摘要:为了适应现代农业信息技术的逐渐发展，基于农业信息化技术发展意义与应用优势，系统阐述了农业信息化发展中的全球定位系统技术、地理信息系统、变量控制技术、农业生物信息采集技术、决策支持技术及智能化变量机械，并对目前农业信息化在黑龙江地区的应用案例进行系统论述，研究内容对于加快我国农业现代化发展具有重要意义。
关键词:农业信息;现代农业;智能装备;决策支持;发展趋势
0引言
农业信息体系是将农学、农业工程技术、电子信息技术等多个学科领域的知识集成［1－2］，主要应用于面向农业生产过程中的电子信息高新技术，实现农业信息快速采集与可视化表达技术，基于电子信息技术实现农田各项作业、水肥管理、污染控制等农机设备及其产业化生产技术，精确调整各项农业管理措施，最大限度地优化各项农业资源，获得较高的经济效益、生态效益及社会效益，已经成为合理利用农业生产资源、提高农业生产效率、降低农业生产成本、改善农业生产环境的一种现代化农业生产方式［3－5］。为了适应现代农业信息技术的逐渐发展，我国农业科技规划中给予农业信息化、数字农业、精细农业等研究以重要位置，并在国家农业发展纲要中，将农业科技信息化发展作为农业发展的优先主题，在国家政策及科研工作中加大投入，保证我国农业信息化的快速发展与稳步提升，将农业物联网和农业安全控制体系研究、农业生产智能控制关键技术及装备研发、农业机器人关键技术及装备研究等列入国家863发展计划，其相关研究成果将农业信息化发展推至一个新的发展阶段［6］。
1农业信息化技术促进农业现代化发展的意义
1.1农业信息化概念及主要内容
农业信息化是将信息技术应用到现代农业中。基于电子信息高新技术，如地理信息系统、全球定位系统、遥感监测等技术，实现农业信息快速采集与可视化表达技术，基于电子信息技术实现农田各项作业、水肥管理、污染控制等农机设备及其产业化生产技术，其主要内容涉及农业生产、经营与管理技术等术，可以根据土壤环境、作物长势等进行全面合理评估，实现精准施肥与平衡施肥，改变传统施肥作业中由于经验施肥造成的“三多三少“问题，即化肥多，N肥多，三要素肥多;有机肥少，P、K肥少和微量元素少，解决肥料利用效率低及施肥比例失调等问题，因此，具有显著的生态效益及经济效益［7］。
1.2.2节约水资源
缓解农业灌溉压力传统农业灌溉模式随资源利用效率较低，农业灌溉水利用率仅为40%左右，基于农业信息化控制技术，可以通过监控作物动态生长，定量、定时地进行水分灌溉，在获得作物高产稳产的前提下，降低农业水资源消耗率。
1.2.3节本增效
提高农业生产效率，实现农业优质高产农业信息化技术采用精量播种与收获技术，可以降低农业生产消耗，与传统农业相比，可以提高作物产量19%～23%，提高农业生产效率。
1.2.4提高农产品的产量与质量
农业信息化技术属于现代化高新技术，可以对农作物生长动态进行实时监测与调控，动态规划农业管理措施，实现作物的高产、稳产与优质。综上所述，农业信息技术与传统农业生产相比，属于一种高新技术和科学管理措施实现资源的高效规划，是一种综合性较强的系统工程体系，是保证农业发展低耗、高效与优质的根本途径与有效策略。
2农业信息化核心技术
2.1全球定位系统
全球定位系统是农业信息化关键技术之一。是指在农业生产过程中，根据田间地块小区作物长势、产量、生长环境条件的空间差异性，进行空间信息聚类与处理，是实施定位处方的重要基础技术之一，为农作物生产定位管理提供基本条件。全球定位系统主要包括地球卫星的空间部分，通过地面控制站实现地面监控和用户接收组成，对于农业生产管理者来说，只需要根据实际需求购置用户接收机，进而享受不同方式的服务，提高农业生产效率与经济效益。
2.2地理信息系统
地理信息系统(GIS)是农业信息化发展的“头脑”部分。主要是用于信息输入、存储、检索、分析与表达的计算机控制核心平台，主要以带有地理坐标特征的地理空间数据库为基础，通过专家决策控制系统，对来自各个传感器监测信息进行组织与分析，从而绘制农业生产区域的电子地图，进而通过计算机控制器控制农业执行装备。目前，已经广泛用于农业土壤管理、生态环境、作物墒情及病虫害监测等，为农业生产中调控管理措施提供决策信息。
2.3变量控制技术
变量控制技术(VariableＲateTechnologies，VＲT)。主要是指在农业执行设备中安装计算机控制系统、DGPS系统等，根据农业执行设备在田间所处位置，自动调节农业物料，如种子、化肥、农药等投入量及投入速率的一种技术。目前，常见的变量控制技术主要可以实现以下功能［8］:1)按照土壤类型及作物生长进行变量施肥;2)按照土壤类型及农艺条件改变播种密度;3)根据土壤条件及作物长势实现变量除草。
2.4农业生物信息采集技术
农业生物信息采集技术主要是实现快速、有效地采集和处理田间地块作物生长空间信息。如土壤水分、土壤养分、土壤理化性质、植株冠层、病虫害发展、气候环境等，然后将有效信息传送给GIS系统迅速做出决策。
2.5遥感技术
遥感技术主要是基于空间高分辨率传感器。在田间作物生长时期进行全面实时监控，为作物生长与管理提供大量信息。主要包括热红外遥感、多波段遥感及微波遥感等进行土壤环境监测，农业生产者也可以通过向特定部门购买某一时间、某一区域的遥感图像数据，在自身遥感数据处理平台中进行应用与分析。
2.6决策支持技术
决策支持系统(DecisionSupportSystems，DSS)。主要是基于管理信息系统及运筹学的发展，实现计算机控制系统中多模型运行及数据处理，从而提高精准的辅助决策能力。农业决策支持系统主要包括数据库、知识库、方法库及管理系统。首先通过咨询者提供相应数据或者通过传感器监测获得的信息，然后对数据信息进行分析与决策，最后为生产者做出合理的决策结果与分析。
2.7智能化变量机械智能化变量机械是支持现代农业的重要装备技术之一，主要包括智能施肥装置、精量播种装置、智能灌溉机械等。目前，国际知名农机生产企业均已相继推出带有GPS全球定位系统及大量田间传感器的智能化农业机械装备，其中主要以约翰迪尔生产的GreenStar系统、凯斯公司研发的AFS系统、AGCO公司推出的FieldStar系统等。
3农业信息化技术主要应用案例
3.1农田信息化设备及信息化基地建设
农业信息化生产系统的本质是科学、高效、合理地管理农业生产过程中各项农业资源，最早始于20世纪80年代，提出了在农业生产过程中以“m”为单位，根据小区内作物长势、生长环境条件的差异性提出对作物栽培的定位管理及按需管理思想。经过较长时间的发展，该体系目前已经逐渐趋于成熟，在我国农业生产中得到了广泛的应用与发展。黑龙江省是我国重要的粮食生产基地，农业土地生产规模较大。农业机械化水平较高，十分适合推广农业信息化技术的发展。目前，农业信息化技术主要应用于玉米、水稻及大豆中，由黑龙江农垦总局进行主持，依托黑龙江八一农垦大学农业技术研究中心，先后在友谊农场、大西江农场、八五二农场、红星农场、七星农场及宝泉岭农场等进行推广应用，产生了较好的经济效益与社会效益，对于推动我国农业信息化快速发展、加快现代化农业转型具有重要意义。先后引进了美国CASE企业生产的农业耕、种、收等配套农机装备，并建立了地面GPS差分纠偏站，可以满足友谊农场示范推广与农业生产的实际需要。
3.2农田信息获取与精准管理技术
黑龙江八一农垦大学对友谊农场等多个农场农业信息进行数字化处理与遥感影像判别，基于作物品种、产量、土壤肥力、养分管理、水资源环境及气候因素等逐步建立了示范推广区域的地理信息数据库，用于应用示范推广单位的空间信息查询与农业机械管理，在田间生产过程中通过生成土壤养分专题图，为农业生产提供服务。
3.3病虫害预警技
术基于智能信息技术下人工神经网络模型可以对农业病虫害防治起到一定的预警作用。农业生产中，病虫害发生因素较为复杂，且属于非线性关系，采用传统的数理统计方法进行病虫害发生概率及流行情况进行预测，会受到较大的限制，依靠人工神经网络模型对病虫害发生具有较强的非线性拟合能力，是目前农业生产中应用最为广泛的技术之一。如基于BP神经网络模型对大豆枯萎病进行预测，结研究结果表明，基于BP神经网络技术可以实现病虫害的高效预测，为农业生产的稳定发展提供技术参考与借鉴。
4结论
农业信息化是促进农业现代化转型与发展的重要支撑条件，主要应用于面向农业生产过程中的电子信息高新技术，实现农业信息快速采集与可视化表达技术，精确调整各项农业管理措施，最大限度地优化各项农业资源，获得较高的经济收益、生态效益及社会效益，已经成为合理利用农业生产资源、提高农业生产效率、降低农业生产成本、改善农业生产环境的一种现代化农业生产方式。
参考文献:
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［5］陆丽娜，尹丽红，于啸，等．基于区块链的农业科学数据管理场景模型构建研究［J/OL］．情报科学:1－14［2022－07－11］．
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［7］史恒，雷莹慧，何正方，等．区块链技术在农业物联网防伪溯源的应用研究［J］．计算机时代，2022(6):32－36．
［8］郁晓梅．信息服务技术在农业经济发展中的应用［J］．农家参谋，2022(11):93－95．
作者:马赫 单位:庆安县政府投资项目建设服务中心
