农业信息化 实施途径及成效
童有好
农业是人类生存的基础，是国民经济其它部门赖以生存和发展的前提，但农业又是弱质产业。而信息技术是当今世界上发展最快、渗透力最强、具有高科技含量的技术。因此，信息技术在农业上普遍而全面地应用，不但是农业现代化发展的必然趋势，而且是保证农业科学技术快速武装到农业各个领域的必然途径。
用信息技术提升传统农业
信息技术已广泛应用于农业生产的各个环节，农村社会生活的各个方面。
用传感与处理技术在地面快速获取农业环境信息
近年来，随着“精细农业”研究的深入，农田空间信息采集中应用近似传感、农机机载扫描技术与数据处理集成研究等的发展十分迅速。这种信息采集技术省时、省成本，空间采样密度可以大大提高，使得田间变量采集几近连续。此类传感器可装载在农业机械上直接切入土中或处于近地表面，用于与生产过程科学管理密切相关的农田土壤水分、肥力、有机质含量、压实程度等参数的快速采集与测量；农田作物苗情信息采集与评估；作物长势，田间病、虫、草害快速识别与诊断；农产品品质快速测量与分级；生态环境参数、动物生理与行为信息监测等。
用3s技术从空中采集、加工、传输农业基本数据
3s技术是遥感（rs）、地理信息系统（gis）和全球定位系统（gps）的统称，3s技术对全世界的科技进步发挥着重要作用，在农业领域也有极广泛的应用。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，建立空间决策支持系统，实现人——机——资源利用一体化、空间化、实时化，把对农业资源信息的分析和处理，上升到研究农业空间规划决策实现和发展精细农业，指导人们根据各种变异情况实时实地采取相应的农事操作，变过去凭经验进行农事操作为实现智能化的科学管理，以提高农业的稳定性和可控程度。
建设农业数据库系统
信息、物质和能源构成世界的三大资源。农业信息浩如烟海，要使各种信息变成能为农业服务的信息资源，将信息加工成数据库、建立起农业数据库系统是目前最普遍、最实用的方法，在计算机应用程序的支持下，可方便地查询、检索。数据库系统建设是信息资源建设的重要手段，信息资源建设是信息化工作的核心。农业数据库主要包括农业资源信息数据库、农业生产资料信息数据库、农业技术信息数据库、农产品市场信息数据库、农业政策法规数据库、农业机构数据库等。世界著名的有关农业的数据库系统有联合国粮农组织的农业系统数据库（agris）、国际食物信息数据库（ifis）、美国农业部农业联机存取数据库（agricola）、国际农业生物中心数据库（cabi）等，它们都是有上千万条记录的庞大系统。
用信息技术实现农业操作全面自动化
20世纪80年代后期，农业机械装备其监控系统迅速趋向自动化和智能化，已由单元控制发展到分布式控制，由单机作业系统向管理决策系统集成的方面发展。自动化、智能化农业机械操作技术发展十分快速，主要包括：1.农作物栽培管理的自动化。如农作物施肥，可以在田间设置自动养分测试仪或设置各种探针定时获取作物数据，通过计算机分析数据，确定施肥时间、施肥量、施肥方法，使用田间遥控自动施肥机具或与灌溉水结合实现自动施肥。2.农作物病虫害防治信息化和自动化。在田间设置监测信息系统，通过信息网发出观测预报，利用计算机模型分析，确定防治时间和方法，采用自控机具或生物防治方法或综合防治方法，对病虫害实行有效的控制。3.畜禽饲养管理的信息化和自动化。可以通过埋于家畜体内的微型电脑及时发出家畜新陈代谢状况，通过计算机模拟运算，判断家畜对于饲养条件的要求，及时自动输送饲喂配方饲料，实现科学饲养。
3s技术应用于自动化农机
与智能化农业机械配套的dgps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。
mis技术用于农业管理
mis是管理信息系统的简称，它是收集和加工系统管理过程中的有关信息、为管理决策过程提供帮助的信息处理系统，可根据管理目的而建立，在数据支持下进行事务处理、信息服务和辅助管理决策。建立适合农业自身具体需要的计算机辅助决策支持系统，及时进行模拟决策，通过信息网络，及时了解市场信息、政策信息，按照市场需求选择生产和合理销售产品，以发挥自身优势，取得最佳的经济效益，还可用于保护生态环境和减少农业灾害。
多媒体技术用于农业生产与农业技术推广
多媒体技术是计算机技术、声像技术和通信技术高度结合的一个产物，除能做到多种媒体有机组合为一体外，还具有交互性、数字化、实时性等特征。如多媒体光盘技术的开发，广泛地应用于实用技术的推广，使农民在家庭电视和其他设备上看到生动活泼的各种多媒体实用技术。
借助信息网络技术进行农业教育
现代信息技术的发展，推动了农村图书馆自动化的建设，为图书馆各项服务工作带来了新的发展机遇。信息技术也有助于实现农村远程教育，通过完善电视系统和广播系统，加强信息网络系统的建设，引进和改进网上远程教育的配套技术，充分发挥数字化图书馆的服务功能，提高远程教育效果。
软件技术是农业信息化的灵魂
计算机生存离不开软件环境，高质量的软件是信息技术在农业领域应用成功的关键所在，农业信息化水平高低与否，与软件开发水平有很大的关系。农业信息化软件系统主要包括农业决策支持系统、专家系统、模拟模型系统等。
农业决策支持系统
农业决策支持系统是人们在计算机硬、软件环境里，使大量描述客观事物、关系和过程的各种数据，输入编辑、存贮更新、量测运算、查询检索、分析处理、模型应用、动态模拟、决策支持、显示制图和报表输出，从而帮助人们实现认识、利用和改造客观世界的某种或某些任务目标的一种信息系统。拿在精确农业中广泛应用的gis系统来说，其作用是为人们决策和管理去组织、分析空间数据，再用于决策支持系统中的各类模型中，对不同管理领域求解结果和制定计划。国产gis平台软件已经在技术上趋于成熟，其代表性软件supermap
survey突破了传统的cad软件的束缚，结合cad软件空间对象的编辑功能与gis对空间对象的关系及空间对象的属性信息描述的优势，真正做到面向gis系统进行数据采集。supermap平台软件采用了多源空间数据的无缝集成技术，该技术具有多格式数据直接访问、格式无关数据集成、位置无关数据集成、多源数据复合分析等特点；同时支持oracle、sqlserver大型数据库，并可以将数据文件转换成目前流行的其他gis平台软件的数据存储格式，增强了其通用性及扩展性。另外，它通过虚拟空间数据引擎内嵌于supermap，使得服务器配置有更大的选择余地，不仅可以使用windows
2000和windows nt服务器，还可以用unix/linux服务器，拓宽了工程的适用范围。同时，该软件
还具备栅格数据的矢量化，数据的更新、编辑、显示、查询、分析统计，决策模块、网上数据发布与共享，文件管理与其他系统的融合等功能。supermap
己经在电力、交通、测绘、房地产、设施、水利导航系统等领域中广泛应用，软件本身特色也必将在精细农业领域中大放光芒。
专家系统
专家系统是以知识为基础，在特定问题领域内能像专家那样解决复杂的现实问题的计算机系统。农业专家系统就是将农业专家的经验，用合适的表示方法，经过知识的获取、总结、理解、分析，存入知识库，通过推理机构来求解农业问题。国外从20世纪70年代后期起就把专家系统应用于农业领域，目前已在作物栽培、畜禽饲养、农业经济效益分析、农产品市场销售管理等方面研制出不少的农业专家系统。我国农业专家系统研究始于20世纪80年代初，1985年研制成功的“砂礓黑土小麦施肥专家咨询系统”在安徽淮北平原推广应用。经过“七五”、“八五”的科技攻关，“九五”期间在国家863计划中专门设立了智能化农业信息应用主题，重点对水稻、小麦、玉米、棉花、大豆等作物的引种与良种推荐、合理施肥、节水灌溉、病虫草害综合防治、综合栽培调控的农业专家系统及工具进行研究、开发和示范，取得了较好的效果。
模拟模型系统
农业生物系统与动植物生长发育是一个十分复杂的过程。信息科学技术的发展，推动了基于现代数学、实验物理、生物化学、信息科学的动植物生长模型与模拟的研究。农业与作物计算机模型是当代农业的高新技术，它是农业信息化与数字农业的科学基础与核心技术。农业模型由于将农业过程数字化，使人类可定量描述动植物生长机理，模拟量化调控动植物生长过程，预测其生产潜力和认识可供操作的主要调控参数，使农业科学从经验的水平提高到理论的水平。它可以进行许多传统农业试验无法进行的研究，大大节省农业研究的经费与时间，使农业研究的成果在更大的地理范围，更长的时间范围内推广应用。
我国应用vb语言编制的水稻、小麦、玉米和棉花四大农作物计算机模型系统ccsods，同时应用了foxpro数据库软件与excel电子表格软件，因此具有较强的多媒体功能与数据库管理功能。这种模型可以针对不同的农业环境与资源条件，对各种农业生产问题迅速地做出最优化的规划与决策，可以有效地帮助调整农业结构，实现农业生产的高效、高产与优质。同时还能够显著地提高农业生产的预见性，并将各种农业先进技术更快地推广给农民。
农业信息化的成效
信息技术在农业上的深入应用，对农业生产产生了良好的成效。
农业信息化促进了农业现代化
农业现代化是运用最新的科学技术成果和设备武装农业生产各个方面的过程，而信息技术是当今世界上发展最快、渗透力最强、具有高科技含量的技术。因此，信息技术在农业上普遍而全面地应用，不仅是农业现代化发展的必然趋势，而且也是保证农业科学技术快速武装到农业各个领域的重要途径。农业信息化必将促使农业生产方式发生根本性转变，促进农业实用技术的全面普及和推广，促进农民文化素质的提高和科技意识的增强，促进农业科技化和产业化的不断提高，从而加快农业现代化的发展。
农业信息化有利于降低农业市场信息获取成本
与其他产业中的信息要素相比，农业信息具有更强的分散性、复杂性和综合性。它不仅包括市场供求信息，还包括科技信息、政策信息、管理信息等。对于每个农户而言，要运用传统的手段及时获取这些信息非常困难，而且获取信息的成本十分高昂。而信息技术的应用，则可以通过“信息高速公路”，及时、准确、经济、全面地搜集所需要的信息，找准市场，降低成本，提高经济效益。
农业信息化可以减少农产品市场交易风险
市场经济是信息引导的经济，市场经济条件下，要求农业生产和经营管理也要实行市场化，以市场经济规律为指导，运用市场机制调节农业产前、产中与产后，使其实现有效衔接，运用市场机制调节农业生产、分配与消费的动态关系，从而使农业供求关系在市场中不断获得新的平衡，而要做到这些，必须有充分准确、及时、可靠的信息传递及信息处理做保证。而农产品生产具有周期长、农产品市场信息却瞬息万变的特点，农民生产什么、生产多少的决策往往带有盲目性和滞后性，这使得农产品的生产和交易充满了风险。信息技术的应用则可以使市场交易双方直接联系，这在很大程度上减少了流通环节，简化了交易程序，节约了交易费用；有了及时、准确、真实的交易信息做基础，能够减少生产的盲目性和滞后性，降低市场风险，提高经济效益。
农业信息化促进了农科教结合
农业信息化不仅可以使农业生产、科研、技术开发、教育之间的需求信息得到有效传递，也能指导农业生产、科研、推广、教育部门的有机协调与正常工作，促使农科教各个方面在市场经济中找准各自的位置并有机结合、相互促进。
农业信息化是实施农业科学决策的重要手段
农业系统的复杂性、动态性、模糊性和随机性决定了农业生产、经营管理决策的复杂性。所以制定有效的农业决策，需要多学科、多知识的综合利用，同时，还应该充分利用专家的知识与经验进行判断与推理。作为农业信息技术的典型代表，农业决策支持系统、专家系统、作物模型系统等的相互结合，其目的就是为了最大限度地保证宏观决策的合理化、经营管理的现代化和生产过程的科学化，为生产和管理者做出科学而有效的决策提供支持。
农业信息化可以提高农产品的国际竞争力
经济全球化使各国市场连成一个整体，在网络成为信息传递的重要手段和工具的现代经济中，谁掌握了网络，谁就能及时掌握最新、最全面、最重要的信息，就能掌握生产和交换的主动权；在网上交易成为各国农产品交易的重要方式的情况下，谁拥有先进的网络信息技术和手段，谁就有资格成为国际贸易的伙伴，就有可能在国际市场竞争中取胜。
农业信息化加快了农业科技人才的培养及农业科技知识的传播
农业经济的发展必须依靠科技，而发展和运用科技的关键是人才。通过发展网络，可以广泛、快捷地传播农业技术、科普知识，更快、更好地培养农业科技人才；通过这些人才，进一步推广、普及农业技术和科普知识，提高农民的整体科技素质，从而解决农业生产中遇到的一些问题。
信息技术有利于农业实现可持续发展
信息技术，如农业资源、生态和生物系统的模型与模拟技术，农业环境信息快速获取与处理技术，空间信息技术等在农业上的应用，为改善农业资源、环境与生物系统，宏观管理与生产过程管理决策，以及促进农业可持续发展提供了新的途径。其中，节约农业资源是实施农业可持续发展的基础之一，是核心内容。
农业资源，例如土壤、气候、植物和水等是广泛分布在地球表面，而且不断地变化的自然资源。要想合理利用农业资源就必须掌握它们的分布、性质及其利用的变化，并取得现时性资料，这用常规技术是无法实现的。
科学实验已经证明，只有运用包括卫星遥感技术、地理信息技术、全球定位技术、空间分析技术、模拟模型技术、网络技术和人工智能技术等综合的现代信息技术，建立农业资源信息系统，才有可能及时地为国民经济建设提供现时性的环境资料，并为领导或经营者提供决策咨询方案，以提高领导农业生产的主动性。据预测，利用全球定位系统、变量播种机和变量施肥机等，重大农业灾害的程度会得到较大程度的预防和控制，农民在每亩田上的农活用工量可望从目前的10个左右降至l～2个，种子和化肥的使用量将减少30%～50%，产量却提高10%～30%，其结果必然是农民在轻松劳作的同时，得到更为丰厚的回报。
本文原载于中国计算机报