数字农业分析精品(七篇)

序论：写作是一种深度的自我表达。它要求我们深入探索自己的思想和情感，挖掘那些隐藏在内心深处的真相，好投稿为您带来了七篇数字农业分析范文，愿它们成为您写作过程中的灵感催化剂，助力您的创作。

篇(1)

    “数字农业”作为国民经济和社会信息化以及“数字地球”的重要内容,成为21世纪农业的重要标志,也是我国实现现代化农业发展的必然趋势,对于保证我国农业的可持续发展具有十分重要的意义。数字农业是指以现代信息技术为基础,对农业生产要素、有关农业生产的各部门、各行业以及农业生产的全过程进行数字化管理。为适应未来农业发展需求,必须重视学生信息素质培养。对学生的信息素质的基本要求应有以下几点:

    1.信息获取能力。大学生必须掌握基本的获取信息的技能,如计算机技术、网络技术等。21世纪是信息时代,信息就是一切。在这个时代,人们的生产和生活方式将会发生革命性的变革。应以信息能力的培养为核心,实现学生自我获取信息的能力,以调整自己的知识结构和思维方式,达到增长才干的目的,实现大学生信息增值能力。

    2.信息应用能力。大学生必须学会把通过不同渠道获得的信息加以综合分析,转化为自身的知识,然后应用到工作、学习和生活之中,只有这样才能实现信息的真正价值。

    3.信息判断能力。随着网络技术的发展,信息的传播速度突飞猛进,各种各样的信息铺天盖地,许多学生面对着茫茫的信息海洋,无所适从。只有有了正确的信息判断观点才可能发现有价值的信息。因此,在一些学科进行数字农业教育,对学生开阔视野、拓宽思路以及今后的就业有着深远的意义。学生可以以自己的本专业知识为依托,将数字农业技术融入其中,更好地发挥专业优势,提高自己的创新意识。这个培养过程,对高等农业教育提出了新的更高的要求,切实把数字农业技术与不同专业知识有机地结合在一起,对于培养出具有现代意识的复合型、有个性的高等农业人才十分重要。大力发展数字农业教育,提高学生信息素质,是农业大学可以借鉴的一种新型复合创新人才培养方式。

    二、数字农业教育与学生信息素质培养策略

    随着农业现代化的快速发展,高等农业院校对学生信息素质的重视程度不断提高,越来越迫切地需要具有高信息素质的建设者。因此,高等农业院校必须抓住信息素质培养和教育这条主线,以提高学生的信息素质为出发点,充分发挥数字农业教育在信息素质培养中的重要作用。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改革与创新。具体培养策略如下:

    1.加强信息素质重要性的认识。高等农业院校要重新审视数字农业教育在信息素质培养中的重要地位,把对学生信息素质的培养作为计算机基础课程改革的首要任务。在信息时代,知识的更新步伐也在加快,使得学生必须构建一个与时俱进的知识体系。因此,在教学实践中,可以考虑三层教育体系:大学一年级学习计算机应用基础,二年级掌握一门编程语言,三年级开展数字农业教育。在数字农业教育的教学活动中,不仅要教授计算机的相关知识,还要渗透信息素质教育的理念,逐步使学生的信息素质得到加强和提高。

    2.重视实践教学的作用。传统教学中存在“重求同,忽视求异,重集中思维训练,忽视发散思维训练”的问题,而在数字农业教育过程中,要充分重视实践教学的作用,使学生不仅掌握专业基础理论,而且要有很强的动手能力,为他们将来从事数字农业的相关研究奠定基础。

篇(2)

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.

篇(3)

——信息技术改造传统农业

利用先进的信息采集系统将一片土地的土壤类型、肥力等土壤信息，降雨、日照等气象信息，以及农业生产动态等信息收集起来，利用信息分析系统将这些信息进行综合分析处理，决定耕作的种类、方式，在生产过程中使用具有变量施肥、喷药功能的农用机械根据不同地块的情况进行精耕细作，从而有效提高产出、节约投入、减少环境污染———在位于北京市海淀区的国家农业信息化工程技术研究中心，中心精准农业工程技术部主任孟志军为记者描绘了这样一幅与传统农业截然不同的图景，这就是精准农业。

随着信息时代的来临，信息技术的飞速发展改变了人类的生活，这一技术在农业上的应用改变了几千年来传统农业的生产方式，翻开了农业发展的崭新一页。基于“3s”技术即遥感技术（rs）、地理信息系统（gis）、全球定位系统（gps）在农业中的应用，20世纪90年代中期以来，精准农业在美国、日本等发达国家中的实验研究与实践有了快速的发展，被誉为“信息时代作物生产管理技术思想的革命”。

承担这一项目的是一支年轻的队伍，平均年龄33岁，70%具有博士学位，多是有着农学与计算机专业背景的复合型人才，短短的五年时间，项目的研发已经有了实质性进展，他们开发出了收集信息的农田地理信息系统、分析信息的变量农业处方图系统、能进行全自动化操作的变量施肥机、变量喷药机等，目前他们正在打造一个更大的具有综合分析功能的平台系统。

——打造“数字农业”技术体系

事实上，精准农业也好、专家系统也好，还有设施农业、虚拟农业等等，这些基于现代信息技术的农业技术系统，都有一个共同的名字———“数字农业”。

“数字农业”是利用信息技术全面促进农业、农村可持续发展，建设现代化农业重要的科学支撑技术。“数字农业”的内容主要包括农业要素、农业过程及农业管理的数字信息化。

“数字农业”是农业信息化的核心，也是农业信息化的具体表现形式。

“数字农业”正在使人们对科学利用农业资源潜力的认识和作物生产管理观念产生深刻的变革，促进农业科技界突破传统的以单学科研究为主的工作方式，通过多学科的融合和协调，将多种科技成果组装集成，直接为农业生产的持续发展服务。

——以国产化与社会化为目标

“数字农业”是一个具有挑战性的国家目标。几乎所有现存的技术基础，目前都还不足以支撑这样一个战略目标的实现。“数字农业”在国内的发展，一方面是将其作为开展农业高新技术研究的重要方向，另一方面是通过“数字农业”技术体系的研究，从中分解出一系列适用新技术，进行国产化和社会化推广。

作为“数字农业”的核心之一，精准农业的发展正面临着令人振奋的前景。从精准农业示范基地的实施情况看，这一技术可以广泛应用于小麦、玉米等大田作物，对品质要求高的经济作物如烟叶、茶叶等效果也非常明显，可以有效提高产出率，节约肥料使用率，提高产品质量。

然而同所有引进的技术一样，精准农业面临成本过高以及如何本土化的问题，目前基地使用的全球定位系统和联合收割机等设备都由国外进口，价格高达100多万元人民币，只有实现国产化，其成本才能大幅降低，所以，今后精准农业要在关键技术上进行自主知识产权的研发和储备，建立完全的国产化的精准农业信息采集、分析以及应用体系。

孟志军介绍说，目前中心正在与黑龙江农垦总局、上海郊区的现代农业园区合作进行国产化试验，以目前研发的情况看，精准农业技术的国产化在3、5年之内就可以达到。这意味着被普遍质疑的实施精准农业成本过高的问题会得以解决，进行社会化生产成为可能。

篇(4)

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。

篇(5)

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]。

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关键字：数字农业，GIS，RS，GPS

Abstract: 3 S technique known as the geographic information system (GIS), remote sensing (RS), global positioning system (GPS) has set up a file in the foreign widely used in digital agriculture engineering, in our country is still at the local scope or the experimental stage. This paper ARCGIS software ERDAS and 3 S technology used in every field of digital agriculture, expounds analysis realizing agricultural informatization and the sustainable development of agriculture in important ways, introduces the current domestic in the application of digital agriculture, explore 3 S technique in the practice of the digital agriculture application and prospect.

Key words: the digital agriculture, GIS and RS, GPS

中图分类号：TN711.5文献标识码：A 文章编号：

一、前言

土地是人类赖以生存和发展的自然资源，我国是一个农业大国，大部分土地在农村，作为国民经济的基础，农业不仅提供食品，还提供工业原料，可直接影响我国的工业总产值的形成。长期以来，由于农业管理技术手段落后，尤其是农业资源的数据和信息缺乏现势性，不能为规划和决策提供及时可靠的数据和信息，制约了我国农业的发展。总之，中国的农业是一个既关系经济繁荣，也关系国家安定稳定的大问题。解决中国农业问题、获取农业信息的一条重要途径就是利用3S技术走数字农业的道路。

二、3S技术的含义及其应用特点

“3S”技术是指全球定位系统(GPS)、遥感(RS)和地理信息系统(GIS)，是目前对地观测系统中空间信息获取、存贮管理、更新、分析和应用的三大支撑技术。

GIS是地理信息系统，它是为特定应用目标建立的空间信息系统。是在计算机硬件、软件及网络等支持下，对有关空间数据进行预处理、输入、存贮、查询检索、处理、分析、显示、更新和提供应用的技术系统。

RS是遥感技术，遥感就是遥远感知事物的意思，是一种利用物体反射或辐射电磁波的固有特性，通过观测电磁波，识别物体以及物体存在环境条件的技术。也就是不直接接触目标物，在距地物几公里到几百公里、甚至上千公里的飞机、飞船、卫星上，使用光学或电子光学仪器（称为传感器）接受地面物体反射或辐射的电磁波信号，并以图像胶片或数据磁带形式记录下来，形成数字影像。该影像传送到地面，经过各种校正后，进行影像分类、解译，最后获取所需要的信息。遥感技术是上一世纪60年代蓬勃发展起来的，随着空间技术、电子技术和计算机技术、信息科学、环境科学等的发展，遥感技术已成为一种影像遥感和数字遥感相结合的先进、实用的综合性探测手段。

GPS是全球定位系统， GPS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。经我国测绘等部门的使用表明，GPS具有全天候、高精度、自动化、高效益等显著特点，成功地应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、资源勘察等多种生产领域。

三、国外数字农业的应用

全世界共有80多个国家，利用3S技术在ArcGIS和ERDAS软件下进行农业监测和管理。比如：

也门农业部门利用ERDAS软件探测灌溉的迁移和评估水资源情况并根据坡度、坡向图、径流方向－确定作物水源位置。

澳大利亚农业部门利用ERDAS软件进行红外波－土壤养分测定，实现精确农业中的精确施肥等。

四、3S技术在数字农业中的应用

利用GIS，RS，GPS技术可在数字农业工程中发挥重要作用，采用ArcGIS和ERDAS先进的技术，加上GPS技术，可在数字农业中实现如下领域的应用。

（一） 精细农业

“精细农业”技术是用现代高新技术特别是信息技术来改造传统农业，在机械化的基础上，把地理信息系统（GIS）、定位系统（GPS）、决策支持系统、传感技术进行集成，定量获取农田小区作物产量和影响作物生长的环境因素（如土壤肥力、含水量、苗情、病虫草害等）实际存在的空间和时间差异性信息，分析影响小区产量差异的原因，采取技术上可行、经济上有效的调控措施，区别对待，按需实施定位调控的“处方农作”。在“精细农业”技术体系中，DGPS的定位应用以及GIS的应用开发是实施“精细农业”实践的关键技术之一，即利用DGPS定位引导定量获取农田内作物产量和影响作物生长的环境因素的差异性信息，在GIS中利用各种空间分析方法生成差异性信息分布图，通过分析影响小区产量差异的原因，制定经济、合理的生产决策方案，生成作物管理处方图，指导农田定位作业。

（二）山坡地的可持续发展研究关系当地的经济发展、环境保护，有着十分重要的意义。生态环境的好坏，直接影响着整个流域。流域的坡耕地分布状况与土地适宜性类型，区域内既有经济较发达的平原，也有经济欠发达的高原山区。目前在山坡地研究中，大多采用传统的实地丈量，手工圈绘等方法。在研究中针对这种情况，采用先进的地理信息系统（GIS）方法，通过空间分析、模型运算，对该地区的地理环境、土壤类型、土壤质地等进行了详细地分析研究，划分出该地区坡耕地分布范围，并对该地区进行土地适宜性评价，得到了较好的结果。

（三） 农作物监测及估产

农作物的生长状况与产量是全社会都十分关注的问题，对每一种作物在生长过程中会发生什么问题，能取得什么样的收获，是国家管理部门和农民们在作物播种后到收获的一段时间内随时都想了解的。

因此，长期以来对农作物产量的预测是农业系统的一项重要工作。随着科学技术的发展，预测的方法和手段逐步完善和提高，不但能较准确地估测出各种作物的最终产量，也能跟踪监测各类作物在不同生长期的长势，从而根据需要及时采取有效措施，对农作物的生长进行监控，保证当年产量的稳定增长。为了在农作物监测和估产中充分发挥和利用现代科学技术的成果，提高快速、准确、经济地获得监测和估产信息，为国家经济建设和农业生产服务，虽然农作物估产和监测技术与理论十分复杂，若干问题还有待进一步探索，但利用现有的遥感、地理信息技术和资料，从不同于传统的统计部门得到信息的途径，已经能够为决策部门提供辅的、快速的、客观的决策信息。

（四）农业气象服务

农业气象服务系统是在GIS和RS平台上开发的集农业气象、遥感应用于一体的业务运行系统。它集成了农业气象服务为城市“菜篮子、米袋子”服务的科研成果；建立了遥感、地学、气象、农情、社会经济统计等基础数据库；建立适应农业发展新需求的服务产品；将GIS分析功能应用于洪涝灾害监测、灾害损失评估、资源合理布局等领域，获取较好的服务效果。比如建立了下述分析模型。

1．暴雨涝害和叶菜损失综合评估模型

2．蔬菜生产资源综合评价模型

（1）气候适宜性评价模型

（2）土壤适宜性评价模型

（3）暴雨承灾能力评价模型

（4）区位优势评价模型

（5）技术优势评价模型

（6）灌溉水污染评价模型

（五）农田监管

我国人多地少，耕地资源十分贫乏，人均耕地面积相当于世界平均数的四分只一，中低产田占三分之二。由于环境污染、水土流失等原因，耕地总体质量还在不断下降。随着国民经济持续高速增长，各项建设占用耕地的问题越来越突出，造成耕地、特别是优良耕地面积不断减少，人地矛盾不断加剧。因此，利用GIS和RS对基本农田进行特殊保护和监管刻不容缓。

（六）绿色农业

进行绿色农业工程，对所有农田的土壤重金属含量进行GIS分析，对绿色农作物的生产进行决策。

（七）草原防火

利用GIS和遥感技术对草原的火灾进行预防和分析。

（八）捕鱼GPS/GIS定位

利用GPS/GIS定位技术，对鱼群的流向进行监控，指挥渔船实现最佳的捕鱼方案。

（九）牲口疫发生点管理

利用GIS技术，对牲口疫发生点进行直观有效的管理，并对牲口疫防扩散进行决策。

（十）植物病虫害分析

利用GIS和遥感技术，对植物病虫害进行分析，高光谱分析也是常用方法。

（十一）土壤养分测定

利用遥感技术，进行土壤养分测定，为精确施肥服务。

（十二）农业运输GIS调度

利用GIS中路经优化调度功能，实现农业运输GIS调度。

（十三）农田水淹没分析

利用GIS和遥感技术，实现农田水淹没分析，评估农田损失情况。

（十四）园区温控室GIS监控

利用GIS技术，对农业园区的温控室进行GIS监控。

（十五）移动GIS在农业应用

利用ESRI公司的ARCPAD软件技术，在掌上电脑上装入电子地图，农田和作物信息等，并在PDA中插入GPS，供农业工作人员在广阔的田野中进行现场GIS操作，信息查询和分析。

五、结束语

近年来RS、GIS技术在农业资源管理中得到了综合或集成应用，GPS技术也为土地利用的变化的精确定位做出了贡献。这3种空间信息技术的广泛的应用，必将为农业管理和发展的科学决策提供可靠的支撑，必将推动数字农业的建设，推动农业资源管理的信息化、科学化和现代化管理水平。

1．刘刚 张漫 汪懋华，基于DGPS和GIS的农田空间信息管理系统的研制，2000

2．辜寄蓉 苗放 朱章森 王成善蔡靖疆，GIS在岷江流域坡耕地分布与可持续发展研究中的应用，2000

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【关键词】农业信息技术 数字图像处理 教学模式

【中图分类号】G642 【文献标识码】A 【文章编号】1674-4810（2014）35-0065-02

随着现代农业向精准化、信息化、智能化的不断发展，信息技术及图像处理技术在现代农业中的应用日益广泛，这就要求从事现代农业的技术型人才要具备农业信息处理的相关知识和技能，并对发展趋势有一定的掌握，以适应现代农业发展的人才需求。数字图像处理课程是在掌握工程数学、线性代数及编程语言的基础上，将上述知识应用到农业信息的采集和处理中，体现了农业信息技术专业的专业课程特征，实现了“农非贯通”的专业形态的形成，以及对农业信息化复合型特色人才的培养。

一 数字图像处理课程设计的思路

数字图像处理是农业信息技术专业的专业课程，是一门综合性学科，内容多、跨度大、覆盖面广，本课程以培养能力和拓展专业素养为课程内容的定位和目标，课程内容的选择以专业知识拓展为依托，要求学生掌握数字图像处理的基本概念、基础理论、典型方法，掌握一定的编程实践技能。结合由易到难、循序渐进的原则进行教学内容和教学组织模式的设计，以此促进学生对知识的掌握和应用能力的提高。教师通过企业调研等形式总结归纳现今数字图像处理技术在农业应用中的实际案例，从而提高学生的专业知识修养。多元化学生的考核方式，形成一个全面的考核标准。

二 数字图像处理课程设计的实施

1.教学内容的设计

本课程以“农非贯通”的专业形态为出发点，采用项目化教学和任务驱动的方式组织教学内容，使学生在掌握数字图像处理知识的基础上，了解此项技术在农业中的广泛应用。本课程的教学内容主要划分为六个项目。

项目一：图像的预处理，包括图像平滑、图像锐化、图像复原等知识点。

项目二：单目标果实识别，以机器人采摘苹果中单个苹果目标识别模块为例，根据单个目标识别的分析思路，将颜色特征的分析及提取、阈值分割方法、去噪处理、果实的形状特征提取等知识点划分成多个小任务，每个任务之间相互承接，逐一完成才能实现单个苹果的目标识别。

项目三：多目标果实识别，承接项目二，不同的是以多个苹果果实为识别目标，增加了hough变换、边缘检测、分水岭算法等知识点，此项目是对项目二的补充。

以上三个项目使学生能在完成具体任务的同时，掌握数字图像处理的基础知识。

项目四：纹理特征识别，以黄瓜识别为例，项目二和项目三中的目标识别都是基于目标与背景色差大的原理进行分析实施，对于目标与背景颜色相近的情况并不适用，因此，关于纹理特征的知识点，将在此项目中补充。

项目五：综合实训，此项目的设计是对以上内容掌握程度进行整合并测试，给出两个选题：柑橘、棉花的自动识别技术及特征提取，农间杂草识别。两个选题分析思路与前面项目的分析思路方法相似，但是操作对象不同，需要做一些调整，因此，此项目既可以锻炼学生的思维能力及举一反三的能力，又能测试出学生对基础知识的掌握程度。

项目六：专业知识拓展，数字图像处理应用广泛，在此模块中以讲座的形式向学生讲授数字图像处理技术在现代农业及其他行业中的应用，提升学生的学习兴趣、拓展专业知识、提升专业素养。

2.教学组织模式的实施

本门课程具有理论性强、实际应用性较弱的特点，结合该特点将本门课程划分为三大主要模块，分别为理论基础、综合实训、知识拓展。根据这三个模块的不同特点，本门课将结合项目化教学、任务驱动、角色体验法、讨论式教学方法进行教学。

对于本门课程的基础知识和算法，采用“小任务为引导，大项目为目标”的教学方法，将每个知识点作为小任务，每个小任务之间能承接并结合成大项目，实现学生对基础知识的掌握。

综合实训是考验学生对本门课程知识的掌握程度，此模块以任务驱动为主要教学方法，先提出问题，引起学生的学习兴趣，培养学生的自学能力和逻辑思考能力，以小组为单位，通过团队合作选择合适的算法实现最终目标，并以答辩的方式汇报。

知识拓展是结合本门课程的特点，向学生拓展数字图像处理技术在现代农业中的应用案例，这需要大量地收集资料和文献整理，但是专业性较弱，因此本模块可采用角色体验、讨论教学法等教学方法，培养学生的自学能力。

3.考核方式

考核过程中要注意学生的学习态度、动手能力，培养学生的自我评价能力，增强自主学习意识。根据本门课程的内容设置，考核主要分为三个方面：过程考核、能力素质考核、汇报考核。具体见下图：考核方式及所占比重

三 数字图像处理课程设计应注意的问题

1.加强师资队伍建设

教师的知识结构、知识创新能力和师德风貌直接决定着课程的质量和水平，要培养出高科技的应用型人才，必须建立一支综合素质强的“双师型”教师队伍。要根据课程改革和建设要求，有目的，按计划地加强对教师的培训，鼓励教师通过各种实践活动，提高教学水平和教学质量。

2.加强教材建设

围绕培养目标，按照教学计划和教学大纲的要求，由主讲教师自行编写、制作相关教材，并保持教材的先进性和前沿性。

3.重视校企合作

校企合作是解决时间教育缺失的根本途径。企业参与到高校实践教学过程中，可以在教学计划和教学内容上广泛征

询及适当采纳相关业内专家的意见；另外增加学生在企业进行专业技能训练和专业拓展的学习机会，使理论联系实际，开阔视野，拓宽思路，促进学生的创新意识与创新灵感，为课程设计与建设提供强有力的实践平台。与相关企业建立长期合作关系，校企可以培养“适销对路”的应用型人才。

四 结束语

课程设计是一项涉及师资、学生、教材、教学思想、教学内容、教学方式、教学手段等多方面的综合系统工程，建设工程中要明确目标、遵守课程内在的逻辑与规律，才能提高教学质量。

参考文献

[1]朱高峰.中国工程教育的现状和展望[J].高等工程教育研究，2011（6）：1～4

[2]宋生瑛.高校精品课程建设中应注意的几个问题[J].黄河科技大学学报，2008（3）