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農業(yè)信息化

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1.什么是農業(yè)信息化

  農業(yè)信息化是指在農業(yè)領域全面地發(fā)展和應用現(xiàn)代信息技術,使之滲透到農業(yè)生產、市場、消費以及農村社會、經濟、技術、等各個具體環(huán)節(jié)的全過程。

2.農業(yè)信息化的特征[1]

  在發(fā)達國家,信息技術在農業(yè)上的應用大致有以下方面:農業(yè)生產經營管理、農業(yè)信息獲取及處理、農業(yè)專家系統(tǒng)、農業(yè)系統(tǒng)模擬、農業(yè)決策支持系統(tǒng)、農業(yè)計算機網絡等。農業(yè)中所應用的信息技術包括:計算機信息存儲和處理、通訊、網格、多媒體、人工智能、3S技術(即地理信息系統(tǒng)GIS、全球定位系統(tǒng)GPS,遙感技術PS)等,概括而言具有以下特征:

  第一是網絡化,各種形式的局域網和以信息高速公路為基礎的廣域網用戶增長迅速。在美國,眾多農業(yè)公司,專業(yè)協(xié)會、合作社和農場,已普遍使用計算機網絡技術。伊利諾州有67%的農戶使用計算機,其中27%農戶運用網絡技術。政府每年撥款15億美元建設農業(yè)信息網絡。美國已建成世界最大的農業(yè)計算機網絡系統(tǒng)AGNET,該系統(tǒng)覆蓋了美國國內的46個州,加拿大的6個省和美加以外的7個國家,連通美國農業(yè)部、15個州的農業(yè)署、36所大學和大量的農業(yè)企業(yè)。用戶通過家中的電話、電視或計算機,便可共享網絡中的信息資源。英國也建立了覆蓋全國的農業(yè)計算機網絡AGRINET。日本早在1994年底就已開發(fā)農業(yè)網絡400多個,計算機在農業(yè)生產部門的普及率已達93%,日本政府還在實施一項意在21世紀使所有農民擁有微機的“綠色天國”計劃。這些先進的計算機通信網絡使農業(yè)生產者更為及時、準確、完整地獲得市場信息,有效地減少了農業(yè)經營的生產風險。

  第二是綜合化,既有多項信息技術的結合,包括數(shù)據(jù)庫技術,網絡技術、計算機模型庫和知識庫系統(tǒng)、多媒體技術、實時處理與控制等信息技術的結合;又有信息技術和現(xiàn)代科技,尤其是農業(yè)科技的結合,如信息技術與生物技術、核技術、激光技術、遙感技術的日益緊密結合,使農產品的生產過程和生產方式大大改進、農業(yè)現(xiàn)代化經營水平也不斷提高。比如,歐美國家目前普遍看好一種視頻數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)(Videotex)和電視數(shù)據(jù)檢索系統(tǒng)(Teletert),就是多媒體數(shù)據(jù)庫技術,計算機軟硬件技術和網絡通信技術的結合。

  第三是全程化,信息技術應用不再局限于某一獨立的農業(yè)生產過程,或單一的經營環(huán)節(jié),或某一有限的區(qū)域,而是橫向和縱向拓展。信息技術企業(yè)與農業(yè)生產、經營企業(yè)聯(lián)系,科研單位與生產經營單位甚至與用戶聯(lián)合,多學科專家協(xié)作的復雜工程越來越多。這些工程全面地改善了農業(yè)生產和經營中的薄弱環(huán)節(jié),不僅使發(fā)達國家農業(yè)的原有優(yōu)勢得到更充分的發(fā)揮,而且使其原有的劣勢逐步改善以至消失,極大地增強了發(fā)達國家農產品世界市場上的競爭力。

3.農業(yè)信息化的內涵

  廣泛應用現(xiàn)代信息技術促進農業(yè)和農村經濟結構調整,增強農業(yè)的市場競爭力,發(fā)展農村經濟,建設現(xiàn)代農業(yè),增加農民收入,加速農村現(xiàn)代化進程, 農業(yè)信息化的內涵可以概括為以下四個方面:

  一是農業(yè)生產過程的信息化,包括農業(yè)基礎設施裝備信息化和農業(yè)技術操作全面自動化

  農業(yè)基礎設施裝備信息化:如農田灌溉工程中,水泵抽水和溝渠灌溉排水的時間、流量全部通過信息自動傳輸和計算機自動控制。農產品的倉儲內部因素變化的監(jiān)測、調節(jié)和控制完全使用計算機信息系統(tǒng)運行。畜禽棚舍飼養(yǎng)環(huán)境的測控和動作完全可以實行自控或遙控。

  農業(yè)技術操作全面自動化:一是農作物栽培管理的自動化。現(xiàn)在國內研制的多媒體小麥管理系統(tǒng)(WMS)和棉花生產管理系統(tǒng)(COTMAS)都可以應用于生產。如農作物施肥,可以在田間設置自動養(yǎng)分測試儀或設置各種探針定時獲取數(shù)據(jù)在室內自動測定,通過計算機分析數(shù)據(jù),確定施肥時間、施肥量、施肥方法,使用田間遙控自動施肥機具或與灌溉水結合實現(xiàn)自動施肥。其他耕作管理措施類同。二是農作物病蟲防治信息化和自控。在田間設置監(jiān)測信息系統(tǒng),通過信息網發(fā)出預測預報,利用計算機模型分析,確定防治時間和方法,采用自控機具或生物防治方法或綜合防治方法,對病蟲害實行有效的控制。三是畜禽飼養(yǎng)管理的信息化和自動化??梢酝ㄟ^埋置于家畜體內的微型電腦及時發(fā)出家畜新陳代謝狀況,通過計算機模擬運算,判斷家畜對于飼養(yǎng)條件的要求,及時自動輸送飼喂配方飼料,實現(xiàn)科學飼養(yǎng)。

  二是農產品流通過程的信息化

  建設新型的農產品批發(fā)市場。積極擴大批發(fā)市場信息網絡和電子結算等現(xiàn)代交易方式試點。加強對農產品產后加工、貯藏、保鮮技術的開發(fā)和推廣,大力開發(fā)農產品加工技術和農業(yè)節(jié)本增效技術,發(fā)展優(yōu)質高產高效農業(yè)。

  利用信息技術建立可以提供政策、市場、資源、技術、生活等信息的網絡體系,及時準確地向農民提供政策信息、技術信息價格信息、生產信息、庫存信息以及氣象信息,提供中長期的市場預測分析,指導幫助農民按照市場需求安排生產經營,解決分散的小農生產和統(tǒng)一的大市場之間的矛盾;利用信息技術還可以把農業(yè)融入到經濟全球化的競爭中發(fā)展;把強優(yōu)農業(yè)企業(yè)聯(lián)合起來,形成跨國競爭的巨大優(yōu)勢;可以開發(fā)網上貿易,直接建立農產品和農業(yè)服務貿易的快速交易通道。因此,可以說信息技術是推動農業(yè)產業(yè)化,進而推動農業(yè)現(xiàn)代化的關鍵之舉。

  通過網絡、信息技術將全國乃至全球作為一個統(tǒng)一的大市場,將分散的農戶和涉農部門組織起來形成一個大系統(tǒng)。農產品貿易在網上進行,農民在網上洽談,交易在網上實現(xiàn),降低了農產品的銷售成本;通過網上信息分析和專家的科學預測,農民在網上獲得市場行情和發(fā)展預測分析,在網上獲得農業(yè)生產訂單,減少了農業(yè)生產的盲目性;利用計算機網絡技術,農業(yè)生產者可以與不同產業(yè)結盟,共同經營,共同管理,共同打造品牌,穩(wěn)定市場占有量,并不斷拓展新的市場。

  三是農業(yè)管理過程的信息化

  農業(yè)經營管理信息網絡化:一是建立適合農場自身具體情況的計算機決策支持系統(tǒng),及時進行模擬決策。二是通過進入鄉(xiāng)、縣、省、以致全國和全球的信息網絡,及時了解市場信息、政策信息,按照市場需求選擇生產和合理銷售自己的產品,以發(fā)揮自己的優(yōu)勢,取得最佳的經濟效益。三是通過進入外部的信息網絡,廣泛獲取各種先進的科學技術信息,選擇和學習最適用的先進技術,裝備自己的農場,不斷提高農場土地生產力和勞動生產力,以獲取最佳的生產效益。

  農業(yè)管理服務系統(tǒng),主要是適應國家信息化發(fā)展和電子政務建設要求,實施農業(yè)電子政務建設,開發(fā)建設網絡辦公系統(tǒng),建立開放的農業(yè)政務管理數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)農業(yè)部門行政審批市場監(jiān)督管理等事項的網絡化處理,增強政務管理透明度,提高政府部門辦事效率。

  農業(yè)是以土地為基本生產資料,利用植物自身的光合作用能力和當?shù)氐墓?、熱、水資源,從事生物生產的產業(yè)。由于中國土地幅員遼闊,自然條件復雜,氣象和生物性災害頻繁,農戶規(guī)模小而且分散,再加上幾千年傳統(tǒng)的經驗作業(yè)方式,因而呈現(xiàn)出生產的分散性,很強的地域性、時變性,很低的可控性和穩(wěn)定性,以及經驗性強而量化、規(guī)范、集成程度差的行業(yè)特點和弱勢。而先進的信息收集、處理和傳遞技術將有效地克服農業(yè)生產的分散化和小型化的行業(yè)弱勢;強大的計算能力、智能化技術和軟件技術,使農業(yè)生產中極其復雜和多變的生產要素定量化、規(guī)范化和集成化,改善了時空變化大和經驗性強的弱點;將信息技術與航空航天遙感技術(RS)、農業(yè)地理信息系統(tǒng)技術(AGIS)以及全球定位系統(tǒng)(GPS)等相結合,大大加強了對影響農業(yè)資源、生態(tài)環(huán)境、生產條件、氣象、生物災變和生產狀況的宏觀監(jiān)測和預警預報,提高了農業(yè)生產的可控性、穩(wěn)定性和精確性,并能對農業(yè)生產過程實行科學、有效的宏觀管理。

  四是農村社會服務的信息化

  農民生活的改善,正在擴大利用現(xiàn)代信息技術提供的生活消費領域。一些發(fā)達地區(qū)的縣級文化娛樂媒體,實現(xiàn)電視網、廣播網和計算機互聯(lián)網的三網合一,農民可以利用這些媒體,了解國內外社會、經濟和科學技術動態(tài),有條件的地方可以通過互聯(lián)網,了解國內外農業(yè)、農民和農村生活的發(fā)展動態(tài),還可以豐富農民的文化娛樂生活,為農村兒童的學習生活提供了廣闊的新天地,具有指導農民生活和農村社會活動的作用。

  農業(yè)信息化的主要內涵有六個方面。

  • 農業(yè)生產管理信息化。包括農田基本建設、農作物栽培管理、農作物病蟲害防治、畜禽飼養(yǎng)管理等。目的是及時收集信息,幫助農戶解決生產管理問題。
  • 農業(yè)科學技術信息化。收集并傳遞與農業(yè)生產、加工等領域有關的技術進步信息,包括農業(yè)栽培技術、畜禽養(yǎng)殖技術、農副產品加工技術以及農業(yè)科研動態(tài)。
  • 農業(yè)資源環(huán)境信息化。發(fā)布與農業(yè)生產經營有關的資源和環(huán)境信息。如耕地、水資源和生態(tài)環(huán)境、氣象環(huán)境等信息。
  • 農民生活消費信息化。向廣大農民提供生活消費方面的信息服務,介紹主要消費品的性能、價格和供求趨勢等。
  • 推動農業(yè)信息化,有利于政府轉變職能,有利于減少農產品市場波動,提高農業(yè)市場流通效率。

  我國農業(yè)信息化應用系統(tǒng)開發(fā)已經成型,已經搭成的大型農產品批發(fā)市場價格信息系統(tǒng)、農村供求信息全國聯(lián)播系統(tǒng)、農產品監(jiān)測分析系統(tǒng)、農業(yè)專家系統(tǒng)、農業(yè)決策支持系統(tǒng)等平臺,提升了“三農”信息服務水平。

4.農業(yè)信息化的核心[2]

  農業(yè)信息化建設,將是有歷以來最為復雜、知識綜合集成、規(guī)模宏大的一項系統(tǒng)工程。農業(yè)信息化的實現(xiàn)和完成,將要經歷一個較長的歷史時期。農業(yè)信息化總體目標是:開發(fā)并運行支持宏觀決策、支持生產經營的各種應用信息系統(tǒng);構建滿足宏觀調控、微觀導向和農村社會化服務要求的中國農業(yè)信息網絡;造就一批農業(yè)信息人才和一支服務隊伍。具體說來,從現(xiàn)在起到下一個世紀前半葉,一是要建成我國“農業(yè)信息快速路”,就是人們常說的所謂“修路”,這條路要修到縣、鄉(xiāng)、農場,要與國家信息高速公路接軌,要加入國際信息互聯(lián)網;二是要加速研制農業(yè)綜合信息數(shù)據(jù)庫群和農業(yè)綜合管理及服務信息系統(tǒng),就是所謂“造車、備貨”。有路必須有車、有貨,才能實現(xiàn)農業(yè)經營管理、農業(yè)科學技術、農業(yè)基礎設施全面信息化、自動化。

  因此,信息資源開發(fā)、利用,就是所謂“造車、備貨”。圍繞此問題,有一系列富于挑戰(zhàn)性的課題,需要引起注意,其中主要有:

  農業(yè)信息資源數(shù)據(jù)庫建設

  信息是繼材料和能源之后的第三資源,是支撐社會發(fā)展的三大支柱之一。農業(yè)信息網絡若沒有各種信息數(shù)據(jù)庫的支撐,不可能發(fā)揮其應有的作用。中國是農業(yè)大國,農業(yè)信息資源極其豐富。其內容應包括農業(yè)自然資源信息、農業(yè)科技資源信息、農業(yè)管理信息、農產品市場信息、世界農業(yè)科技文獻資源信息等。因此,必須加強各種農業(yè)信息資源的建設、有序管理與應用開發(fā)。要利用現(xiàn)代信息處理技術、數(shù)據(jù)倉庫技術、多媒體技術,建立全國農業(yè)信息資源保障體系,中央要建立國家級農業(yè)信息資源庫,各省要建立省級農業(yè)信息資源庫。

  農業(yè)信息監(jiān)測與速報系統(tǒng)

  應用星(航天遙感)、機(航空遙感)、地(監(jiān)測網絡)技術對主要農作物的長勢與產量、土壤墑情、水旱災害、病蟲草害、海洋漁業(yè)、農業(yè)資源、生態(tài)環(huán)境等,進行監(jiān)測、速報與預報。對世界各國主要糧食作物和主要經濟作物、土地利用與土地覆蓋和可參與分享的世界農業(yè)自然資源進行監(jiān)測與速報研究。建立農業(yè)地理信息系統(tǒng)(AGIS),將3S技術[地理信息系統(tǒng)(GIS)、全球定位系統(tǒng)(GPS)、遙感技術(RS)]應用于農業(yè)、資源、環(huán)境和災害的監(jiān)測和速報。

  建立國家虛擬農業(yè)(仿真農業(yè))重點試驗室

  虛擬農業(yè)是80年代中期問世的,利用計算機技術、仿真技術、虛擬現(xiàn)實技術、多媒體技術設計出虛擬作物、畜禽魚,然后實際培育出能與虛擬農產品相比美(品質最佳、產量最高、抗蟲害能力最強)的真實作物,從遺傳學角度定向培育農作物,如某種短稈穗大的糧食作物,帶有某種特定滋味的水果等,并能阻斷害蟲食物通道,破壞其藏匿環(huán)境,防止其危害。虛擬農業(yè)的過程是一個相當復雜的過程,它將改變傳統(tǒng)的育種和科研方式,虛擬農業(yè)是一個富有挑戰(zhàn)性的研究課題,也具有令人振奮的應用前景。目前,世界上僅有少數(shù)幾個研究機構的研究小組在開展這方面的研究,研究的內容是虛擬主要農作物、畜禽魚的育種和管理。因此,要利用現(xiàn)代信息技術,建立“國家虛擬農業(yè)重點實驗室”,開展虛擬農業(yè)的研究。

  建立計算機農業(yè)專家決策支持系統(tǒng)

  信息技術在農業(yè)經濟調控管理上的應用不但是形勢所必需,而且將成為可能。它是農業(yè)信息化的重要組成部分,有重大的經濟意義和實用價值。該系統(tǒng)包括不同的服務層次,如農業(yè)宏觀決策、農業(yè)科學研究、農業(yè)生產管理等,其具體內容包括,政策模擬、調控決策方案模型、糧食安全預警等具體內容。同時要建立以主要農作物、畜禽、水產為對象的生產全程管理系統(tǒng)和實用技術系統(tǒng),以促進農業(yè)生產的科學管理和先進技術的推廣利用。在這方面,國際和國內都有一定的工作基礎,但技術集成,作物生長機制與環(huán)境相互關系的研究還有待于深化,系統(tǒng)決策的準確性與實用化還有距離,適合我國特定自然環(huán)境、品種特點的作物、畜禽水產的專家決策支持系統(tǒng)亟待加大研究力度,以適應農業(yè)集約化生產方式的需要。

  建立基于網絡和多媒體的農業(yè)技術推廣體系

  建立國家農業(yè)實用技術多媒體產品制作中心和網絡服務系統(tǒng)。農業(yè)科教實用技術信息多媒體數(shù)據(jù)庫,把十分復雜的農業(yè)技術,采用信息技術和多媒體技術,以極為簡單的方式表現(xiàn)出來。它將以一種嶄新的形式促進農業(yè)科技推廣、科技咨詢和農業(yè)教育的發(fā)展,有廣闊的市場應用前景,并能產生較好的社會效益經濟效益。它即可以做成光盤、軟盤、磁帶,也可以儲存在網絡中心的磁盤陣列中,農業(yè)科教人員或農民只要有一臺電腦和一條電話線,就可隨意點播主機內存儲的各種多媒體節(jié)目,資源共享,方便快捷。建立基于網絡和多媒體的農業(yè)實用技術推廣系統(tǒng),是農民、農業(yè)科技推廣人員和各級政府部門傳播推廣實用技術,普及農業(yè)科學知識的重要手段。

5.發(fā)達國家農業(yè)信息化的成功經驗[1]

  1.政府調整農業(yè)信息化是一個涉及多部門、多學科的綜合性系統(tǒng)工程。

  首先,政府必須重視此項工作并建立強有力的領導體系,強化對農業(yè)信息化的組織管理,確定各部門的職責并分工協(xié)作。美國是農業(yè)信息化很高的國家,有一個有效的行政管理系統(tǒng),從聯(lián)邦政府到各州、各縣政府都十分注重在組織上加強對農業(yè)信息工作的協(xié)調與管理。美國形成以農業(yè)部及其所屬的國家農業(yè)統(tǒng)計局、經濟研究所、海外農業(yè)局,農業(yè)市場服務局、世界農業(yè)展望委員會以及首席信息辦公室等機構為主的信息收集、分析、發(fā)布體系。日本則建立了從中央到地方的一個完整的農業(yè)情報系統(tǒng)。

  其次,農業(yè)信息系統(tǒng)有效性強、信息及時。美國農業(yè)部下設市場信息服務局的下屬新聞服務暑,主要負責農產品市場動態(tài)信息的收集與發(fā)布,上午采集信息,及時匯總、整理,當天中午就可分類發(fā)出。

  第三,在政策上保證農業(yè)發(fā)展的需要,圍繞農業(yè)科研體制、投資結構、經贊投入和實用技術研究進行政策調整,明確投資主體并保證基本投入。美國政府對農業(yè)信息的投入比例高。首先是有大量基礎投入用于農業(yè)信息系統(tǒng)的多項硬件建設。其次是有充足的系統(tǒng)運行經費,每年有10億美元的農業(yè)信息經費支持,占農業(yè)行政事業(yè)經費的10%。而法國政府為了加快信息高速公路建設的步伐,計劃于兩年內把全法互聯(lián)網建設投資額提高到目前水平的2倍以上。

  第四,建立健全的農業(yè)信息化法制、法規(guī)并注重立法、監(jiān)督,依法保證信息質量真實性、有效性及知識產權等,維護農業(yè)信息化主體的權益并積極促進信息的共享。美國從1848年第一次頒布農業(yè)法開始,就對農業(yè)技術信息服務作出了規(guī)定。在1946年農業(yè)市場法案授權規(guī)定,凡享受政府補貼的農民和農業(yè),都有義務向政府提供農產品產銷信息。美國在農業(yè)信息管理上,從信息資源采集到發(fā)布都進行立法管理,并不斷完善,形成體系,法國有關法規(guī)規(guī)定,所有社會產品的生產和經營者都有義務如實填報自己的生產經營情況,違者按偷稅行為處罰。

  2.注重農業(yè)基礎設施的信息化。一是農業(yè)基礎設施的信息化。包括農田基本建設設施、農作物種子工程設施、農產品加工與貯藏設施、農作物病蟲害防治設施、畜禽工廠化飼養(yǎng)設施、日光節(jié)能溫室設施、無土栽培設施、衛(wèi)星遙感通訊設施、全球定位系統(tǒng)設施等等。二是信息化基礎設施建設,包括基礎信息資源的開發(fā)和網絡設施建設,其中信息資源開發(fā)利用是信息化的核心內容。

  日本詳細制定21世紀農村信息化戰(zhàn)略計劃,日本農林水產省正在制定一項名為“21世紀農林水產領域信息化戰(zhàn)略”的計劃,提出要大力建設農村信息通信基礎設施,計劃的基本思路是大力充實農村的信息通信基礎設施,如鋪設光纜等,以建立發(fā)達的通信網絡。為了進一步提高農村的社會信息化程度,計劃制定了具體的政策,比如普及因特網;向農村提供國立農業(yè)科研機構的研究開發(fā)成果等有用的信息;促進電子商務的發(fā)展;向消費者提供充分的農產品商品的信息;提高農村地區(qū)的通信便利程度;提高農業(yè)資源的管理水平等。

  3.科研、教育和推廣三結合通過三者的相互結合、緊密協(xié)作,為農業(yè)發(fā)展提供三個最基本的保證。目前,多種農業(yè)傳媒(計算機網絡通訊、視聽等載體)網絡正成為農民、農業(yè)科技推廣人員和各農業(yè)部門獲取科學知識、傳播推廣實用技術,進行農業(yè)信息咨詢服務的重要手段。

  4.信息服務主體多元化,信息服務形式多樣化。生產者、經營者的信息需求多種多樣,這需要有多元信息服務主體,在服務內容上有所側重,服務對象和群體規(guī)模上各有不同,具有良好的互補性。多元化的信息服務主體,在運行中必然采用多樣化的信息服務形式。法國農業(yè)信息服務就是很好例證。

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