刊，2014(12)：7-9.

[2]劉世洪.生產經營信息化是農業科技創新方向[J].農經，2012(12)：10.