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傳統農業發展過程中采用了高耗能的管理方式,投入了過多的農藥、化肥、等化學物質,也投入了大量的機械動力。但是,這種高耗能的發展模式是不適合現代農業發展的,導致了生態環境的惡化,土壤酸堿度失衡,致使農產品質量日益下降。在農產品市場競爭日益增強的現代社會,這種不符合可持續發展農業戰略的管理模式必將被先進的精準農業管理模式所取代。
一、農業精準化生產管理技術的現狀分析
精準農業是一種新型的農業生產管理思想,是在人工智能技術高速發展和信息技術快速發展的基礎上誕生的。精準農業是實現農業可持續發展的重要途徑,指明了未來農業發展的方向。精準農業管理模式是利用GIS地理信息系統、GPS衛星定位系統以及RS遙感系統等技術,及時了解農作物的生產環境、生長變化狀況、病蟲災害情況等。為分析、模擬農作物災害的發展趨勢提供具體的作物信息、數據,作為進一步解決作物災害問題提供參考標準。在此基礎上,精準農業發展模式,利用各種智能系統,準確、細致地計算出精準治理措施。包括:噴灑農藥、施肥灌溉、播種收獲等生產管理方式。
精準農業的目的是為了通過先進管理模式對農作物進行管理,以最小的投入獲得經濟和環境的最大利潤。目前,精準管理模式的主要技術支撐即以3S技術為基礎的多種數據系統為技術支撐的管理模式。包括:變量控制技術、生物信息技術、專家系統、決策支持系統、產量分布圖生成系統等。隨著數據處理技術的提高,可視化技術和計算機科學的發展,還有網絡數據庫系統的開發,精準農業獲得了快速發展,成為了國際上農業領域的發展熱點之一,大大促進了農業產業的升級。
二、發展精準農業的必要性
發展精準農業是我國的社會發展的需要。目前,我國耕地面積大量減少,自然災害發生頻繁,再加上病蟲災害,旱澇災害等,農業生產的發展也面臨著更大的挑戰。為了在世界農作物市場上占據優勢,只有提高農業生產領域的管理模式,才能更大限度的提高農產品的利潤,擴大市場占有率。精準的農業生產模式可以實現對農作物的精準化管理,解決上述各種問題。
發展精準農業是世界農業產業發展的需要。精準農業在世界范圍內已經得到了很大的推廣,成為了國際農業學、農業技術等高領域的研究對象,世界各國都在采用新型的精準農業管理模式。這符合國際農業發展的趨勢。
發展精準農業管理模式是由可持續發展的需要決定的。傳統的農業生產模式對生態環境的各方面造成了巨大的破壞,在能源資源供不應求的現代社會,發展精準農業更有利于建設可持續發展的農業體系,緩解建設現代農業過程中遇到的緊張局面。
三、精準農業發展過程中遇到的問題及解決對策
在發展精準農業的過程中,出現了一些水資源利用不當、施肥結構不合理、信息體制不健全的問題。發展精準農業就要著重發展灌溉精準農業、節肥精準農業、精準設施農業。發展精準灌溉農業就要根據信息系統反饋的數據因地制宜地選擇灌溉設施,開源節流,節約水源,解決好水資源的時空分布不均的問題。發展節肥精準農業需要系統分析、預算出恰當的施肥時間,施肥數量,以及肥料品種。發展精準設施農業就是利用機械設施改變或者提供農作物生長的小氣候,從而為農作物生長提供更為適宜的生長環境,提高作物產量。
更重要的是,要加大3S技術的應用范圍,建立全面的農作物管理系統,在GPS和RS技術的基礎上運用GIS技術準確分析數據信息,可以先建立實驗基地對比分析。另外,建立肥料信息系統和土壤肥力系統,收集不同的土壤類型、作物類型、肥料的使用情況等做好統計分析,隨時了解不同地區的土地肥力變化狀況,以便進一步進行管理。
精準農業發展模式需要協調好人力與機械的關系,提高農業機械化水平,減少生產成本投入,目的是為了增加我國的農業市場競爭力。
此外,政府要加強基礎設施建設,推進管理模式的創新,利用政府的力量大力支持信息技術的提高,建立完整的信息管理系統。建設全方位的農業信息管理中心,及時引進新型農業發展技術,形成農業精準化的發展規模。
結束語:
信息采集技術、網絡技術和專家決策系統共同構成了農業精準化生產管理模式。精準化生產模式可以彌補傳統生產模式的不足,在此基礎上又可以降低生產成本,節約人力。在這種生產模式下可以對農作物信息進行智能采集、計算、判斷、分析、預測與預警等,以達到提高農作物質量和產量的目的。由于精準化生產方式涉及到更多信息網絡智能領域,因此要加強信息技術的推廣。發展農業產業也要考慮地區差異,要根據不同地區的土地狀況和實際情況因地制宜地選擇不同的發展方式。
精準化農業生產模式符合國際農業發展的趨勢,我們作為發展中國家,在發展精準化農業的過程中要遵循可持續發展的原則,學習先進管理模式,引進先進技術,爭取在精準化農業發展過程中走出有中國特色的農業發展模式。
中圖分類號 F320 文獻標識碼 A 文章編號 1007-5739(2017)07-0274-01
我國是農業大國,農業發展對于促進我國經濟和社會的發展具有至關重要的作用。近年來,我國農業得到了快速的發展,但是我國的人口數量眾多,且依然面臨著環境惡化和資源緊缺的問題,只有促進農業的現代化發展才能滿足社會發展的需求。在這種背景下,為了實現我國現代化農業的發展,就一定要大力發展精準農業。本文就精準農業的發展現狀進行闡述。
隨著我國科學技術的不斷發展,精準農業成為了人們研究的熱門課題。精準農業是一種在信息基礎以及地學空間的基礎上發展起來的信息化和集約化的農業技術,主要是將生物技術、信息技術和工程技術等高新技術和土壤學、生態學以及農學等有效融合在一起,充分利用現代化的科學技術指導農業生產,以促進農業發展。
1 精準農業概述
精準農業是指在農作物的生產過程中充分利用現代高新技術對其進行精耕細作,以現代農業的生產形式取代傳統農業的生產形式,更加注重對農業生產的管理。精準農業通過建立生態學、地學以及農學等模型,采用地理信息系統、全球定位系統以及遙感技術等對農業生產過程中各項活動進行精準的定位,并進行精細管理,以實現農業生產的集約化和信息化。通過這項技術,可以對農作物的產量和投入進行細致分析,在實際生產過程中,對農作物的生長、土壤以及機械設備等進行實時監測,使各種農業資源得到優化配置,發揮農業資源的優勢,以獲得最大的產量,減少資源浪費,從而不斷提高農作物的質量,提高農業生產的效益,促進我國農業進一步發展[1-3]。
2 精準農業發展現狀
2.1 我國精準農業推廣現狀
現階段,我國精準農業的發展已經取得了一定的成效,農業生產發生了巨大的改變。科技含量大大提升,很多高新技術都嘗試著逐漸應用到農業生產中,但是我國農業的總體科技水平還有待提高;魍撐┮翟謚鸞ハ螄執化農業轉變,但仍處于初始階段;由之前粗放經營的管理方式向精準農業的方向發展,但也仍處于初級階段。在農業發展過程中,很多常規技術以及高新技術在不斷推廣,傳統的粗放經營模式也已經得到了一定的改變。但是從整體上來說,我國農業總值的增長主要依靠投入生產要素,而科學技術的貢獻率還比較低。國外發達國家科學技術在農業生產總值增長中的貢獻率達到80%以上,但是我國只有35%左右,每年的農業科技成果推廣率不到30%,處于一個比較低的水平。總體來看,精準農業的推廣率比較低。
2.2 我國精準農業關鍵技術應用現狀
精準農業的發展需要依賴很多高新技術,因而高新技術應用得越普遍,說明我國精準農業的發展情況越好[4-7]。精準農業發展過程中經常使用的技術主要包括地理信息系統、遙感技術以及全球定位系統。
2.2.1 地理信息系統。地理信息系統是一門將統計學、環境科學、信息學、管理學以及計算機科學等學科融合在一起的新興學科,其通過使用各種先進的手段和技術來對特定的地區地理空間數據進行采集,并對地理信息進行分析和處理。地理信息系統在我國精準農業發展中的應用已經非常成熟,在實際運用過程中,針對特定地區的地理信息建立農田土地管理模型,然后對地區的自然條件、氣候、土壤元素、農作物苗情以及病蟲害的發生等進行準確的評估和分析,并針對這些因素的發展趨勢制定精準的調控措施,為精準農業的管理提供可靠的數據依據。在實際使用過程中,還可以將其與農業管理輔助決策系統配合使用。
2.2.2 遙感技術。遙感技術是一種獲取各種實地信息來源的技術,在精準農業技術體系中具有至關重要的作用,主要核心技術包括影像技術、農田多光譜圖像信息分析系統等。遙感技術的一個重要優勢就是其成本比較低,比航空攝影的成本減少1/2以上。在精準農業發展中,可以充分利用遙感技術獲取田間時空變化信息,在規模化的農作物生產過程中,可以預測農作物的產量,同時預警宏觀農情,以農作物和土壤為研究對象,可以建立農作物的條件模型和長勢模型。遙感技術的應用也非常廣泛,為農業精細管理提供重要的參考[8]。
2.2.3 全球定位系統。全球定位系統是精準農業空間管理的重要設施,其具有采集定位信息以及進行農田測量的作用。目前,在小區式農作物產量的定位計算、農田變量信息的采集中均得到了廣泛的應用,將其應用到精準農業管理中,還可以實現機械自動化播種、灌溉和噴藥,實現農業機械化變量作業定位。不僅如此,其在環境監測和土地測量等方面也具有良好的作用,是一項發展前景廣闊的技術[9-10]。
3 結語
精準農業是農業發展的必然趨勢,與傳統農業的生產方式相比,精準農業借助于各種高新技術和現代化的管理手段對農業生產實施精細化管理,從而不斷提高農業生產的產量和質量。
4 參考文獻
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引言
由于四軸飛行器[1]用于藥液的噴灑不會受到地形等外在因素的約束,而且可以與作物之間的距離穩定在2m左右,在很小的空地便可起飛對農作物進行藥液的噴灑,且在氣流的推動下形成藥霧,直接減少了農藥液的流失量,噴灑的農藥在作物~面上覆蓋率越大,其防治蟲害的效果就會越好,同時節省了農藥的用量及水的用量,這在一定的程度上減少了物資的消耗。農用四軸飛行器的使用最大程度的減少了人接觸農藥的時間,保證了人的生命安全,減少了沉重的體力勞動,也極大的提高了工作效率。
一、背景與意義
近些年來,隨著電子控制技術與現代化控制理論的發展,四軸飛行器漸漸的進入了人們的視線,而且得到了飛速的發展,四軸飛行器是由多組動力裝置組成的飛行平臺,它由無刷電機驅動螺旋槳組成單組旋翼動力系統,由慣性導航系統、飛行姿態控制系統、GPS或北斗衛星定位系統、電子調速器等系統構成。可以實現定點、定高懸停等飛行動作。四軸飛行器作為一種結構新奇、性能出色的無人飛行器,運用了眾多方面的高新技術,具備重要的應用前景。
二、特點與優勢
與固定翼和直升機等一些常規的有人或無人飛行器相比較,四軸飛行器因其簡單的系統架構和獨特的結構有十分顯著的特點與優勢。
(1)結構簡單。因為四軸飛行器并不用專門的反扭矩槳,可以通過自身的獨特結構使飛行器扭矩平衡,而且采用多螺旋槳結構可以提高負載能力。
(2)以大容量的電池作為動力的來源。環保,無污染。
(3)可以垂直起飛降落,在空中定點懸停、按預定航線飛行等,還可在較小的空間里飛行,不會受場地的限制。
三、應用方向
3.1在農業植保上的應用
伴著我國經濟實力的飛速發展,城市化發展也進入了一個飛速發展時期,大量人員不斷地涌入城市,給城市的發展提供了足夠的動力,然而這樣的快速發展卻對我國的農業發展帶來了不小的影響,我國是一個以農業生產為主的國家,基本農田每一年都要進行繁重的農藥噴灑作業,農作物的災害防范與治理的任務十分的艱巨,且每一年我國由于噴灑農藥而導致中毒人數也非常的驚人。隨著我國對農村的土地政策的轉變,很多的農民開始農場化管理農田。農場化管理農田就必須有相應的先進生產技術作為配套保障,才能最大限度的去降低生產成本、提高生產的效率,而在農作物植保噴灑方面就表現得尤為突出。四軸飛行器以其良好的飛行性能,可以實現攜帶農藥在農作物2m高處進行噴灑作業,噴灑均勻,效果良好,最大限度的節省了人力和物力,實現了高效率的噴灑。
3.2在農田信息搜集上的運用
精準農業是現如今世界各國農業未來發展的一個新方向。目前,用來獲得農田信息的方法主要有大型的飛機進行航拍、衛星遙測等傳統方式。[2]傳統的農田信息收集技術獲取的農田信息并不精確,且受限于作業周期和生產成本等因素的影響,其實時性較差且易受天氣因素的影響,很難以滿足現代農業生產和獲取信息的需求;我國幅員遼闊,地形地貌復雜,且農作物品種繁多,農民多以小規模種植為主,為了能在一定的范圍內去實現精準農業,能從較低的高度去獲得農田基本數據的系統有著更好的前景。而四軸飛行器的優點就是能夠懸停和垂直的起降,能從較低的高度去獲得農田基本信息,且不易受到農田空域氣象環境的影響,更不用去對農田進行破壞性的采集樣本,且更容易收集到精確的農田基本信息。在現實運行的過程當中,能很大程度上代替人工操作。可以通過在四軸飛行器上掛載不同的傳感器來收集不同的信息,滿足大面積土地信息的獲取,還可以利用四軸飛行器的航拍系統與無線圖像傳輸系統,從高空對農作物的受災情況進行實景拍攝和實時監控,協助有關部門去制定防災方案,并采取有效的措施。四軸飛行器低空農田信息收集系統有著很好的發展前景。
四、結語
綜上所述,四軸飛行器在農業應用方面有著非常廣闊的前景,隨著后續的研發與電子技術的飛速發展,會對農業的各個方面帶來一場變革。農用四軸飛行器技術的應用,將標志著我國農業發展向高科技農業時代邁近了一大步。
農業精準化又被稱為農業精確化、農業精細化、農業數字化或農業信息化,是依靠現代信息化技術的發展而發展起來的新型農業生產管理模式。農業精準化需要依靠衛星定位系統、遙感、地理信息系統等技術獲取土地每平方米的農作物生長情況,以便及時發現病蟲害等不利于農作物生長的情況,從而及時對農業相關情況進行管理。同時還可以實現相關農業資源的高效利用和節約,從而減少農業污染,保證農產品質量,保護生態環境不受污染,進而最大程度地實現農業的生態功能。
1國內外農業精準化發展狀況
美國早在20世紀80年代便提出了農業精準化的相關概念及構想,隨后便召開了農業精準化學術研討會,并將相關理論成果運用于實際農業生產活動中,但是相關體系并未得到完善。然而,在以美國為代表的發達國家在規模化經營,機械化操作的情況下,農業精準化逐漸發展起來,并成功獲得了良好的經濟收益。隨后,日本,荷蘭等國家也根據本國的農業生產特點,開始了對農業精準化的相關研究與應用。如今,發達國家的農業精準化相關技術設備逐漸成熟,相關控制設備,電子裝備已經被運用于農業機械上,變量播種機、變量施藥機、聯合收割機等一系列智能農業機械已逐漸占據國際市場。由此,發達國家農業精準化技術的成熟并被實際應用于現代農業生產,促進了農業生產效率的提高,加快了其現代農業高技術的發展。如今,在發達國家,農業精準化已成為高科技與農業生產結合的產業,逐漸被認為是農業可持續性發展的有效方法。在我國,20世紀90年代便有專家提出了對農業精準化的研究想法,隨后,專家們對農業精準化在國外的實際運用狀況進行了分析研究并探討了農業精準化在國內的發展前景,根據研究結果,我國開始了農業精準化的相關研究。經過一系列研究試驗,我國建立了北京小湯山精細農業示范園。
2農業精準化的相關技術基礎
農業精準化主要依靠全球定位系統、地理信息系統、遙感系統、監測及信息采集處理技術、專家決策系統以及智能化農業機械裝備技術等。
2.1全球定位系統
農業精準化生產管理中,廣泛運用了GPS以獲取相關農業信息以及精確定位。通常情況下,一般運用DGPS技術以提高精確度。這項技術最主要的特點是定位的精確度極高,并且能夠基于不同使用目的選擇不同精確度的GPS系統。
2.2地理信息系統
地理信息系統是農業精準化絕對不能缺少的技術之一,它能夠幫助我們準確有效地管理農作物生長的相關信息與數據,并且,通過該系統傳遞處理田間實際信息是實現農業精準化不可缺少的。
2.3遙感技術
遙感技術對農業精準化來說,是獲得農作物相關生長信息的關鍵技術,農作物生長環境,生長狀況以及空間相關變異信息都由它準確收集提供。
3農業精準化在設施農業生產中的實際應用
3.1精確灌溉技術在我國設施農業生產中的實際應用
20世紀80年代,我國設施農業開始發展。并在90年展迅速,進入21世紀,更是勢如破竹。在我國設施農業發展之初,之中,相關灌溉設備比較落后,存在著一系列的問題。比如,灌溉水浪費,現代化管理水平比較低,源頭取水管理水平落后,節水設施研發水平不夠等。粗放型的灌溉模式與落后的灌溉技術達不到農業精準化的相關農業生產要求。進入21世紀,為了實現對灌溉系統的靈活管理,使灌溉過程更加準確,迅速,為了實現灌溉用水的自動化現代管理,精準灌溉技術在我國農業生產中得到了廣泛地運用,逐漸研發出了滴灌,微噴灌等高效的灌溉設施。同時,全球定位系統、地理信息系統、遙感技術以及信息采集與處理技術都被運用于我國農業生產灌溉過程中,提高了灌溉用水的利用效率。
3.2精確施肥技術在我國設施農業生產中的實際運用
我國的設施農業絕大部分運用于需肥量比較大的蔬菜的生產中,然而,通常情況下,我國的蔬菜種植過程中常常出現各種養分配合比例失調,肥料使用方法不當,肥料使用過量等一系列情況,使我國蔬菜種植質量下降。精確施肥技術能夠利用空間與時間的變化量來進行作物的管理,改變傳統的肥料使用方法,不僅避免了肥料使用過量造成生產成本增加以及農業環境污染情況的出現,而且確保了作物的生長潛力得到最大限度地發揮。相關農產品的品質得到了保證的同時還能夠取得很好地經濟效益。
3.3精確施藥技術在我國設施農業生產中的實際運用
設施農業使農藥使用的品種比傳統農業多,使用農藥的次數也比傳統農業多。同時,農業設施常常使農作物處于封閉狀態,空氣流動比較慢,風力比較小,這些因素使農藥溶解比較慢,可能使產出的農作物農藥殘余量超標。而使用精確施藥技術則可以有效避免這些問題地出現,從而降低農藥殘余量超標的可能。
4結語
我國設施農業自20世界80年代以來發展迅速,發展后勁足,而不斷研發精確農業相關技術,提高農業精準化生產能夠不斷促進我國農業生產向自動化,現代化方向發展,從而促進農業資源的高效利用,促進農產品作物質量的提高,確保農業環境不受到較大的污染。因而,我國應該在農業精準化生產的道路上繼續努力。
2農業機械導航的未來發展方向
2.1引入全球衛星定位系統,實現精確的空間管理
通過傳統農業機械設備、全球衛星定位系統和衛星導航技術設備的完美結合,能夠準確、及時對農業實際操作進行空間定位,提高農業生產機械化的運作精度,實現精確的空間管理;還能夠精準實施重復性農業操作,甚至精確到米,根據土壤實際性質和農作物生長需求進行所需元素的投放成為可能。民用全球定位系統已經處于十分成熟的時期,這使得將其用于傳統農用機械設備成為可能,值得注意的是要根據實際需要選擇合適的全球定位設備和裝置。
2.2廣泛采用機電液一體化與傳感器監測技術裝備
想要在現有基礎上提高農業機械生產的自動化程度,就必須高度重視液壓技術、農業機械、電子設備的緊密結合,三者的有機結合還能使化肥、水分的投放按照作物生長的實際需求,這一系列變量控制技術將貫徹按需分配的原則,最大程度上節省農業生產成本,創造最大收益。傳感技術的使用可以對農業生產的機械性能、實際環境條件進行實時監控,為操作者提供以秒為計的實時直播,對原始數據進行進一步的加工、處理、反饋,并根據計算結果實施動態的自動調節。在收割機上安裝傳感器則能夠詳細記錄下產品的數量、溫度、含水量等數據參數,上傳數據之后還可以進行監控、深加工、輸出計算結果等功能,這些數據若可以和定位、導航技術結合起來,就可以對谷物收割的全過程進行準確而及時的宏觀把握,實現整個收割過程的全自動化。
2.3引入信息與計算機技術
農業機械創新必然離不開現代先進的電子計算機信息技術。當今的精準農業思想是一種超越以往傳統集散式農業生產概念的新型戰略思想,這也是交叉學科進行實際生產獲利頗豐的應用典范。精準農業技術這個新型農業生產模式已經在逐漸打破傳統農業生產方式,這也是人類合理運用科學技術,對大自然資源進行合理保護的有效手段,其能夠降低農業生產成本、提高農業生產效率、提高農民的生產積極性以及提高農業生產的實際收益,更重要的是還可以合理保護農業生產資源、合理運用土地、保護生態環境以及實現可持續農業生產,這既是當今世界最關注的生態問題,也是農業發展的新的里程碑。信息技術、定位技術和傳統農業生產的完美結合無疑會使農業生產管理水平得到更大提升,為生產作出更多的貢獻。
農業物聯網作為一個新興事物,還處在邊試驗邊示范的階段,必須深刻把握農業物聯網發展的基本規律。
一是人、機、物一體化特征。人、機、物是物聯網的有機組成,其中人是核心,機是手段,物是對象。農業物聯網更加注重人、機、物三位一體,只有做到人、機、物的優化配置和統籌協調,才能實現人、機、物一體化發展。
二是生命體數字化特征。農業物聯網的作用對象大多是生命體。生命體信息的獲取和傳輸是農業物聯網的核心環節。只有從農業對象的生命機理角度出發,研究、模擬農業生命體諸因素之間的關系,解釋其生長、發育及其變化規律,并做出相應的決策,才能實現對農業生產的精準控制。
三是應用體系社會化特征。物聯網是一個相互融合、動態開放的網絡社會。農業物聯網面對的信息空間、客觀世界和人類社會更加紛繁復雜,不僅要關注技術本身,而且更要關注農產品質量安全、農民生活等社會問題。只有充分考慮農業物聯網的社會化特征,著力解決社會問題,才能充分發揮農業物聯網在感知農業、管理農業、服務農業、提升農業中的重要作用。
四是發展路徑“三全”化特征。農業系統是一個包含自然、社會、經濟和人類活動的龐大復雜系統。只有堅持全要素、全過程和全系統的“三全”化發展路徑,充分考慮全生育期、全產業鏈、全關聯因素,才能推動農業物聯網科學發展。
發展農業物聯網必須樹立五個理念
一是系統設計、突出重點的理念。無論是農業信息化,還是農業物聯網都是一個系統,一定要織成一張大網,才能真正發揮作用。二是政府引領、企業經營的理念。要發揮市場在資源配置中的決定性作用,同時更好發揮政府的支持引領作用,為企業創造良好發展環境,讓企業有利可圖。三是需求導向、實用高效的理念。農業物聯網歸根到底是“三農”的需求、生產的需求、發展的需求,必須堅持需求導向。要講究經濟效益,企業、科研單位都應深入一線,了解農業發展新需求、新特點,不斷開發實用的新技術、新裝備。四是左右協同、上下聯動的理念。農業物聯網是一個系統工程,需要處理好政府與市場、中央與地方、部門與部門的關系,形成齊心協力、協同推進的工作格局。五是重視安全,重在持續的理念。沒有信息安全,農業物聯網就不可能發展壯大。必須強化信息安全監管,做到安全可靠。
同時,一定要做到遵循信息化發展的客觀規律,遵循農業發展的客觀規律,遵循市場發展的客觀規律,毫不松懈地推進農業物聯網持續健康發展。
農業物聯網可在五方面率先實現突破
一是在農業資源的精細監測和調度方面,利用衛星搭載高精度感知設備,獲取土壤、墑情、水文等極為精細的農業資源信息,配合農業資源調度專家系統,實現科學決策。二是在農業生態環境的監測和管理方面,利用傳感器感知技術、信息融合傳輸技術和互聯網技術,構建農業生態環境監測網絡,實現對農業生態環境的自動監測。三是在農業生產過程的精細管理方面,應用于大田種植、設施農業、果園生產、畜禽水產養殖作業,實現生產過程的智能控制和科學管理。四是在農產品質量安全監管方面,通過對農產品生產、流通、銷售過程的全程信息感知、傳輸、融合和處理,實現農產品從農田到餐桌的全程追溯。五是在農產品物流方面,利用條形碼技術和射頻識別技術實現產品信息的采集跟蹤,有效提高農產品倉儲貨運效率。
各方協力推動農業物聯網成為“三農”的新力量
前言
農業一直都是各個國家發展所必須面臨的問題之一,而農業機械的自動化導航技術雖然在我們國家的農業發展史當中存在的年頭不多,但是在世界農業發展史當中可以說是一個古老的話題。在上個世紀二十年代中期,Willrodt就發明的一種的拖拉機應用附件,并且獲得了專利許可。這種附件技術可以在實際的應用過程當中引導機械沿著犁溝的平行路線行駛。現代農業的機械自動導航技術在精準化農業的背景之下被廣泛關注,因此對農業機械自動導航技術發展研究有著鮮明的現實意義。
一、農機位置測量方法
農業機械的自動導技術首先需要解決的就是農機位置測定,對于農業機械的位置測定將會包括機械位置、航向、速度、車輪轉角等內容,其中最為重要的還是機械當前位置的測定。而對機械位置進行測定的方法大致可以分為兩種,一種是相對位置測定方法,一種是絕對位置測定方法。其中相對位置的測定主要測定的內容是機械與導航基線的位置關系,而絕對位置的測定,其測定的內容為機械在地理空間當中的位置。
(一)基于機器視覺的位置測量方法
機器視覺的位置測定方法其實是利用計算機技術來模仿人的視覺效果,然后從客觀圖像當中發現并提取有用的信息,最終加以分析、理解及實際測量控制。這種方法最大的優點在于十分的迅速,并且其自身的信息存儲量較大,功能也是十分的健全。在機器視覺位置測量方法當中,自動導航技術會將機械的攝像機作為信息傳感器,利用圖像技術來對環境當中的作物進行識別,以此為基礎確定機械運行的基線,其中被應用于作物識別以及導航基線測定的方法主要有Hough變換法、最小二乘法、以及垂直投影法。其中Hough變換法是現階段應用于研究最為廣泛的一種直線段基線檢測方法,因為這種方法在實際的應用過程當中具有較好的魯棒性能,受到外界環境因素的影響佳較小,經過數年的發展已經成為了研究與應用最為廣泛的一種導航方法。而垂直投影法則是利用圖像方法,對所采取的圖像進行灰化,然后利用垂直投影法圖像當中的目標區域與非目標區域進行準確的劃分。以此為基礎確定農目標區域當中的作物行數。最小二乘法也是應用較為廣泛的一種直線段基線檢測方法,其具有測量速度快速,高精度等吃特點[1]。
(二)基于GNSS的位置測量方法
現階段可以提供商業用途服務的GNSS包括NAVSTARGPS、GLONASS以及我們國家北斗系統。其中應用時間最長應用作為廣泛的是NAVSTARGPS。現階段的農業機械定位過程當中采用的定位精度是厘米級的RTK-GPS[2]。
二、農機自動導航技術發展前景
(一)衛星導航技術的應用
目前農機的自動導航技術研究已經日漸成熟,而GNSS/GIS的導航技術應用也成為了現階段應用的主流技術,并且得到了很廣泛的應用。我們國家所研制的北斗衛星導航的系統是繼美國、俄羅斯之后第三個成熟的衛星導航,可以實現衛星定位系統的全部功能。2012年12月27日,北斗系統正式對亞太地區提供無源定位服務。由此來看,北斗衛星定位系統必將會在精準化農業當中發揮更加巨大的作用[3]。
(二)農機物聯網技術
隨著時代的變遷,以及互聯網技術的進一步發展,物聯網技術已經成為了一種新時代標志。智能化農業與精準化農業進程的加快,將會使物聯網技術在現代農業當中的應用范圍進一步增加。在農業機械的自動控制當中,物聯網技術將會著手解決單機自動導航系統各功能部件之間的車載物聯問題,以及多臺農機之間的機群物聯問題[4]。
三、結語
綜上所述,新時代背景之下的農機導航系統大多數情況之下是由檢測單元、機械控制單元、任務執行單元所共同構成的,在實際的應用過程當中,以上單元分工明確,合作高效,在很大的程度之上可以讓農業機械良好的進行作業,符合現階段的精準化農業要求。目前,農業機械的自動化導航技術的發展已經日益成熟,各種機械的附件技術或是輔助技術已經在實際應用過程當中取得了很好的效果。但是時代在發展,技術在進步,農業機械自動導航技術決不能僅僅局限與此,還應進一步革新。
參考文獻:
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[2]慕軍營,戚樹騰,陳軍,馬陽,王峰霞.自動導航系統在農業中的應用及果園適用性分析[J].農機化研究,2014(7):6-12.
“十三五”時期,經濟社會發展要努力在保持經濟增長、轉變經濟發展方式、調整優化產業結構、推動創新驅動發展、加快農業現代化步伐、改革體制機制、推動協調發展、加強生態文明建設、保障和改善民生、推進扶貧開發等方面取得明顯突破。
要深入研究保持經濟增長的舉措和辦法,著力解決制約經濟社會持續健康發展的重大問題,挖掘增長潛力,培育發展動力,厚植發展優勢,拓展發展空間,推動經濟總量上臺階。要圍繞轉變經濟發展方式,堅持以提高經濟發展質量和效益為中心,促進經濟增長由主要依靠投資、出口拉動向依靠消費、投資、出口協調拉動轉變,由主要依靠第二產業帶動向依靠第一、第二、第三產業協同帶動轉變,由主要依靠增加物質資源消耗向主要依靠科技進步、勞動者素質提高、管理創新轉變。
產業結構優化升級是提高我國經濟綜合競爭力的關鍵舉措。要加快改造提升傳統產業,深入推進信息化與工業化深度融合,著力培育戰略性新興產業,大力發展服務業特別是現代服務業,積極培育新業態和新商業模式,構建現代產業發展新體系。綜合國力競爭說到底是創新的競爭。要深入實施創新驅動發展戰略,推動科技創新、產業創新、企業創新、市場創新、產品創新、業態創新、管理創新等,加快形成以創新為主要引領和支撐的經濟體系和發展模式。
同步推進新型工業化、信息化、城鎮化、農業現代化,薄弱環節是農業現代化。要著眼于加快農業現代化步伐,在穩定糧食和重要農產品產量、保障國家糧食安全和重要農產品有效供給的同時,加快轉變農業發展方式,加快農業技術創新步伐,走出一條集約、高效、安全、持續的現代農業發展道路。
1機電一體化系統的應用意義
1.1提高監控水平
在一體化系統中,電子監控屬于其重要內容之一,不僅可對機械設備運行情況進行多角度監督,還具有報警裝置;如設備在運行中出現故障,監控系統將在最快的時間響起警報,并精準判斷故障之處,將針對性的維修措施傳達給相關部門,便于維修人員盡快制定修復方案,在較短的時間內使系統故障得以解決,安全隱患得到有效消除。
1.2提高機械生產效率
與以往傳統機械設備相比,一體化系統的應用可節約更多的能源,電控系統可提高設備運行中能源利用效率。在設備生產過程中,充分發揮電子控制技術的作用和優勢,根據實際需求調節能源供給量,使機械生產效率得到顯著提升,還有助于節約更多的能源。
1.3提高機械作業精度
將電子控制系統應用到機械設備中,不僅可提高機械設備的精準度,還可實現設備自動化運行。在以往的機械生產中,主要以人力操縱完成生產工作,精度難以得到有效提升,而機電一體化系統的應用則可克服這一弊端,使機械作業整體精度得到顯著提升。
2機電一體化系統在農業機械工程中的應用
機電一體化系統作為一種新型技術,由多種技術有機集成而成,可為機械工程發展提供設備支持;通過特定軟件發揮該系統的作用和價值,在農業機械工程中得到廣泛應用。
2.1監控技術應用
在農業生產過程中,操作者應經常對農機各項數據進行查看,根據參數情況進行設備調整,為機械正常運行提供保障。為了便于操作者實時查看數據,傳感器、儀表等機電監控技術被陸續應用到農機工程之中。通過使用傳感器,可精準獲取設備當前的運行狀態,并在儀表中將各項數值顯示出來;操作者可將儀表顯示信息與正常情況下數據信息進行對比,以此來判斷農機設備是否處于正常工作狀態。此外,操作者還可根據畫面來操作設備,根據實際需求靈活調整農機設備,使農業生產效率得到顯著提升。
2.2CAD技術應用
CAD技術是計算機輔助設計技術的簡稱,屬于計算機圖形、數據庫、網絡通信等多種知識相結合的綜合技術。與其他設計工作相比,農業機械的設計較為復雜,內部結構較為繁瑣,需要進行大量的計算和測試。如單純依靠傳統手工計算方式,設計效率較低,難以充分滿足當前農業對現代機械的需求。CAD技術則可充分利用網絡構圖,通過三維圖形系統構建數學模型,在網絡與豐富數據的支持下,不僅可使農機設備的設計效率得到顯著提升,還可為設計者的技術創新提供更有效的支持。
2.3電子信息技術應用
現階段,農業機械逐漸朝著現代化、智能化的方向轉型,與電子信息技術之間的融合日漸緊密,與高效農業、節能農業、集約農業的發展趨勢相符合。通過使用電子信息技術,對于設計者來說,可為其提供大量的關于農機設備的資料信息;對于操作者來說,可遠程查看設備、操作設備,使生產運行更加精準;對于制造者來說,可通過自動流水線使生產效率得到顯著提升。
2.4GPS系統應用
該系統主要采用GPS差分技術、超聲波、傳感器等,借助計算機軟件為農機虛擬儀表提供生產活動所需的三維模型、三維坐標等。對于大型農業生產場來說,在大部分農機的集群運行過程中,通過廣泛應用該系統,充分發揮其精度較高的性能優勢,及時準確提供作業現場、機器、設備的實時坐標,從而為生產管理者現場調度、策劃等提供諸多便利。
3機電一體化系統未來的應用前景
從上述研究可知,機械工程發展離不開機電一體化系統的應用,在未來機電一體化系統擁有十分廣闊的發展前景。
3.1高智能化
在科技時代背景下,各行各業的智能化水平逐漸提升,這已經成為時展潮流之一。機電一體化也應朝著高智能化的方向發展,使機械工程獲得更加穩健的發展。同時,高智能化也是機電一體化系統發展的根基,在未來的發展中應將更多智能化技術引入其中,帶動機械工程發展。此外,隨著人工智能的發展,機械設備可自動進行故障識別和排除,工作參數得以優化,甚至可在無人值守的情況下自動運行,這也是機電系統未來發展的主要趨勢。
3.2綠色環保
工業化的發展雖然使人們生活質量得以提升,但其帶來的環境問題卻日益嚴峻。目前,我國大力提倡節能環保,機電一體化的發展也應積極響應國家號召,走綠色環保道路;在滿足機械工程生產需求的同時,在產品使用、生產運行中加入更多的環保元素,提高能源利用效率,推動機械工程朝著綠色節能的方向發展。
3.3光機電一體化
目前,機電一體化作為先進科技逐漸得到普及,在未來的發展中,光機電一體化將成為新的發展潮流。借助光學技術的力量,將其與機電一體化技術相結合,可使系統中傳感器的作用發揮到最大,信息處理、動力系統等功能也得到進一步完善,顯著提升農機工作效率和精度。
3.4輕量型
自進入到小康社會的建設階段以來,我國的農業發展就步入到了新的階段。而對于縣級電視臺來講,則需要做好農業科技新聞報道工作,以便為促進當地農業經濟的發展做出應有的貢獻。因此,有必要對農業科技新聞在縣級電視臺的發展影響問題展開研究,繼而更好的促進地方農業和縣級電視臺的共同發展。
1 發展農業科技新聞對縣級電視臺的重要影響
對于新聞事業來講,滿足群眾的需要是其生存的基礎和改革的動力。而縣級電視臺的主要受眾為農民,所以首先需要關注農民的需求,以便取得更好的發展。作為縣級廣播電視管理單位,縣級電視臺需要播報一些關注“三農”問題的新聞,以便使當地的農業基礎地位得到加強,繼而確保全縣經濟的穩定發展。而農業科技新聞就是為大多數農民和基層干部而制作的新聞報道,在縣級臺新聞節目中有明顯的優勢。所以,注重農業科技新聞的發展,才能滿足廣大農民群體的需求,并發揮縣級電視臺的重要作用[1]。就拿廣東縣級電視臺來講,受眾主要分成兩類,即本地區農民和文化層次較高的知識份子。而知識份子群體顯然更樂于收看香港電視臺的新聞和娛樂節目,當地農民群體則更加關心當地發生的事物和農業發展問題。此外,農業人口的數量要遠遠多于知識份子。因此,縣級電視臺應該注重發展農業科技新聞,以便獲得更好的收視率,并取得可持續的發展。
2 農業科技新聞在縣級電視臺的發展原則
2.1 科學性原則
在制作農業科技新聞時,需要遵循科學性原則。從本質上來講,農業科技新聞內容首先需要注重的就是科學性,其次才需要按照新聞報道的方式進行內容的編排。一方面,農業科技新聞的策劃需要將科技成果的特征和意義準確反映出來,并且精準的引用專業術語和科研數據。比如應用范圍、增產幅度和科研水平等科技成果特征,都需要在新聞中一一羅列出來。此外,要盡量避免使用國際先進等詞語[2]。另一方面,在進行新聞的通俗化處理時,修辭手法的應用不能夠脫離科技成果,以便使報道顯得更加客觀。
2.2 通俗化原則
就目前來看,縣級電視臺的受眾大多數是文化素質有著較大差異的農民,所以通俗易懂就是農業科技新聞策劃的基本原則之一。利用通俗的語言進行報道,可以使大眾更容易掌握需要傳播的農業知識,繼而實現新聞報道的制作意義。而為了遵循這一原則完成農業科技新聞的制作,則需要新聞策劃人深入到民間學習更多的民俗文化,繼而將復雜的農業知識通俗化。
2.3 新聞性原則
作為新聞報道的一種,農業科技新聞也需要具有一定的新聞性。具體來講,就是根據實際對近期發生的新聞事實進行報道。但是,農業科技成果的研發時間較長,所以很難在短時間內獲得具體的新成果、新品種或是新技術。因此,在進行農業科技新聞策劃時,需要及時進行階段性的科研成果的報道,以便使農業科技新聞的內容得到不斷的更新[3]。此外,為了及時將全國范圍內的農業科技成果播報出來,還需要對涉及農業新成果的問題進行追蹤和報道,以便使農業新聞報道具有鮮活的生命力。
2.4 適宜性原則
就實際情況而言,不同的地區的農業發展程度有著較大的差異。所以,在進行農業科技新聞的策劃時,需要遵循適宜性的原則。一方面,農業科技新聞的采編需要與當地的農業發展情況相適應,并且需要指明科技技術的適用范圍,繼而避免給當地農民帶來誤導。另一方面,農業生產是季節性的,所以報道應該與當地的氣候變化相適宜,以便滿足農民的需要。在每個農耕季節到了之前,縣級電視臺都可以預先報道一些農業生產經驗和技巧,以便為發展當地農業做出一定的貢獻。此外,不同地區在農業發展方面有不同的政策法規,所以農業科技成果的報道需要以相關政策法規為依據。
3 農業科技新聞在縣級電視臺的發展策略
3.1 增強新聞的科技含量
對于縣級電視臺來講,需要承擔起幫助農民樹立科技理念的責任。而為了達成這一目的,縣級電視臺則需要增強農業科技新聞的科技含量。一方面,縣級電視臺需要播報新型的農業科學技術,并報道一些當地的農業大戶豐產豐收的經驗,以便加強新聞報道對農民群體的影響。比如,韶關市曲江區廣播電視臺報道的一則新聞《曲江區花生分段機械化收獲試驗成功》,預計5年內,曲江區花生機械化收獲水平將追上水稻收獲機械化水平。不僅對農民產生不小的影響,同時也成功傳播推廣了農業科技,收到良好的反響。另一方面,縣級電視臺需要定期邀請有關的農技專家對最新的農業科技成果進行講解,以便使報道的針對性得到增強。此外,在農耕時期,縣級電視臺還可以聯系專家進行現場報道,繼而更好的普及農業生產知識。
3.2 迎合當地農民的喜好
想要使稍顯枯燥的農業科技新聞獲得更多的農民的支持,縣級電視臺就需要采取迎合當地農民喜好的播報方式。在進行專業知識的播報時,需要盡量使用通俗語言,并利用比喻等手法將數字形象的表達出來,以便為農民提供能夠看得懂的農業科技新聞[4]。就拿廣東來講,白話、客家話是當地流行的地方語言,并且有著豐富的民俗文化。所以,廣東縣級電視臺可以適當使用地方方言進行播報,并加入一些民俗文化的內容,以使新聞信息的交流更加方便,繼而獲得當地農民的支持。
3.3 采取快捷的播報模式
在對農業科技新聞進行采編時,應該采取快捷的播報方式。一方面,對于農民來講,長篇大論的農業科技新聞將顯得格外枯燥,并且難以突顯出文章的重點。所以,為了幫助當地農民掌握有用的農業知識和內容,需要將新聞報道的篇幅盡量縮小,并且完成對文章核心內容的高度概括。另一方面,農民群體的作息十分規律,不可能花費大量的時間觀看農業科技新聞。因此,采用農業科技新聞的時間最好控制在一定時段之內,以便及時將有用的信息傳播出去。
3.4 增強新聞報道的實用性
科技部的農業信息化項目是由現中國生物技術發展中心主任王宏廣發起的,王主任在這方面起到了很大的推動作用。提起這事,甘國輝感觸頗深。“九五”期間,他開始擔任首席科學家,開始負責組織實施農業信息技術研究。當時互聯網在我國方興未艾,但因為看到了互聯網在推動信息化的功能,甘國輝組織該項目參加單位,共同建立了我國較早的大型專業性農業信息網站“中國農業專家熱線”。該網站發揮了重大的影響力,培養了一大批農業信息化人才,起到了很好的示范作用,有效推動了該領域的壯大發展。目前,當初從事“九五”項目的很多人都已成長為該領域學術帶頭人,持續推進我國的農業信息化進程。
甘國輝告訴《中國科技財富》,農業現代化是個熱門議題,農業現代化某種層面上說就是產業化再加上現代技術。其中,很重要的就是要實現農業的產業化。很多人認為用現代技術來武裝農業就是農業的現代化;如果用了現代技術,而實行的是小農經濟,那根本不叫現代農業。現代農業一定是產業化的,是比較集約化的商品農業。十多年來,我國農業信息化進步是比較明顯的,但成效不如預期,不如國外的重要原因就在于農業的產業化水平不夠。甘教授常說,中國農業信息化高速發展必然要取決于農業的產業化水平。
現在農業信息技術應用還是比較多的,信息技術的推廣面臨的問題不再是應用面多廣,而在于真正的推廣效果,能不能真正實用。不能簡單的說“電腦進千家萬戶,千家萬戶聯起來”就是農業信息化,常說最后一公里,認為把這根線接到農戶手上就解決了是把問題想簡單了,“電腦下鄉”對推動農業信息化的意義值得推敲,農民真正需要的是方便無償有用的信息。
甘國輝上世紀九十年代末曾去美國參觀訪問過一個農場。對于一個幾百公傾的農場就幾個人,幾臺PC機來管理的專業化水平有很深的感觸。美國農場主知識水平偏高,有成套的管理耕作體系,有專業的技術公司提供技術支持。幾個人幾臺電腦,有個專門負責訂貨,有個專門核實氣象信息與市場信息,實現了管理信息處理的流水線式作業。他們有自己獨立的一套專家管理系統或由技術公司來提供這樣的一套系統。我國與這樣的信息化水平相比有著很大的差距。他指出:促進信息化的發展,政府的扶持很重要。工業反哺農業,轉移支付都是為了要做好農業發展,補貼農業。必須要扶持一些公益性的網站,給農業提供一些免費有效的信息。作為一級政府,有必要每年要有一定的費用來支持公益性的農業信息網站,為農業服務。
現代技術武裝農業
現代農業高新技術主要指信息技術、生物技術和新材料技術。用現代技術來武裝現代產業化的農業,這是中國農業發展的必由之路。在“十一五”農業信息化項目中,甘國輝承擔的就是農村信息協同服務的問題,研究如何將現有各種農業信息服務協調起來,一起服務于農業發展。
甘國輝認為:現有的各種信息服務如能協同起來,進行資源與服務方式的整合,提供相關有效資訊,可以提高信息服務的效率,節省大量的資源。現在用的比較好的農業110與農業呼叫中心也一樣可以納入到協同服務的體系中。這方面目前國內才剛開始做,通過進一步發展,很有較好的發展前景,應該能成為未來發展的一種導向。
在服務對象上,甘國輝也有獨到的見解。他認為可以把農業生產專業戶、農業合作組織、農業企業作為主要服務對象,通過這些服務對象把農民聯接起來,農民接受農業企業的信息而生產,從而在根本上為農民服務。信息化要有不同的層次,服務對象的不同層次,不能只針對農民,應該包括生產企業、流通環節、上層決策評估機構,建立完善體系。他感嘆道:現在國內的農民太苦了,什么都得自已管。說來說去還是市場化水平不夠,市場結構不完善,缺乏市場的中間環節填充,市場制度不健全。
調整結構保和諧發展