| 标题 | 计算机地理网格技术在现代农业检测与控制中的应用 |
| 范文 | 葛健平 摘要：伴随知识经济的到来信息技术向传统产业不断渗透，使得计算机信息技术在农业生产应用领域逐渐扩大，极大水平催生了农业生产形式的变动，从而使现代化领域延续扩大，更为符合市场经济现实需要，是现代农业发展的重要改进。驻足于计算机信息技术应用于现代农业生产领域，考虑了现代农业生产领域使用计算机信息技术的现实情况，有条理的分析了计算机信息技术的农业应用，以期更深入优化农业生产效能，推动农业科技创新，助推我国农业持续稳定健康增长，增进农业的可持续发展和更好地服务于“三农”。 关键词：计算机；地理网格技术；农业生产 中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）28-0231-02 自计算机技术的广泛发展，刺激形成全球性产业的新格局，计算机技术俨然成为人类生产生活中的一项重要技术。据国家信息产业网统计数据显示：“美国信息产业销售额占据整体GDP的1/3，远超建筑、汽车等传统产业，成为国民经济支柱”。事实证明，谁先掌握计算机信息技术发展的制高点，谁掌握了发展的机遇，未来的农业生产必将引用计算机技术并广泛应用。 1 农业领域的计算机信息技术在我国发展轨迹及其优势 计算机信息技术在农业领域的发展伴随新数字媒体时期的到来，得到了更进一步的拓展，同时改变了传统的农业生产模式，使得信息农业格局有效形成。追溯到上世纪八十年代末期，政府已经组建中国科学院计算中心，首次以研究计算机农业发展及农业发展的前景列入一项专题，开启了以遥感技术、科学计算法、数学统计法为一体系的农业科研的新篇章。1987年，国家通过建立了农业信息中心，逐渐重视在现代农业生产中对计算机技术的应用[1]，将遥感卫星技术和物理信息技术等运用于农作物病虫害预测预报，并对农作物病虫害进行了模拟试验[2]。1997年在深圳召开的首届全国信息工作会议肯定了应将计算机信息资源的建设作为未来农业发展的一个实际工作方向，用以辅助各项工作的全面开展与推进。在党的十六届五中全会会议上明确提出的将计算机信息化发展列入到了服务三农体系之内，成为新世纪农村建设的重要内容[3]。 计算机信息技术的农业应用机制及优势分析“农业信息化”也称“信息农业”[4-8]，通过将计算机信息技术的引入与农业生产有机结合，使二者合二为一延伸成为新型现代化农业模式。利用计算机信息技术，结合信息经济和农业生态系统，结合智能信息系统和决策系统，为各区域农业生产者提供帮助和技术服务，达到以精细组织定量分析、定量分析为重点的现代农业生产生产格局的转变。通过建立健全信息系统模型，更科学的制定决策为农业生产服务。大大提高了生产效率，及其生产资源的使用、利用效率。通过对计算机信息技术的应用改变传统精耕细作对生态的破坏，有利于农业生产可持续性发展。 2 计算机技术在现代农业中的具体运用 通过对计算机地理网格的设计实现计算机技术对现代农业的检测与控制。 取决于地理区域的研究与应用尺度地理网格的单元大小取决于地理区域的研究与应用尺度。不同的地理区域，因土壤特性、自然地理环境特点，以及应用领域的不同，其所适合的尺度是不同的。寻找合适的网格尺寸是地理研究的关键，研究和应用需要多年的积累，传统的地理网格技术与经纬度网格法是简单的，但面积、形状变形较大。 现代精准农业的研究基准尺度一般为19m×19m。划分后的网格形状和实际地块要相似接近一致，更能确保形状和面积的变形可控，有利于变量投入和采样的实际操作。高斯-克吕格大比例尺下的投影更为契合现代农业地理网格数据根蒂要求。能够保证网格的全球编码唯一考有助于网格数据的共享与标准化。鉴于差别研究与应用方向，有必要在同一地理区域创建不同的研究标准，网格设计时充分斟酌建立完整的分层网格系统。依据此方法，可以从最基础的基准网格大小的网格数据库，逐一通过抽样建立更符合要求的研究基础标准，得到更全面的结论充分的把握微观、中观与宏观等多个尺度。四叉树分层网格系统能够充分满足相同网格基准上不同的研究的标准需求。通常在做精准农业研究与应用时，更高的尺度大小没有固定和严格的要求，用以解决遇到的更大难度上的了解整个地域整体特征。为此，采用四叉树方式的分层体系是可以满足要求的。可采用的体系是EOSG：3785坐标系下的四叉树分层网格体系，四叉树的顶层（1级）网格范围是（-20037508.34m，-20037508.34m）-（20037508.34m，20037508.34m）。精准农业应用所需要的基准单位大小处于22级，网格单位为19m×19m左右，分层网格编码对网格单元进行编码，为了满足分层网格中每个网格单元的每个级别而进行的位置。 以满足统一标识分层网格中的每一级每一个网格单元的位置。为了方便数据库的查找与运算，采用字符串方式来进行编码。具体设计如下：唯一的编码字符串t顶格的定义，网格为1，以整个世界为尺度，边长为40，075，016.68m，顶层网格（1级）Fig.1 The grid level 1单一网格四分为4个网格后，网格二级字符串编码依次为Q（左上网格），R（右上网格），T（左下网格），S（右下网格）。其唯一编码字符串为TQ、TR、TT、TS，以此类推。网格字符串的数量则是网格的层级，如字符串“TSTQ”表示是该网格属于第4级网格。 四分网格编码Fig.1 The grid code假若想从基准网格单位（第22级网格单元），建立更高尺度（层级）的研究网格单元，只需要创建网格四叉网格融合的规则，将更高层级的编码相同的单元挑选后采用栅格抽样算法进行合并计算即可，如：临近抽样、三次样条抽样、立方抽样等等在确定精准农业的地理网格系统后，需要考虑建立地理网格的数据库。将现代农业所需的数据指标信息存储记录到数据库中。 在综合考虑各种现代农业对数据精度的要求，以及大量的已有研究的情况下对农业网络数据库进行设计，将现代农业中地理网格的基础单元，合理设定在19m×19m，网格的属性数据即为全部数据。 与传统农业数据库最大的区别是基于网格数据库对每个网格的位置，在网格内发现不同的信息，从而实现了农田精细化和差异化管理[10]。可以通过建立差异化的网格实现网格间的区别，实现每个网格内能够体现的差异农田信息，使得每个网格单元内即使存在差异，也可在数据库中找到相应的存储记录信息。充分满足现代精准农业对数据的要求，与现代精准农业的特点相吻合。充分考虑数据的精度，计算的速度，产量图的制作，因地制宜（根据土壤肥力、氮磷钾含量，制定相应的变量施肥方案）提高产量[11]。 3 计算机技术对我国现代农业发展的重要意义 3.1 有利于农业产量的提高 传统的农业生产以精工细作为主，产量难以大幅度提高，引用计算机技术后可从各方面对农业的生产进行监测，实时掌控农作物生长动态，农业生产过程中对气象的信息化预测，即通过对大气环境及其数值变化进行实时动态预测，对田间指标进行实时监测、记录模拟计算机数据模型，做好农业生产防范工作，对农业生产进行科学有利的指导，展现出因地制宜地真正的诠释，有利于提升了产量与效益。 3.2 有利于节省人工 在农业生产过程当中计算机兼备人脑具备与不具备的所有辨识本领，对计算机数据筛选选择制定符合现代农业生产的优化方案。运用计算机技术在现代农业生产后可大大缩少人员使用，便面人为因素对现代农业产量的直接影响。利用计算机信息技术，人工智能的知识推理、使用表示、采集等技术手段，汇集整合农业领域极为庞大的技术、知识、资料数据体系，构造成为智能问答系统，利用计算机信息技术进行科学选种、土壤准备、种植、管理和收获；科学提出防治方法；制定销售方案，避免收获后的积压，造成不必要的人工劳动。 3.3 有利于确保粮食的安全 “国以民为本，民以食为天”。粮食作为广大人民的生产生活资料同样关系到国家整体的生产建设与战略安全。粮食安全与国土安全同样重要，关乎社会稳定和谐，关乎经济持续发展。运用计算机信息技术能够准确的判断大环境气候，根据当地气候因地制宜的制定适合的生产计划，做到最大限度保障农业生产。粮食安全的保障同样作为现代农业发展现阶段的重要目标，在现代农业生产活动中运用计算机技术，有助于加强对粮食安全进行保障。 3.4 有利于确保农业的可持续发展 利用计算机技术在现代农业生产当中的地位和应用，更加科学规范的管理耕地，是现代农业可持续发展中的重要一环，为现代农业的可持续性发展缔造了一个无限的前景，提供一个难得的机遇。通过推进计算机技术在现代农业生产中的应用，建立健全现代农业计算机信息网络系统；加速计算机在现代农业生产中的开发研究与应用，有助于现代农业可持续性发展。 4 结束语 计算机技术在现代农业生产中的应用，在经济全球化的趋势下，充分满足了现代农业生产的各种技术的需求，对促进现代农业的发展起到了有效的作用，伴随计算机技术的在我国的不断发展，农业生产活动中对计算机技术的应用势必成为不可阻挡的必然趋势可以预见，尤其在科技不断发展创新的今天，计算机技术对现代农业生产建设的积极影响也将进一步得到完善发展，为我国现代农业生产建设提供稳定持续的发展动力，助推我国农业生产更快、更好地走向现代农业道路。 参考文献： [1] 杨洪伟. 以计算机为核心的信息技术在农业领域的应用[J]. 安徽农业科学， 2007， 35（2）. [2] 李芬， 陈颖曼. 现代信息技术在农村气象服务中的应用[J]. 山西农业科学， 2014， 42（3）. [3] 黄玉宝， 乔玉良， 张红艳. 基于GIS和遥感的土地利用演变及驱动力分析： 以汾河上游西北地区为例[J]. 山西农业科学， 2011， 39（9）. [4] 朱勇. 浅谈信息技术在农业现代化中的应用[J]. 农业现代化， 2004（5）. [5] 冀宪武， 赵永胜. 农业信息化在山西现代农业发展中的作用及对策[J]. 山西农业科学， 2009， 37（9）. [6] 张立伟. 信息技术在农业中的应用[J]. 中国高新技术企业， 2011（12）. [7] 郑业鲁. 现代信息技术及其在农业上的应用[J]. 广东农业科学， 1999（6）. [8] 刘婷， 王来刚， 左守亭，等. 河南省农业灾害遥感动态监测体系建设与应用[J]. 河南农业科学， 2012， 41（7）. [9] Franzen DW. Summary of Grid Sampling Projectin Two Illinois Fields[J]. NDSU Technical Bulletin， NDSU Extenson Service， Fargo， ND， 2008. [10] Clay DE， Chang J， Carlson CG， Malo D， Clay SA and Ellsbury M. Precision FarmingProtocols（Part2）， Comparison of Sampling Approaches for Precision Phos-phorus Management[J]. Communications in SoilSci-enceand PlantAnalysis， 2000， 31. [11] 奚廷孔， 张艳新. 土壤样品的采集和处理技术[J]. 广西农学报， 2007， 22（3）. [12] 刘任， 刘杰， 黄建民等. 基于Web的植物病虫害专家系统的设计与应用[J]. 天津农业科学， 2012， 18（3）. |
| 随便看 |
|
科学优质学术资源、百科知识分享平台，免费提供知识科普、生活经验分享、中外学术论文、各类范文、学术文献、教学资料、学术期刊、会议、报纸、杂志、工具书等各类资源检索、在线阅读和软件app下载服务。