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1、1农业信息技术发展前景农业信息技术发展前景2 主要内容主要内容F 农业信息技术的定义和特征农业信息技术的定义和特征F 农业信息技术的重要意义农业信息技术的重要意义F 农业信息技术的主要领域农业信息技术的主要领域F 农业信息技术的前景展望农业信息技术的前景展望3一、农业信息技术的定义和特征一、农业信息技术的定义和特征41 1、农业信息技术的定义、农业信息技术的定义信息技术：信息技术：研究信息的产生、采集、存储、交换、传递、研究信息的产生、采集、存储、交换、传递、处理及利用的高新科技领域。随着计算机、通处理及利用的高新科技领域。随着计算机、通信、人工智能等高新技术的迅速发展，信息技信、人工智能等高
2、新技术的迅速发展，信息技术正在对社会、经济和生活环境产生强大和深术正在对社会、经济和生活环境产生强大和深远的影响远的影响5农业信息技术：农业信息技术：信息技术与农业科技的结合为农业信息技术，或信息技术与农业科技的结合为农业信息技术，或信息农业。农业信息技术是在信息科学和农业科信息农业。农业信息技术是在信息科学和农业科学不断发展的推动下建立起来的新兴科技领域学不断发展的推动下建立起来的新兴科技领域着重研究农业系统中生物、土壤、气候、经济和着重研究农业系统中生物、土壤、气候、经济和社会等信息的综合管理和利用，通过建立智能化社会等信息的综合管理和利用，通过建立智能化信息系统或决策支持系统，为不同层次
3、的用户提信息系统或决策支持系统，为不同层次的用户提供单机决策或网络系统服务供单机决策或网络系统服务62 2、农业信息技术的特征和作用、农业信息技术的特征和作用特征：特征：农业信息技术具有农业信息技术具有8 8个基本特征：系统个基本特征：系统化、模型化、信息化、知识化、可视化、产化、模型化、信息化、知识化、可视化、产品化、网络化、全球化品化、网络化、全球化作用：作用：农业信息技术使得农业生产系统从定农业信息技术使得农业生产系统从定性理解到定量分析、概念模式到模拟模型、性理解到定量分析、概念模式到模拟模型、专家经验到优化决策，实现定时、定量、定专家经验到优化决策，实现定时、定量、定位的智能化农作管
4、理位的智能化农作管理 7二、农业信息技术的重要意义二、农业信息技术的重要意义81 1、农业信息技术是农业新科技革命的先导、农业信息技术是农业新科技革命的先导F科技进步是第一生产力，是农业发展的根本科技进步是第一生产力，是农业发展的根本动力，是当代世界农业发展的大趋势动力，是当代世界农业发展的大趋势F农业新科技革命的主要领域：生物技术、信农业新科技革命的主要领域：生物技术、信息技术、环境技术、材料技术等，其中，生息技术、环境技术、材料技术等，其中，生物技术是核心，信息技术是先导物技术是核心，信息技术是先导F二十一世纪是社会高度信息化、经济高度知二十一世纪是社会高度信息化、经济高度知识化的时代，农
5、业信息化是农业迎接知识经识化的时代，农业信息化是农业迎接知识经济挑战和推动农业科技创新的重大战略济挑战和推动农业科技创新的重大战略9 2 2、农业信息技术是农业现代化的标志、农业信息技术是农业现代化的标志F农业生产系统是一个复杂的多因子动态系统，农业生产系统是一个复杂的多因子动态系统，受气象（年份和季节）、土壤、品种及技术受气象（年份和季节）、土壤、品种及技术措施等不同因素的综合影响措施等不同因素的综合影响F农业生产系统表现为显著的时空变异性、区农业生产系统表现为显著的时空变异性、区域性、分散性，较低的稳定性和可控性域性、分散性，较低的稳定性和可控性F生产管理以定性或半定量的经验知识为主，生产
6、管理以定性或半定量的经验知识为主，定量化、科学化和规范化程度差定量化、科学化和规范化程度差（1 1）农业生产系统的特点）农业生产系统的特点10（2 2）现代农业的基本特征）现代农业的基本特征F高新技术的支持和驱动高新技术的支持和驱动F产业领域的拓展和深化产业领域的拓展和深化F生产组织的区域化、规模化、产业化生产组织的区域化、规模化、产业化F优质、高效、高产的生产目标优质、高效、高产的生产目标F可持续发展的平衡体系可持续发展的平衡体系119090年代以前：年代以前：农业的机械化、化学化、水利化、农业的机械化、化学化、水利化、电器化（小四化）电器化（小四化）9090年代以后：年代以后：现代化的农业
7、设施、现代化的农业现代化的农业设施、现代化的农业科技、现代化的农业管理科技、现代化的农业管理农业信息技术是农业信息化的载体、农业现代化农业信息技术是农业信息化的载体、农业现代化的标志。信息农业的到来使得农业生产不再是以的标志。信息农业的到来使得农业生产不再是以经验为主的粗放型的生产活动，而是与高科技结经验为主的粗放型的生产活动，而是与高科技结合的有序化、定量化、规范化、科学化的农业产合的有序化、定量化、规范化、科学化的农业产业业（3 3）现代农业的主要指标）现代农业的主要指标12三、农业信息技术的主要领域三、农业信息技术的主要领域131 1、农业信息系统、农业信息系统内容：内容：农业资源环境，
8、种植业结构，生产设施农业资源环境，种植业结构，生产设施与技术，产前、产中、产后动态，农业科技成与技术，产前、产中、产后动态，农业科技成果等各类信息，提供全方位的农业信息咨询。果等各类信息，提供全方位的农业信息咨询。 如作物生产信息系统中的数据库包括：气象数如作物生产信息系统中的数据库包括：气象数据、土壤数据、品种遗传参数、管理技术资料、据、土壤数据、品种遗传参数、管理技术资料、区域性栽培知识、历史苗情与产量、生产条件区域性栽培知识、历史苗情与产量、生产条件和水平等和水平等14特点和作用：特点和作用：通过数据库的系统化、标准化通过数据库的系统化、标准化和信息化可以形象而及时地传播各类实用的和信息
9、化可以形象而及时地传播各类实用的农业生产知识、信息和农业高新技术成果，农业生产知识、信息和农业高新技术成果，从而极大地促进科技成果的推广和应用，并从而极大地促进科技成果的推广和应用，并提高广大农民和农村干部的科技文化素质提高广大农民和农村干部的科技文化素质152 2、农业系统模型和预测系统、农业系统模型和预测系统内容：内容：能够定量描述农业生产系统内相关成能够定量描述农业生产系统内相关成分及过程间的相互关系，着重建立农业生物分及过程间的相互关系，着重建立农业生物环境技术系统的计算机模拟模型，从而环境技术系统的计算机模拟模型，从而动态预测系统的行为和结果。如农业生产系动态预测系统的行为和结果。如
10、农业生产系统中的作物生长模型、农业气象模型、养分统中的作物生长模型、农业气象模型、养分利用模型、水分平衡模型、病虫草害模型、利用模型、水分平衡模型、病虫草害模型、农业经济模型等农业经济模型等 16特点：特点：系统性、动态性、机理性、预测性系统性、动态性、机理性、预测性作用：作用：农业系统模拟模型具有综合知识、定农业系统模拟模型具有综合知识、定量关系、测验假说、动态预测和支持决策的量关系、测验假说、动态预测和支持决策的功能，从而促进了生产系统的定性描述向定功能，从而促进了生产系统的定性描述向定量分析的转化过程，为农业生产管理决策提量分析的转化过程，为农业生产管理决策提供了量化的科学工具供了量化的
11、科学工具17气象资料、土壤环境、品种参数、技术措施气象资料、土壤环境、品种参数、技术措施冠层辐射与吸收冠层辐射与吸收阶段发育阶段发育（发育期、（发育期、物候期）物候期）形态发育形态发育 ( ( 顶端发育动态、顶端发育动态、 器官发生动态器官发生动态) )光合作用光合作用（单叶光合作用、（单叶光合作用、冠层光合作用冠层光合作用）呼吸作用呼吸作用（维持呼吸、（维持呼吸、生长呼吸）生长呼吸）同化物积累同化物积累同化物分配同化物分配 器官生长器官生长（绿色面积、绿色面积、茎鞘、根系、茎鞘、根系、穗的生长穗的生长）水分效应水分效应（保持、渗漏、（保持、渗漏、吸收、蒸散吸收、蒸散）养分效应养分效应（氮、磷
12、、钾（氮、磷、钾转化、吸收、积累转化、吸收、积累）产量形成产量形成品质形成品质形成水水 分分 丰丰 缺缺 因因 子子养养 分分 丰丰 缺缺 因因 子子WheatGrowWheatGrow小麦生长小麦生长模型结构示意图模型结构示意图18051015200.0.2.4.6.81.0Relative vernalization effectivenessTemperaturew.w. s.w.注：注：s.w.代表强春性小麦，代表强春性小麦，w.w.代表强冬性小麦代表强冬性小麦19051015200.0.2.4.6.81.0Relative photoperiod effectivenessPhoto
13、period (h)PS=0.003PS=0.00520PDTi + f1(PVT) * f2(PS) * f3(TS) * IEPDTi26.8PDTi+1 = PDTi + f3(TS)26.8PDTi39PDTi + f3(TS) * FDF39PDTi56全生育期生理发育时间的计算（最适发育条件下的时间尺度）21223 3、农业管理决策支持系统、农业管理决策支持系统内容：内容：基于模拟模型的决策支持系统、基于知基于模拟模型的决策支持系统、基于知识规则的专家系统、基于模拟模型和知识系统识规则的专家系统、基于模拟模型和知识系统的智能决策支持系统等不同类型。系统以数据的智能决策支持系统等不同
14、类型。系统以数据库、模型库、知识库和推理机为基础。其中知库、模型库、知识库和推理机为基础。其中知识库包括领域专家用来解决生产问题的定性、识库包括领域专家用来解决生产问题的定性、定量知识；定量知识；推理机控制整个程序的运行，根据推理机控制整个程序的运行，根据知识库进行综合推理和决策知识库进行综合推理和决策23特点和作用：特点和作用：基于规则的专家系统以农业生产基于规则的专家系统以农业生产的专家经验和知识为基础，通过知识工程的途的专家经验和知识为基础，通过知识工程的途径，建立知识库与推理机以指导农业生产的管径，建立知识库与推理机以指导农业生产的管理决策。具有较强的实用性和决策能力，但缺理决策。具有
15、较强的实用性和决策能力，但缺少模拟模型的机理性和动态性，系统的时空适少模拟模型的机理性和动态性，系统的时空适应性和应变能力差应性和应变能力差模拟模型对农业生产系统具有较强的解释性和模拟模型对农业生产系统具有较强的解释性和预测性，但模拟模型必需与知识模型及专家系预测性，但模拟模型必需与知识模型及专家系统相结合，才能实现良好的决策功能。因此，统相结合，才能实现良好的决策功能。因此，需要将模拟模型的动态预测功能和专家系统的需要将模拟模型的动态预测功能和专家系统的推理决策功能相结合推理决策功能相结合24小麦栽培管理知识模型小麦栽培管理知识模型播播前前栽栽培培方方案案品品 种种 选选 择择播播 期期 确
16、确 定定 产量与品质产量与品质基基 本本 苗苗 确确 定定主要生育指标主要生育指标 (冬前茎蘖数、冬前茎蘖数、 最高茎蘖数、最高茎蘖数、 最大最大LAI)肥料运筹肥料运筹 (N、P、K量、量、 有机有机/无机比、无机比、 基基/追肥比追肥比)水水 分分 管管 理理效效 益益 分分 析析实实时时动动态态指指标标 主主 茎茎 叶叶 龄龄叶叶 面面 积积 指指 数数 茎茎 蘖蘖 动动 态态 籽籽 粒粒 生生 长长干干 物物 质质 积积 累累 花花 粒粒 发发 育育春春 化化 特性特性 、抗、抗 病病 性性 、产产 量量 要要 求求 、品、品 质质 要要 求求温光水条件、土壤肥力、生温光水条件、土壤肥力、生产条件与水平、产量结构产条件与水平、产量结构温温 光光 条条 件件 、土、土 壤壤 肥肥 力力 、播播 种种 方方 式式 、品、品 种种 、产、产 量量温温 光光 条条 件件 、播、播 期期 、产、产 量量土土 壤壤 肥肥 力力 、播、播 种种 方方 式式土壤肥力（全土壤肥力（全NPK、速效、速效NPK含量及利用率）、肥含量及利用率）、肥料利用率、产量水平料利用率、产量水平温光条件、土壤肥力
