（一）基本情况1.数字农业项目有效推动兵团农业信息技术的快速发展。近年来，兵团农业信息技术在国家和兵团数字农业项目的大力支持下，在农业生产上的研发与推广取得显著成果。其中，以石河子大学为主要研发单位，联合中国农机院、中科院遥感所等单位，构建了集播种质量在线监测、水分养分精准管理、农情监测与精准收获于一体的“种、管、收”数字农业关键技术与装备。同时，一批农业物联网技术项目在兵团部分团场开展重点攻关与试点性应用，八师149团2015年获批全国农业物联网应用示范单位，建设了一批节水灌溉、农机制造装配、农产品追溯等物联网示范基地；第八师石河子总场获批了国家农业农村部“兵团国家优质棉数字农业建设试点项目，开展优质棉全程数字技术研发及应用工作；四师获批了“设施农业和大田香料种植数字农业项目”和“可克达拉市创锦牧业有限公司畜禽养殖数字农业示范区项目”。2.数字农业示范基地起到了较好的引领作用。在国家部委和兵团的积极带动下，各师市加强数字农业示范基地建设。其中八师石河子总场作为农业部数字农业建设试点单位，建设优质棉数字农业核心基地1000余亩，相关技术推广应用1.2万亩，2019年棉花亩单产增加15公斤，总产量增加21.3%，增产效果显著；一师建设230亩红枣种植基地物联网示范基地，通过安装的气象环境监控一体机，实时监测红枣种植基地的气象环境参数，同时在红枣种植生产过程中，通过安装视频监控摄像头进行实时监控、掌握农作物红枣的长势情况；四师70团占地1000余亩的250个蔬菜大棚建立物联网系统，同时建设了畜禽养殖数字农业示范基地，从育种研发、种牛生产、牛群饲养、牛奶收集、牛肉深加工到牛肉销售实现了全过程的物联互通，形成了从养殖到销售各环节的数据监测流程，实现育种优良化、养殖精确化、管理高效化、服务及时化。3.数字农业建设工作初见成效。各师市充分发挥农业生产集约化、规模化、机械化程度高的优势，坚持引进吸收与自主创新相结合，大田精准作业智能装备、设施农业智能装备及无人机技术在部分团场的重点应用。大部分师团引入无人机农业服务团队，极大提升了农业植保、农业勘测、农业保险查勘定损等工作效率，减少了人力物力的投入。
（二）亮点工程1.数字农业促进棉花提质增效。第八师石河子总场“兵团国家优质棉数字农业建设试点项目”是2017年农业农村部首批确立的数字农业建设试点项目之一。项目采用农用导航基站和农机北斗自动导航系统，结合物联网和遥感应用技术，建立综合集成应用示范区，从播种到收获对棉花进行精准监测，包括棉花播种前的犁地及土壤深松质量监测系统，种植期间的施肥（对行分层精准施肥机）、滴灌（大田水肥一体化智能滴灌设备）、施药（无人机定点植保），收获时期的棉花产量在线监测设备和残膜回收机具等技术体系，实现了棉花生产全程精准管理，兵团数字农业关键技术的研发，极大地提升了棉花生产规模化管理水平，实现了节本增效，进一步推进了棉花提质增量。2.数字技术提升畜禽养殖现代化水平。八师利用数字农业技术，在奶牛饲喂、发情鉴定和精准配方等方面取得重大突破，运用物联网信息技术和局域网技术，建立了TMR信息管理网络、饲喂技术数据分析的平台，让畜禽饲喂信息化管理更加科学、便捷及高效，减少不必要的损失。基于4G网络，通过手机短信、APP、网页等方式，实现了奶牛智能化发情监测。同时利用近红外技术NIR，对牛场的原料建立数据库FORAGEOVS，定期化验160余种指标，通过嘉吉奥伯特技术，对不同牛场不同生理周期，营养指标进行分析，最终设计好合理科学节约成本的配方。通过三项关键技术的研发与应用，显著地提升了相关师市及兵团畜禽养殖数字化水平。
二、存在问题及困难
（一）数字农业基础薄弱，难以支撑现代农业的产业化兵团数字农业在局部领域取得了一定的进展，但总体上依然呈现数据资源分散，数据获取能力较弱、覆盖率低等问题，重要农产品种植加工产业链大数据、农业农村基础数据资源体系建设均处在赛道的起点。集约化、规模化程度高是兵团农业较其他省区的优势所在，“五统一”的生产取消后，虽然大大激发了兵团职工的生产积极性，但合作社、家庭农场等新型经营主体以及农业组织缺乏与开放型市场对接的能力。金融、科技、服务、销售等产业资源的整合能力均不足，农产品从生产、加工到销售等一系列的一二三产业信息流通缓慢，存在滞后问题。同时，产业协同不足，缺乏高效的数字化平台对接产业生态，直接导致兵团农业产业化进程受阻。产业数字化能力是现代农业建设的重要抓手，产业大数据是全产业链协同发展的数字化基础设施，然而，兵团目前数字化农业的不足在于基础设施薄弱、不完善，难以支撑现代农业的产业化经济发展。
（二）数字农业发展的政策制定不够完善数字农业的重点工作是围绕农业生产经营环节构建数字化基础设施，为促进农业增效和农民增收提供必要的支撑，其建设不可能像数字工业那样大规模复制，因此实施成本高、市场利润低，迫切地需要各项政策的大力扶持。各级农业农村部门应类比农机购置补贴政策，对数字农业技术产品和应用主体给予政策性补贴，减免农村地区互联网接入费用和农民移动通信、数据传输等费用。目前看来，各师市面向农业企业、农民专业合作社、农民的各种相关政策还不完善，关于数字农业政策法规和相关优惠政策不够健全，数字农业建设与数据收集、利用、监管等方面的工作仍需规范，有效的监督和管理机制急需建立，数字农业发展的有关政策、制度建设不够完善导致各师市发展数字农业的动力不足。
（三）数字农业体系建设工作有待提高目前，兵团已基本形成了兵、师、团的信息化管理服务模式，但服务的规范化、标准化程度较低，配套服务体系建设不足，兵团和师一级暂未规划建设统一的农业大数据平台，没有实现涉农数据的统一汇总、加工和分析，无法通过大数据、人工智能等数字化技术提升农业产业效率，局部的农业数字化技术革新没有让基层真正体会到数字化技术为产业带来的价值，导致基层执行效果和配套措施到位程度不够，间接导致了现有数字农业技术的集成应用效果较差，政策性、建议性信息多，种植前预测、收获后销售情况数据少，阻碍了现代农业产业发展。
（四）资金投入不足，专业技术人才匮乏数字农业工程是包括“3S”技术（遥感、地理信息系统、全球定位系统）、计算机技术、通讯和网络技术、机械化技术等各领域的系统工程，具有特殊的复杂性，对相关工作人员的要求普遍偏高，拥有扎实的综合业务能力是首要条件。高层次信息技术人才资源引进不足，缺乏人力和物力的有效投入等问题长期存在。目前各师市数字农业技术人员专业水平远远不能达到工作的要求，数字农业资金支持力度仍待进一步加强，部分师团农业部门资金相对缺乏，因此数字农业工程建设难以取得很好效果。另外，基于三农领域的现状，如农民普遍知识水平和信用水平不高、涉农主体可抵押物较少、农业发展周期长等因素，社会资本和金融服务通常不愿意介入农业生产等领域，也间接影响了数字农业工程建设的步伐。
（五）师市、团场对信息化建设重视力度不够目前，兵团各相关部门组织对农业信息建设的工作十分重视，但是兵团农业信息化发展依旧存在“上面热、下面冷”的问题，在师市、团场和广大职工层面，由于经营规模较小，受环境、经济条件等多种因素的制约，信息化意识较为淡薄。部分团场领导对农业信息化的重要性认识不够，导致一些团场缺少支撑信息化快速发展的基础硬件，也没有完善的信息采集、处理和体系等软环境。并且团场信息化的建设多集中在个别部门，没有很好地进行普及推广，客观上不利于信息化建设的开展。
三、发展建议
（一）建立健全政策制度加快数字农业项目工程建设的进程，需要认真落实责任、领导、措施三到位。既要整合利用现有资源、开放共享现有信息和开发分析现有数据，又要结合兵团农业发展特点，加快建立健全兵团农业信息化相关优惠政策以及相关政策法规，加强数字农业建设和农业数据收集、整理、利用等过程的规范管理，建立一套高效的监督及管理机制。在引导、鼓励、扶持个人或团体兴办涉农业信息企业方面，创造良好的投资及发展环境，推动数字农业管理服务的社会化和市场化水平。
（二）兵团特色农业信息化模式急需确定寻找适合兵团自身农业生产和发展的数字农业道路，将数字农业建设与兵团自身的地理环境、生产管理模式等特点相结合，切实推进数字农业信息化建设工作发展。迫切需要确定属于兵团自身发展所需的数字农业模式，一方面依托联盟、协会等团体和组织，快速建立包括数据标准、产品标准、准入标准等团体标准，充分利用数字农业的关键技术和优势，认真谋划和推进兵团相关工作。另一方面兼顾兵团现阶段农业发展的特点，实现带有兵团特色的农业信息化跨越式发展。
（三）加强数字农业的统筹规划数字农业要以数据为关键生产要素，面向不同区域、不同品类、生产经营全过程做统筹规划，着力建设基础数据资源体系。整合气象、遥感、农业投入品、生产加工过程、流通追溯等数据资源，全面有效汇集产业链相关基础数据，建设覆盖地上、地表、地下的兵团农业数据资源池，打通农业产业链上下游，构建兵团“农业资源一网平台”，通过“一张图”明确兵团农业相关数据资产，将大幅度提高农业大数据在农业生产管理、分析、建模上的应用水平和效果，实现“天上看、网上管、地上查”的全产业链动态监管，解决农业资源散、乱、差等问题。以数据流带动并吸引创新人才、物质资源、关键技术、资金投入等汇集，形成上下游强强联合或优势互补的产业链以及实现跨行跨业深度融合的数字化生态体系。提高政府信息系统和公共数据相互关联、开放共享的力度，为农业农村生产经营、管理服务等方面全面实现智能化、网络化、高效化、便捷化奠定基础，让数字化成为推动农业农村现代化、实现乡村振兴的驱动引擎和有力保障。
（四）增加数字农业工程建设资金投入为加快信息化发展，整体带动和提升农业农村现代化发展。各级农业农村部门要立足新时代国情农情，进一步解放和发展数字化生产力，应重点支持云计算设施、农业大数据平台、产业互联网等数字农业工程项目的基础设施建设、数字农业的技术研发、数字农业的示范基地建设等项目，同时对农业资金投入结构进行优化改造升级，加大对数字农业相关项目建设的投入经费。要对投入机制进行改善，激励和引导社会各界对数字农业工程建设的投资，建立由政府主导的社会力量参与机制，合理调动现有的龙头企业、农业资源、科研院所、中介组织等社会各界力量，大力推进数字农业建设发展，打造一种以政府主导、部门实施、各种市场主体广泛参与的多元化投入新模式。
（五）强化数字农业专业队伍建设建立并完善培养和引进优秀人才的长效机制，重点加强对提高数字农业发展的高素质创新人才队伍培育。要注重选拔和培养数字农业行业里的技术专干，从科研教学、农业企业的专家、教授和管理部门中筛选人才组建数字农业的专家团队，而生产者和经营者在筛选培养后，均可成为数字农业技术员的“仓库”。再结合学习型机关的建设、农产品经纪人的培训、新型农民培训和阳光工程等工作，通过举办相关专题研讨会及培训班等培训方式，有计划地开展相关培训，成立一支有责任心、高素质、知识扎实的团队，为数字农业发展打下坚实基础，为数字农业建设提供人才支撑。
英文摘要………………………………………………………………………………Ⅱ
1“数字农业”的内涵…………………………………………………………1
2国外“数字农业”关键技术发展与应用……………………………………………1
2.1美国………………………………………………………………………………………1
2.2英国………………………………………………………………………………………2
2.3德国………………………………………………………………………………………2
3我国发展“数字农业”的紧迫性…………………………………………………2
4“数字农业”的发展趋势………………………………………………………………3
4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现…………………………………………………3
4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛……………………………………………………3
4.3农业多元化公共服务将更加完善………………………………………………………4
5 “数字农业”的实践策略……………………………………………………………4
5.1实现农业农村业务数字化和可视化……………………………………………………4
5.2推动数字农业技术创新…………………………………………………………………5
5.3提高农业农村经营管理数字化水平…………………………………………………5
结语…………………………………………………………………………………………6
致谢………………………………………………………………………………………7
参考文献……………………………………………………………………………………8
摘 要
数字农业是将信息作为农业生产要素，用现代信息技术对农业对象、环境和全过程进行可视化表达、数字化设计、信息化管理的现代农业。数字农业使信息技术与农业各个环节实现有效融合，对改造传统农业、转变农业生产方式具有重要意义。本文总结了国外“数字农业”关键技术发展与应用,结合我国发展数字农业的紧迫性与当前数字农业的发展趋势,对我国“数字农业”的发展提出了几条实践策略。
关键词：数字农业；农业信息化；发展策略
Abstract
Content:Digital agriculture is a kind of modern agriculture that takes information as agricultural production elements, uses modern information technology to express agricultural objects, environment and the whole process visually, digital design and information management. Digital agriculture makes the information technology and all aspects of agriculture achieve effective integration, which is of great significance to the transformation of traditional agriculture and the transformation of agricultural production mode. This paper summarizes the development and application of the key technologies of "digital agriculture" in foreign countries. Combined with the urgency of developing digital agriculture in China and the current development trend of digital agriculture, several practical strategies are put forward for the development of "digital agriculture" in China.
Key words:Digital agriculture; agricultural informatization; development strategy
浅析“数字农业”发展趋势与策略
1“数字农业”的内涵
“数字农业”是农业数字经济的重要实践。当前，学术界和工业界尚未能够对数字农业形成统一的定义。通用名称包括信息农业，精确农业，“ Internet + 农业”等等。本文中提到的数字农业基于农业信息化，在农业链的所有环节中都强调了下一代信息技术的重要作用，代表了农业产业的新视野。现代农业与信息化的紧密结合使可以充分利用数字技术。数字技术在促进农业发展方面发挥着重要作用，并且不断的提高现代农业产业的数字化水平，支持农村战略的实施。
2国外“数字农业”关键技术发展与应用
2.1美国
美国完善的农业产业基础和数字技术体系促进农业发展。美国数字农业发展建立在农业生产高度专业化、规模化、企业化的基础上，已经建成了完善的现代农业技术应用与管理系统。自20世纪90年代起，美国已开始应用数字农业技术，包括应用遥感技术对作物生长过程进行检测和预报、在大型农机上安装GPS设备、应用GIS处理和分析农业数据等，对大田作物进行生产前、中、后期的全面监测与管理。在21世纪初已经实现“3S”技术、智能机械系统和计算机网络系统在大农场中的综合应用，智能机械已经进入商品化阶段。如JohnDeere公司的“绿色之星”精准农业系统，基于物联网技术与“3S”技术搭建的新型精准农业管理系统，用以进行精细农作、农机管理、农艺管理和计划管理，可绘制农场产量的“数字地图”，在机械化生产大农场中的市场占有率达到了65％以上。在大数据、物联网等数字技术飞速发展的助推下，美国数字农业技术已与农业生产的产前、产中、产后形成紧密衔接，应用范畴覆盖从作物生长的微观监测到宏观农业经济分析。此外，美国也已形成完善的技术服务组织网络，美国服务类企业与公益性服务机构可为经营主体提供较为完善的技术服务，例如美国农业技术服务组织（FSA）为农民提供丰富的信息。
2.2英国
英国信息化技术应用助推精准农业。信息化技术推动英国农业向数字化、智能化、精准化的方向发展。英国农村地区信息化基础设施完备，互联网、4G信号已实现基本覆盖。在此基础上，精准农业技术得以实现在农业的全方位应用，如借助遥感技术进行作物生产监测与产量预报、农业资源调查、农业生态环境评价和灾害监测等；英国Massey Ferguson公司研发的“农田之星”信息管理系统，借助传感识别技术和GPS技术能够更为精准地进行种植和养殖作业、数据记录分析和制定解决方案；智能机械已基本装备卫星定位系统、电脑控制和软件应用系统，能够根据不同位置、不同质量的地块情形实现自动化、精准化、变量化作业，同时可以采集作物信息用以制作电子地图和调整生产策略。2013年英国启动《农业技术战略》，提出了应用大数据、物联网技术和智能技术进一步发展精准农业，从而提升农业生产效率，如借助GateKeeper专家系统提供辅助决策和农场管理、LELY挤奶机器人等智能化设备在养殖场中的应用、自动感知技术在施肥施药机械上的应用、二维码技术在农产品产销环节的广泛应用等。
2.3德国
德国关键技术与设备的积极研发与推广。在欧盟农业共同政策对数字农业的支持下，德国积极发展高水平数字农业，在农业生产高度机械化的基础上，建立完善的计算机支持和辅助决策系统，提供数字农业综合解决方案。德国投入大量资金与人力支持数字农业核心技术与智能设备研发，并由大型企业牵头，如德国拜耳公司投资2 亿欧元支持数字农业布局，已在60多个国家提供数字化解决方案，并旗下Xarvio品牌推广数字农业，通过XarvioScouring识别系统高效识别和分析作物生长和病虫害信息，帮助农民优化田块单独管理和农田统筹优化。拥有百年历史的德国农业机械制造商CLAAS集团结合第四代移动通信技术和传感器技术，实现收割过程的全面自动化。
3我国发展“数字农业”的紧迫性
今年虽然受到疫情影响，但我国大部分农产品仍然是一个“大年”，怎样解决需求下降、部分市场关闭、物流受阻等难题，把农货顺利卖出去，让农民实现丰产又丰收？加速数字农业发展是不二法门。
农业长期保持着传统形态，技术进步一直较慢，特别是进入信息化时代后，农业技术滞后带来的产业发展差距愈发显著。随着数字经济的兴起，越来越多的领域引入互联网、大数据、人工智能等技术，实现了智能化、数字化重塑，生产率大幅度提高。2019 年，我国服务业、工业数字经济渗透率分别为 37.8%、19.5%，但农业只有 8.2%，数字化改造的空间很大，需尽快赶上信息社会的发展步伐。
农业数字化转型是农业现代化的必然选择，也是破解目前农业难题的一剂良方，瞄准这个主攻方向，无疑将为农业高质量发展提供新动能，给予农民更多获得感。对广大农民来讲，农产品销售难的问题最头疼，常常遭遇“多收了三五斗”的尴尬。可以说，农业数字化水平滞后，农产品质量不稳定、难以标准化、产销信息不对称等是导致农产品销售难的主因。显然，加快技术与传统农业的融合，打造数字农业，对产业链进行全方位的数字化改造，使得传统农业脱胎换骨，插上科技的翅膀腾飞，已成为农业发展新趋势。
4“数字农业”的发展趋势
4.1农业生产全流程智能化将逐步成为现实
物联网技术在现代农业生产设施和设备领域中的应用极大地提高了现代农业生产设施和设备的数字和智能水平，实现了整个农业生产过程的数字化控制，实现了农业智能化生产和管理。它可以解决由托管服务流程引起的一系列问题。在种植业中，重点是如何精确控制生产环节，例如育苗，播种，施肥，灌溉和病虫害防治。当前，荷兰，日本，以色列和其他国家正在使用大数据，人工智能和信息技术来促进数字化，精确化和智能化作物种植的发展。
4.2农产品流通电商化发展将更加迅猛
电子商务的飞速发展为农产品流通提供了新的平台和基础。例如，美国著名的新鲜食品电子商务公司LocalHarvest是一个平台，该平台整合了有机农业的上下游，并连接了中小型农场和消费者。LocalHarvest平台基于从相关农场收集的基本信息来支持地图搜索系统，使消费者能够搜索本地社区周围的农场并购买难以保存的新鲜农产品，例如蔬菜和禽蛋。农产品在快速物流系统下，可以快速送到消费者家中，从而大大提高农产品物流的效率和质量。
值得欣喜的是，近年来，全国各地与各大电商平台纷纷投入大量资源，重构产业链，培植人才，发力促进农产品上行。以河北省为例，近年来积极引入农业电商龙头企业，与阿里巴巴、京东、拼多多等电商平台开展合作，持续在直播助农、农产品品牌孵化、新农商人才培养等领域，合力打造河北数字农业“新基建”。可以看到，利用大数据和分布式人工智能技术匹配优化资源，将需求传导给供给端，有效缓解了供需信息不对称造成的产销脱节。在互联网科技力量的加持下，传统农业的“痛点”也得到有效解决，进一步打开了农产品从田间到餐桌的通路。
随着电商农产品销量的快速增长，广大农民亦受益匪浅，农业生产模式发生重大变化，以需求引导生产、订单式农业逐渐成为主流，精准种植、数字营销提升了农民收入水平，促进更多农民融入数字农业的场景里。以往很多滞销农产品位于贫困地区，数字农业重塑产业链，帮助贫困户掌握技术、融入市场，实现了造血扶贫。实践证明，此种创新扶贫模式具有很强的活力。比如，拼多多的“农地云拼”模式得到国务院扶贫办的肯定，荣获了今年的“全国脱贫攻坚组织创新奖”。截至 2019 年底，拼多多平台直连的农业生产者超过 1200 万人，累计带贫人数超百万。
4.3农业多元化公共服务将更加完善
通过将移动互联网和大数据等顶尖技术运用在农业公共服务，农业服务也更加便利和灵活。这也是数字农业发展的重要趋势。一些国家为了促进数字农业的发展，在农业信息化和农业公共服务方面做出了很多努力。
5 “数字农业”的实践策略
5.1实现农业农村业务数字化和可视化
加快建立涵盖农业资源，农村产业，生产管理，产品质量，农业机械设备和农村治理的数据库。利用地理空间信息技术和遥感技术整合空间数据，获取耕地资源，渔业水资源，粮食生产功能区，现代化农业园区，特色农产品优势区，特色鲜明的农业村庄，生产经营实体，村庄分布等数据。地图存储在数据库中，使农业和农村资源数据立体化。通过集成的农业调度系统，现场定点监控系统，集成的遥感信息，无人机观测和地面传感器网络，可以建立农作物的空间分布。通过农作物的空间分布，重大自然灾害和其他动态空间图，形成了一个一体化的全域地理信息图，为农业生产和管理的科学指导奠定了坚实的数据基础。
5.2推动数字农业技术创新
创新，始终是乡村振兴的内生动力。要实现乡村振兴，离不开“数字农业”助力。手机变成新农具、直播成了新农活、数据成为新农资，随着农业新业态新模式竞相涌现，数字经济发展红利惠及三农必将更加给力，而农业信息技术已然成为数字农业发展的关键支持。未来依靠农业科学院和大学等农业科学研究和技术开发机构来充分发挥农业科技企业作为创新主题的作用，促进数字农业领域的“产学研”合作，并着重于先进技术和核心技术。为了提高对关键技术的了解和研发，精确操作和智能决策的数字化管理，智能设备的变量修改和应用，农产品的灵活处理，区块链等技术，3S 加速，智能识别，模型仿真，智能控制和其他软件和硬件产品数字农业的综合应用，了解数字农业技术标准和规范体系的建立，数字农业技术创新以及应用服务系统的持续改进。
5.3 提高农业农村经营管理数字化水平
当前，就中国电子政务项目的发展而言，农业部门中的电子政务服务水平不能完全满足领导决策应用程序和公共商务应用程序的功能要求。农业信息服务的总体水平有待进一步提高。同时，这意味着中国农业信息服务具有巨大的发展和利用空间。因此，有必要进一步扩大移动互联网技术，云计算，大数据等先进技术在农业信息服务领域的应用，并通过建立灵活，便捷，高效，透明的农业生产经营管理体系，为农民提供更多便捷和信息服务。在信息公开，政府公共关系，信息服务，办公室工作等方面，充分利用农民信箱和便携式农业和农村地区的服务功能，提高了园艺，畜牧，水产品，田间管理和智能化管理水平。着眼于整个农业产业链的要求，以提高劳动生产率，研究和推广适用于不同地形和环境的农业机械，并进一步促进农业“机器换人”。
结 语
数字农业的发展实现了对农业生产的自动，精确控制，智能和科学管理，提高了农业的可控性，降低了生产成本，并减少了环境污染，使农业向精准，环保和可持续的方向发展。此外，农村电子商务的发展可以有效克服农业产业化经营的不利因素，可以简化交易联系，提高交易效率，降低成本，消除农民对库存余额的担忧，并缩短生产周期。努力为农民提供更多的商机。由于时间和空间的限制，内容的选择空间也越来越广，这对于提高农业生产经营管理人员的科学文化素养具有重要意义。
致 谢
在这篇论文的撰写过程中，我遇到了很多的困难和障碍，但都在老师、领导、同事、同学和朋友的帮助下顺利解决了。尤其要强烈感谢周波老师在千里之外给我们线上授课进行指导和帮助，不厌其烦地为我们解答疑问、传授知识，让我非常感动，在此向帮助和指导过我的各位老师表示最衷心的感谢!
同时也要感谢这篇论文所涉及到的各位学者，本文引用了数位学者的研究文献，如果没有各位学者的研究成果的帮助和启发，我将很难完成本篇论文的写作。
同时也要感谢我的领导、同事、同学和朋友，在我写论文的过程中给予我很多素材，还在论文的撰写和排版过程中提供给我很大的帮助。由于我的学术水平有限，所写论文难免有不足之处，恳请各位老师和学友不吝批评与指教。
参考文献
[1] 周清波 , 吴文斌 , 宋茜 . 数字农业研究现状和发展趋势分析 [J].中国农业信息 ,2019,30(01), 第 5-13 页 .
在我国2000年的《农业科技发展纲要》中，将数字农业放在农业信息技术的首要位置，引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想，以供参考。
1对数字农业的认识
数字农业（digitalagriculture）就是用数字化技术，按人类需要的目标，对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素，将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业，通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合，在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制，使农业按照人类的需求目标发展[1]。
有的学者认为[2]，数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样，数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业，即信息化农业，包括农业要素（生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等）、农业过程（生产、管理、储运、流通等）的数字化、网络化、自动化以及智能化，形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业，是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。
事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来，与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究，已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点，成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系，是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源（植物、动物、土地等）、技术（品种、栽培、病虫害防治、开发利用等）、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段，是农业信息化的必由之路；农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展，创造条件进行一次新的技术革命，促使传统农业向现代农业转变，促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言，数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用，必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容，必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展，在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。
2存在的问题
2.1农业信息化水平较低
收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全；已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度，难以适应当前对空间数据信息的需求；对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。
2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强
一方面，许多基层农技人员和广大农业从业者，知识老化，整体素质有待进一步提高，对于利用现代技术，收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强；另一方面，农业信息加工处理的技术人员缺乏，当前，就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息，对网络信息进行收集、整理，分析市场形势，回复网络用户的电子邮件，解答疑问等方面的人才也不多，更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。2.3农业信息化效益不明显
数字农业还刚刚起步，在国内总体上尚处于探索阶段，实用性、普遍性的技术应用还很少，直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。
2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强
地理信息系统（GIS）以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同，而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此，未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力，也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。
3建设数字农业的基本设想
随着经济社会的快速发展和科技进步，台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等
方面的工作已有一定的基础，起动发展数字农业不仅是必要的，而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4，5]，提出建设台州数字农业的基本设想，就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上，建立可视化的台州农业地理信息系统，构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系，实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和，彻底改造台州传统的农业管理模式，全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。
3.1整合已有的农业信息
在国家、省级信息基础设施建设的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央一省一市县信息骨干网络系统，形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统，并与其他网络互联，成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。
3.2信息表达要直观、形象，并要实现信息系统的联网
把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达，随着数字农业的发展，逐步做到与省级、部级类似的信息系统进行交互式查询等。
3.3强化对科研、管理等的服务工作
通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等，实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上，对农业生产中的现象、过程进行模拟，高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。
4参考文献
[1]蒋建科.“数字农业”带动农业现代化[J].农资科技，2003（5）：41.
[2]薛领，雪燕.数字农业与我国农业空间信息网格（Grid）技术的发展[J].农业网络信息，2004（4）：4-7.
在我国2000年的《农业科技发展纲要》中，将数字农业放在农业信息技术的首要位置，引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想，以供参考。
1对数字农业的认识
数字农业（digitalagriculture）就是用数字化技术，按人类需要的目标，对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素，将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业，通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合，在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制，使农业按照人类的需求目标发展[1]。
有的学者认为[2]，数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样，数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业，即信息化农业，包括农业要素（生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等）、农业过程（生产、管理、储运、流通等）的数字化、网络化、自动化以及智能化，形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业，是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。
事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来，与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究，已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点，成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系，是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源（植物、动物、土地等）、技术（品种、栽培、病虫害防治、开发利用等）、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段，是农业信息化的必由之路；农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展，创造条件进行一次新的技术革命，促使传统农业向现代农业转变，促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言，数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用，必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容，必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展，在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。
2存在的问题
2.1农业信息化水平较低
收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全；已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度，难以适应当前对空间数据信息的需求；对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。
2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强
一方面，许多基层农技人员和广大农业从业者，知识老化，整体素质有待进一步提高，对于利用现代技术，收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强；另一方面，农业信息加工处理的技术人员缺乏，当前，就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息，对网络信息进行收集、整理，分析市场形势，回复网络用户的电子邮件，解答疑问等方面的人才也不多，更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。2.3农业信息化效益不明显
数字农业还刚刚起步，在国内总体上尚处于探索阶段，实用性、普遍性的技术应用还很少，直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。
2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强
地理信息系统（GIS）以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同，而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此，未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力，也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。
3建设数字农业的基本设想
随着经济社会的快速发展和科技进步，台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等
方面的工作已有一定的基础，起动发展数字农业不仅是必要的，而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4，5]，提出建设台州数字农业的基本设想，就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上，建立可视化的台州农业地理信息系统，构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系，实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和，彻底改造台州传统的农业管理模式，全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。
3.1整合已有的农业信息
在国家、省级信息基础设施建设的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央一省一市县信息骨干网络系统，形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统，并与其他网络互联，成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。
3.2信息表达要直观、形象，并要实现信息系统的联网
把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达，随着数字农业的发展，逐步做到与省级、部级类似的信息系统进行交互式查询等。
3.3强化对科研、管理等的服务工作
通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等，实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上，对农业生产中的现象、过程进行模拟，高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。
4参考文献
[1]蒋建科.“数字农业”带动农业现代化[J].农资科技，2003（5）：41.
[2]薛领，雪燕.数字农业与我国农业空间信息网格（Grid）技术的发展[J].农业网络信息，2004（4）：4-7.
数字乡村不仅是乡村振兴的战略方向，也是建设数字中国的重要内容[1]。山东省在《数字山东发展规划（2018-2022年）》和《山东省乡村振兴战略规划（2018-2022年）》政策文件中明确提出实施数字乡村战略，互联网在乡村的快速普及和大数据技术的应用使城市和乡村联系越来越紧密，城乡联动、融合发展在技术上成为可能，但数字乡村建设才刚刚起步，城乡数字鸿沟仍然存在，还有加大的趋势，鉴于此，开展基于“互联网+”的山东省数字乡村发展路径研究具有很重要的理论和现实意义。
1山东省数字乡村发展现状
近年来，山东省数字乡村发展迅速，主要表现在以下四个方面：1.1数字基础设施全面提升。随着“宽带山东”战略的深入实施，数字基础设施支撑能力得到稳步增强，国家超级计算济南中心运算速度和综合技术水平位于国内前列，全省所有城区、行政村实现了光纤全覆盖，城乡家庭互联网接入能力基本达到100Mbps，乡村数字基础设施也不断的得到完善，但乡村信息基础设施支撑能力亟需增强，农村尤其是偏远山村，因其居住分散且基础设施差，导致网络建设成本很高，运营商无法收回成本，不愿意建设农村网络，设备商提供商也不愿意花费精力进行农村网络创新方案的研究，物联网、云计算、大数据、移动互联等技术在农业领域的应用还不广泛。1.2电子政务建设深入推进。全省政务服务平台基本实现互联互通，各服务平台的核心业务信息化应用加速，“一次办好”改革全面推进，基本实现了公众和企业网上办事“一号登录、一站受理、一网通办”[2]，全省政务信息系统集成整合共享工程明显提升了政府数字化管理和服务水平，但在农村，电子政务治理还比较薄弱，公共服务的数字化建设还需稳步加强。1.3信息惠民水平大幅提升。在数字山东的带动下，智慧城市建设全面推进，农村宽带建设已普及，信息进村入户工程成效初显。在教育、医疗、养老和社会保障等各个方面的信息惠民政策宣传和普及、信息服务平台的使用及惠民水平都得到了大大提高，形成了城乡共享的优质教育文化资源，缩小了城乡之间的差距。1.4农村数字发展环境持续优化。“互联网+”和市县级大数据服务平台的建设，使农村数字化发展环境持续优化，农业信息技术成果越来越多的得到转化和推广应用，但是不同地区之间差距明显。鲁西南是淘宝村集聚区，菏泽市淘宝村、淘宝镇数量位居全国前列，从地区分布来看，开展跨境电商的村主要位于沿海地区，特别是拥有外贸传统的城市，如青岛市等。同时电子政务标准及规范体系不断完善，网络空间法治化取得积极进展，显著提升了网络安全防护和处置能力[3]。
2山东省数字乡村建设存在的问题
2.1城乡数字化鸿沟进一步拉大。在城乡二元经济结构和社会结构下，城乡“数字鸿沟”是山东省数字乡村战略亟待解决的核心问题[4]。传统意义上的城乡“数字鸿沟”集中体现在基础设施配套和公共管理措施上。调查统计结果显示：缺乏网络设备与上网条件、缺乏文化知识与上网技能两者相互作用和影响，共同构成了制约数字乡村建设的瓶颈[4]。由于城乡经济发展水平和受教育程度存在很明显的较大差异，城乡居民的互联网理念和对信息知识的应用就存在着较大差异，城乡“数字鸿沟”不断以新的形式呈现，其更多的是体现在对信息技术的掌握、理解和使用上，阻碍了农村培养数字化生产力的进程。还有一些地区在引导搬迁、撤并村庄时忽略网络设施和信息服务完善，促使了新的城乡“数字鸿沟”的形成。2.2农村信息失联、情感失联、财富流失及空心化严重随着城镇化进程的加速，中青年农民都选择进城务工，留守儿童、留守老人、留守妇女也逐渐增多。随着信息技术的快速发展，留守儿童、老人和妇女对现代信息技术和智能设备的应用很少，导致了乡村的信息失联以及情感失联。大量中青年农民的进城，使得农村土地也被大量闲置起来，无人耕种，加剧了乡村财富的流失，乡村空心化严重。这是现代化和城镇化的必然产物。2.3农村数字化发展水平各地区不平衡。目前，我省农村数字化发展各地区很不均衡，发达地区与一些偏远、落后的地区农业农村信息化水平差距较大，农业信息技术成果转化和推广应用比例差距也比较明显。淘宝村的出现，破解了农村信息化的难题，缩小了城乡数字鸿沟，如：滨州博兴县、菏泽曹县和郓城县等、青岛市即墨等淘宝村数量都位居全国前列。2.4农村数字化基础设施建设相对滞后。我省农村数字化基础设施建设取得了很大的进展，但我省移动宽带用户、固定宽带家庭普及率等指标扔低于全国平均水平，在种植养殖、加工、集配、运输、仓储、营销、支付、消费等整个流程的数字化设施建设还比较薄弱，产地仓、冷链物流、信息网络、购销网点等方面的建设还需加强，智能电网、智慧交通、智慧物流、智慧农业建设任重道远。另外农村的互联网理念淡薄，缺乏网络设备与上网条件、缺乏文化知识与上网技能也是影响数字乡村发展的一个重要原因。2.5缺乏专业的人才培养机制和平台。在农村数字化建设中缺乏专业的科学技术指导和技能培训，没有完善的培训机制和管理机制。虽然在农村开启了社区教育实验，取得了一定的成绩，但有些数字化学习平台的构建还不完整，学习资源不丰富，根本无法满足学习者的需要。另一方面部分村民没有电脑和智能手机，不会上网也限制了数字化学习平台的使用，而且绝大部分人上网只是娱乐，对学习农业新技术不感兴趣。2.6乡村治理和公共服务数字化水平比较低。“互联网+党建”工作开展不到位，村干部老龄化严重，党务、村务、财务不能实现网上公开，乡村现代化治理能力进程缓慢，“互联网+政务服务”不能实现乡村覆盖，缺乏“一门式办理”“一站式服务”的综合服务体系，乡村治理能力和体系亟待加强。数字技术和信息化建设带来的在线诊疗和在线教育等公共服务发展缓慢。因此利用互联网技术加强乡村综合治理能力，提高公共服务的数字化水平，使村民真正获得数字化带来的便利，是数字乡村建设的重要内容。
3山东省数字乡村建设的发展路径
3.1加强乡村数字基础设施建设，大力发展数字经济。建设数字乡村首先要加大基础设施建设，优化资源配置，各级政府部门应响应《数字山东2020行动方案》，积极推动“百兆乡村”建设，统筹推进移动和固定宽带网络的IPv6发展，推动智慧广电网络建设，支持培育和引进开放的国家农业农村大数据中心和农业农村观测网络基础设施和应用体系[5]。继续加快物联网、大数据、人工智能在整个农业生产过程中的推广和应用，大力发展农村数字经济，推动农业领域的产业数字化、数字产业化发展进程，提升产业数字化水平，实现传统农业向数字化农业的转型。3.2加快建设数字政府。在基础建设的同时还应加快建设数字型政府，加强各行政部门的数据共享和业务协同办理，力推政务服务“一次办好”，并进行机制和体制改革，推进线上线下政务服务一体化。地方政府做好促进农村数字经济发展的制度供给工作，建立或者健全一套适合当地农村数字经济发展的促进政策，特别是要制定出一套适合当地农村电子商务发展的优惠举措，补足数字经济发展所需要的制度体系，营造适合数字经济发展的良好制度氛围。同时，协调各级政府部门，为农村电子商务服务主体提供必需的物质和资金支持，以此来引导和激励当地的数字经济发展。3.3消除城乡“数字鸿沟”，建设幸福乡村。首先，加强乡村信息化教育，培养信息化技术人才，把握好“互联网+农业”的发展机遇，利用现代科技建设数字乡村，使农民得到更大的收益，愿意留下来，不断提升农民的获得感、幸福感、安全感是数字化建设的重中之重。利用数字化、现代化设备来实现智慧农业的可持续发展。其次，鼓励农民积极接触和参与到农村电商中去，彻底打破农民信息贫困锁定的藩篱，为农村数字经济的发展注入活力。不断丰富乡村网络内容，构建数字乡村新系统，不断完善乡村信息化建设和农村数字产业，让更多的农民就地就业，使农民获得幸福感，改善农村信息失联、情感失联及财富流失等问题，建设幸福乡村，利用互联网和大数据技术真正缩小城乡“数字鸿沟”，助力农村数字化建设的全面开展。3.4加强信息化人才队伍培养。专业化信息人才的紧缺是数字乡村建设亟需解决的重大问题，已成为制约数字农村发展的重要因素，而本土农民是建设数字乡村的内生动力。首先，以本土农民为主，培育新型职业农民。目前由于城市化进程的发展，农村进城务工人员越来越多，农村中种地的人大量减少，大量的土地进行了流转，集中到少数人手中，形成了农业规模化、集约化发展的趋势，因此，在发展农村数字经济的同时应提升农民的信息化素养，积极培育实现智慧化农业的新型职业农民。其次，加强专业人才队伍建设。利用好各种培训平台，让农民成为懂信息、懂数据、懂技术的新时代农民，提升乡村信息化水平，进而推进数字乡村建设。再次，建立健全人才培育、引进及激励机制，为各类人才到农村创业提供政策支持和良好的发展环境。3.5构建乡村大数据平台。山东省大多数农村地区的数字信息服务平台建设以及平台的信息资源的收集、加工、传输、服务不健全，涉农电商的发展空间十分有限。需要政府制定相关政策、规划发展乡村大数据平台，整合数据信息资源，加强乡村信息资源的共享、兼容和公开，利用“互联网+”模式建设具有乡村特色优势的大数据系统，借助大数据促进数字乡村的快速发展。3.6数字乡村文化建设。在加强数字化基础建设的同时，还应加强数字文化建设，提升村民的信息化素养，尤其是乡村传统文化是农村数字化建设的灵魂，以无形之力推进着乡村数字化的进程。首先，改变文化宣传方式，除了采用传统的公告栏外，还可采用微博、微信、网站等各种形式实现农村各项政策和事务的线上宣传，在乡村营造起良好的信息化氛围。其次，在培育新型农民的各种培训中，加入传统文化的元素，使农民在接受先进的农业技术和理念同时，提高自己的文化素养，逐渐提高村民的数字化素养。最后，利用新闻网站、学习强国及各种媒体平台，宣传数字农村的建设，讲好数字乡村故事，形成全社会共建共治共享数字乡村建设的良好氛围。3.7建立健全数字化乡村治理体系。在乡村政务工作和乡村治理中深化数字化建设。首先：利用互联网技术加强基层组织建设，农村领导班子应改变传统思维，改变意识，从思想上树立农村信息化的观念，不断学习国家以及山东省关于农村数字化建设的相关政策和文件，并积极落实到位。其次：将农村的各类资源纳入到乡村大数据平台，实现资源的优化整合和数字化管理，建立“一门式办理”“一站式服务”的综合服务体系；再次：积极开展“互联网+党建”工作，定期开展党员信息化学习和培训，鼓励党员带领群众一起发家致富，探索农民在线交流议事模式，激发农民参与决策的积极性。最后：开展“互联网+政务服务”，真正实现党务、村务、财务的网上公开，推动形成积极互动的农村基层自治体系，建立健全数字化乡村治理体系。
4结语
目前我国正处在乡村振兴的关键时期，山东省将数据和信息融入乡村振兴全过程，统筹推动城乡信息化融合，加快推动山东数字乡村建设，使网络信息化在全省农村社会的影响不断扩大。论文在分析了山东省农村数字化发展现状的基础上，深度挖掘乡村数字化发展中存在的问题及原因，并有针对性的提出了农村数字化发展的路径，以期助力乡村振兴的发展。
参考文献
[1]陈静.分四阶段扎实推进数字乡村建设[R].经济日报,2019-5-18.
[2]丛楷力.从“碎片化”到“整体性”:地方政府数据开放治理研究[D].山东师范大学,2019.
[3]2019全国县域数字农业农村发展水平评价报告[J].新疆农业科技,2018(6).
在我国2000年的《农业科技发展纲要》中，将数字农业放在农业信息技术的首要位置，引起了人们的普遍关注。本文试图谈谈对数字农业的认识、存在的问题和建设数字农业的基本设想，以供参考。
1对数字农业的认识
数字农业（digital agriculture）就是用数字化技术，按人类需要的目标，对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。其本质是把信息技术作为农业生产力要素，将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业，通过计算机、地学空间、网络通讯、电子工程技术与农业的融合，在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制，使农业按照人类的需求目标发展[1]。
有的学者认为[2]，数字农业是“数字地球”在农业领域的延伸。正如“数字地球”的概念一样，数字农业这一概念体现了数据和技术的综合集成。数字农业可以有广义和狭义之分。广义的数字农业，即信息化农业，包括农业要素（生物要素、环境要素、技术要素、社会经济要素等）、农业过程（生产、管理、储运、流通等）的数字化、网络化、自动化以及智能化，形成数字驱动的农业生产管理体系。狭义的数字农业，是以农业空间信息机理为基础的、以“3S”技术为支撑的农业系统空间信息技术体系。
事实上数字农业是一个学术性很强的综合概念。近年来，与数字农业技术体系有关的理论基础和应用技术研究，已经成为主要发达国家发展高新技术农业的侧重点，成为极其活跃的科技创新领域。数字农业是一项集农业科学、地球科学、信息科学、计算机科学、空间对地观测、数字通讯、环境科学等众多学科理论与技术于一体的现代科学体系，是由理论、技术和工程构成的三位一体的庞大系统工程。数字农业是对有关农业资源（植物、动物、土地等）、技术（品种、栽培、病虫害防治、开发利用等）、环境、经济等各类数据的获取、存贮、处理、分析、查询、预测与决策支持系统的总称。数字农业是信息技术在农业中应用的高级阶段，是农业信息化的必由之路；农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果。实现农业农村现代化、保障我国的食物安全、全面建设小康社会的关键在于推动农业科技的发展，创造条件进行一次新的技术革命，促使传统农业向现代农业转变，促使粗放生产向集约化经营转变。可以预言，数字农业及其相关技术的快速发展和推广应用，必将成为新世纪农业科技革命不可缺少的重要内容，必将推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展，在带动广大农民致富和全面建设小康社会中发挥越来越重要的作用[3]。
2存在的问题
2.1农业信息化水平较低
收集信息、处理信息、传播信息的软硬件设备与网络体系不健全；已开发的大量农业经济信息系统、农作物病虫害数据库、作物品种资源管理数据库系统、农业土壤系统分类数据库系统等大多不涉及空间维度，难以适应当前对空间数据信息的需求；对于来源多种多样、格式也不尽相同的各种数据的实时性、地域性、综合性处理还需作出很多努力。
2.2农业信息化意识和利用信息的能力不强
一方面，许多基层农技人员和广大农业从业者，知识老化，整体素质有待进一步提高，对于利用现代技术，收集、处理、利用农业信息的意识和能力不强；另一方面，农业信息加工处理的技术人员缺乏，当前，就连最基本的能够及时、准确地提供农产品供需信息，对网络信息进行收集、整理，分析市场形势，回复网络用户的电子邮件，解答疑问等方面的人才也不多，更谈不上能够满足数字农业发展对于人才的需求。
2.3农业信息化效益不明显
数字农业还刚刚起步，在国内总体上尚处于探索阶段，实用性、普遍性的技术应用还很少，直接带来的经济效益还没有很好地显现出来。
2.4农业信息数据的管理和标准化工作有待进一步加强
地理信息系统（GIS）以及其他农业信息管理系统为了完成某种分析工作所要求的各种农业数据往往格式与结构不同，而且往往掌握在不同的管理部门或研究机构中。因此，未来建立在网络上的农业地理信息系统要具备获取和分析分布式存储数据的能力，也就是说我们要使所谓的WebGIS能够协同处理来自不同组织和机构的农业数据[2]。
3建设数字农业的基本设想
随着经济社会的快速发展和科技进步，台州在数字网络建设、原始数字化数据积累、数字化信息采集及其处理等
方面的工作已有一定的基础，起动发展数字农业不仅是必要的，而且是可行的。借鉴许多学者的研究结果[4，5]，提出建设台州数字农业的基本设想，就是要在台州已有农业信息化建设成果基础上，建立可视化的台州农业地理信息系统，构建直观形象的农业信息管理与辅助决策视频体系，实现农业信息的现代化综合管理、分析、共享和，彻底改造台州传统的农业管理模式，全面提升台州农业工作的信息化和现代化水平。
3.1整合已有的农业信息
在国家、省级信息基础设施建设的基础上，以各级农业部门为依托，建设中央一省一市县信息骨干网络系统，形成一个功能完善、性能优良的农业综合信息网络系统，并与其他网络互联，成为一个全方位的农业资源和经济信息网络系统。
3.2信息表达要直观、形象，并要实现信息系统的联网
把市内的地形、地貌、交通、村镇、行政区划等基础地理信息以及耕地分布、土壤类型、种植结构、水肥状况、农作物生长发育、气象、病虫害、农民知识、乡镇企业、农业法律法规等各种农业信息以图形图像等直观形象的可视化电子地图与相关信息的形式在投影视频系统上进行显示和表达，随着数字农业的发展，逐步做到与省级、部级类似的信息系统进行交互式查询等。
3.3强化对科研、管理等的服务工作
通过对基础地理信息和农业专题信息的空间分析、网络分析和追踪分析等，实现农业科研、管理和决策人员在全市三维农业电子模型上，对农业生产中的现象、过程进行模拟，高效、直观、形象地为农业工作的规划、设计、建设、经营、管理、服务、决策等提供科学依据。
0 引言
进入21世纪以来,虽然基于工业社会要求的农业机械化、化学化、水利化和电气化在世界许多国家还没有全面完成,但随着信息技术的迅猛发展,以数字化为核心、网络化为趋势的信息化产业逐渐深入到社会的各个领域。信息化技术同时不断深入到农牧业生产的各环节中,形成了以数字化为特征的“数字农业”,给农牧业这个传统领域注入了新的活力[1]。农牧业信息化对于农业经济深入增长具有深远的影响,并且可以促进传统农业向现代化农业的转变[2]。加强农牧业信息化建设是发展现代农业的重要内容。
农牧业信息化是现代农业的重要标志,在驾驭农村市场经济中处于前置性的基础地位,是提高农业的综合生产力和经营管理效率的有力手段[3],是农业实现现代化的必经途径。随着信息社会和知识经济时代的到来,农业信息技术将在农业和农村经济的发展中发挥越来越大的作用[4]。没有农牧业的信息化,就没有国民经济的信息化,也就没有整个社会的信息化。农牧业信息化应当成为中国这个农业大国一种必然和必须的发展趋势,深入研究农牧业信息化是一项亟待探讨而且具有重大意义的课题[5]。
1 农牧业信息化的概念
1. 1 信息化信息化概念包括信息和信息化两个最基本的概念。信息化是一个过程,与工业化和现代化一样,是一个动态变化的过程。在这个过程中包含3个层面和6大要素。所谓3个层面,一是信息技术的开发和应用过程,是信息化建设的基础;二是信息资源的开发和利用过程,是信息化建设的核心与关键;三是信息产品制造业不断发展的过程,是信息化建设的重要支撑。6大要素是指信息网络、信息资源、信息技术、信息产业、信息法规环境与信息人才。信息化就是在经济和社会活动中通过普遍采用信息技术和电子信息装备,更有效地开发和利用信息资源,推动经济发展和社会进步[6]。
1. 2 农业信息化
农业信息化有狭义和广义之分:狭义的农业信息化是指农业的数字化和网络化;广义的农业信息化是指农业全过程的信息化,在农业领域全面地发展和应用现代信息技术,使之渗透到农业生产、流通、消费以及农村社会、经济和技术等各个具体环节的全过程,从而极大地提高农业效率和农业生产力水平[7]。贾善刚指出:农村信息化的概念不仅包括计算机技术,还应包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多项信息技术在农业上普遍而系统的应用过程。
梅方权年认为,农村信息化是一个广义的概念,应是农业全过程的信息化,是用信息技术装备现代农业,依靠网络化和数字化支持农业经营管理,监测管理农业资源和环境,支持农业经济和农村社会信息化[8]。
农业信息化可以从4个方面来加以描述和概括:一是农业劳动者的高度智能化;二是农业基础设施装备信息化;三是农业技术操作自动自控化;四是农业经营管理信息网络化[5, 9]。农业信息化不仅包括计算机技术,还应包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多项技术在农业上普遍而系统应用的过程。
农业中所应用的信息技术包括计算机、信息存储和处理、通讯、网格、多媒体、人工智能以及“3s”技术(即地理信息系统gis、全球定位系统gps和遥感技术rs)等。在发达国家,信息技术在农业上的应用大致有以下方面:农业生产经营管理、农业信息获取及处理、农业专家系统、农业系统模拟、农业决策支持系统和农业计算机网络等[5, 10]。数字化作为农业信息化的核心内容,就是按人类需要的目标,对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。在数字水平上,对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制,使农业按照人类的需求目标发展。数字农业主要包括农业要素(生物要素、环境要素、技术要素和社会经济要素)的数字信息化、农业过程的数字信息化(数字化实施和数字化设计)以及农业管理的数字信息化[1, 11]。农业信息化实质是充分利用信息技术的最新成果,全面实现农业生产、管理、农产品加工、营销以及农业科技信息和知识的获取、处理、传播与合理利用,加速传统农业的改造,大幅度地提高农业生产效率、管理和经营决策水平,促进农业持续、稳定、高效发展进程。农业信息技术就是实现农业各种信息采集、处理、传播和贮存等方面的技术。
根据信息技术在农业应用领域的不同,主要分为气象遥感技术、卫星定位技术、农业专家系统和农业自动化技术等[4]。数字农业的本质是把信息技术作为农业生产力重要要素,将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业,通过计算机、地学空间、网络通讯和电子工程技术与农业的融合,在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制,使农业按照人类的需求目标发展[1]。
笔者认为,农业信息化是指涉农领域(农、林、牧、副、渔)所有对象的数字信息化,具体体现在农业基础设施装备的数字信息化、农业生产过程的数字信息化、农业资源环境的数字信息化、农业生产管理的数字信息化、农业经营管理的数字信息化、农业市场流通的数字信息化、农业劳动者的高度智能化以及农民生活的数字信息化,应用计算机技术、微电子技术、人工智能技术、自动控制技术、“3s”技术、通信技术和网络技术等高新技术实现农业的数字信息化,并付诸实施于农田精耕细作、病虫害防治、林区规划管理、畜禽渔业的生产操作自动化和数字化管理以及农民生活消费的网络信息化等方面,集农业科学、计算机科学、地球科学、信息科学以及网络科学等高端科学于一体的综合性领域。
1. 3 畜牧业信息化
畜牧业信息就是对畜禽品种资源的遗传育种、饲养管理、饲料营养、疫病防制、器械设备、畜产品加工及其经济利用的有关理论和应用研究中表现出来的信息,主要包括各种畜禽遗传育种信息、饲料营养信息、畜禽经济信息、生产和经营管理信息、疾病防治信息以及专家人才信息等内容。根据畜牧业结构和研究内容,畜牧业信息可以划分为畜牧业自然资源信息、畜牧业生产信息、畜牧业科技信息、畜牧业经济信息、畜产品市场流通信息、畜产品加工信息、疫病防治信息、饲料营养信息、器械设备信息和单位属性信息等类别[12]。畜牧业信息化指的是在畜牧业领域充分利用信息技术的方法手段和最新成果的过程。具体来说,就是在畜牧业生产、流通、消费以及农村经济、社会和技术等各个环节全面运用现代信息技术与智能工具,实现畜牧业的科学化与智能化过程。畜牧业信息化不仅包括计算机技术,还包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多种技术在农业上普遍而系统的应用。
畜牧业信息化的内涵至少包括以下领域:一是畜牧业生产管理信息化,包括畜禽疫病防治、畜禽饲养管理等各个方面;二是畜牧业经营管理信息化,包括与畜牧业经营有关的经济形势、畜禽供求、国民收入、固定资产投资、物资购销和物价变动等;三是畜牧业科学技术信息化,是利用信息技术快捷与方便的特点,改变传统的畜牧业技术推广方法和手段,加快科技成果的传播和转化,提高畜牧业的科技含量和竞争力;四是畜牧业市场流通信息化,指畜牧业生产资料供求信息、动物产品流通(需求量)及收益成本等方面的信息化[13]。畜牧业信息化具有丰富的内涵,主要包括:畜牧业信息服务系统化和网络化;畜牧业生产设施装备信息化;畜牧业技术操作机械化和自动化;畜牧业管理决策信息化;畜牧业劳动者的信息化和知识化等[14]。
笔者认为,畜牧业信息化是指畜牧业饲养设施的操作自动化及数字信息化、畜牧业生产管理的数字信息化、畜牧业经营管理的数字信息化、畜牧业市场流通的数字信息化和畜牧业劳动者的高度智能化等,运用计算机技术、人工智能技术、自动控制技术、无线射频识别技术、“3s”技术、通信以及网络技术,实现精细饲喂、科学育种、饲养环境的监控、疫情监测、疾病防治以及产品溯源等。
2 农牧业信息化的发展状况
2. 1 国外发展状况世界农业信息化技术的发展大致经过3个阶段:第1阶段是20世纪五六十年代的广播、电话通讯信息化及科学计算阶段;第2个阶段是20世纪七八十年代的计算机数据处理和知识处理阶段;第3个阶段是20世纪90年代以来农业数据库开发、网络和多媒体技术应用、农业生产自动化控制等的新发展阶段。
农业自动化技术在美国、西欧和日本已广泛应用于工厂化养殖、工厂化蔬菜花卉生产、仓库管理、环境监测与控制以及农产品精深加工中,如配合饲料全部生产流程的自动控制、日光温室中温湿度控制、灌溉及采收自动化控制。通过研制和使用农业机器人,代替人从事一些繁重的农事操作,如苹果收获、挤奶、喷药、组织培养以及作物育种等方面。
美国自20世纪70年代以来将计算机应用逐步推广到农场范围。典型的农业信息化系统有: 1975年,美国内布拉斯加大学创建了agnet联机网络,现在已发展成为世界上最大的农业计算机网络系统;美国国家农业书馆和美国农业部共同开发的agricola;信息研究系统cris可提供美国农业所属各研究所、试验站和学府的研究摘要。
美国计算机在农牧业信息化中的应用已相当普遍。譬如:畜禽饲养的计算机化,有管理猪生产的计算机信息系统;管理农业机械化的计算机以及在在农副产品加工方面也有广泛的应用;其中,计算机在温室环境方面的应用最显其能。
早在20世纪80年代,日本农林水产省就“人工智能与农业”专门组织了一个调查委员会,列出了知识工程在农业中应用的一整套实施项目;日本已建立了一些农业生产自动化管理系统,如植物工厂的蔬菜生产管理系统(菠菜、番茄、黄瓜、茄子、西红柿和草莓等已进入批量生产)、陆田水田耕作、畜牧生产、家畜卫生系统、农业工程和机械管理系统等。
德国在农业科学研究中,已广泛使用电子、信息技术等监测和自动控制各种试验场所的温度、湿度、光照时间和强度、风向风速等各项要素,均自动监测和记录;德国还研究出许多用计算机编程控制的试验仪器和设备;在农业生产中,装有遥感地理定位系统的大型农业机械可以在室内计算机自动控制下完成各项农田作业[15-16]。
荷兰在畜禽养殖基础设施以及温室种植方面的信息化工作水平处于世界前列。荷兰的科研人员在十多年前应用数字化技术,在奶牛自动饲养管理系统porcod系统的基础上研发成功母猪自动饲养velos管理系统[17]。
目前,农业信息技术研究主要集中在以下各方面:农业信息网络技术、农业数据库系统、农业管理系统、农业专家系统、“3s”系统、农业自动化控制技术、多媒体技术、精准农业、生物信息技术以及数字化图书馆技术[15, 18]。
2. 2 国内发展状况
20世纪70年代中期,计算机应用技术开始进入我国农业领域,少数农业研究机构开展了计算机农业应用研究,从此农业信息化逐步在我国农业生产当中得以发展应用,具体发展阶段[19]如表1所示。
表1 我国农业信息化发展阶段
阶段时间主要内容起步阶段1981-1985年科学计算、科学规划模型和统计方法应用普及发展阶段1986-1995年数据处理(edp)、大型数据库的建立和mis系统开发提高阶段1996-2000年国家在“攻关”和“863”项目中都分别设置农业信息技术重大专题和课题快速发展阶段2000至今农业信息化技术全面向农业生产实际渗透
我国农业信息化进程起步较晚。20世纪80年代以来,将系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统和地理信息系统等技术应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究,已取得一些重要成果,不少成果已得到应用,有些成果已达到国际先进水平。如中国农业科学院草原研究所应用现代遥感和地理信息技术建立了“中国北方草地、草畜平衡动态监测系统”[20]。
中国国家科技部从1990年开始连续支持“农业智能应用系统”的研究与应用,“数字农业”渐成气候,已研制出棉花、水稻、芒果等多种作物的生育全程调控和农事管理专家系统,以及鱼病防治和苹果生产管理专家系统。“十五”期间,国家科技部等部门继续加大对以“数字农业”为主要内容的农业信息技术研究,以“精准农业”、“虚拟农业”、“智能农业”和“网络农业”等内容为切入点,组织实施“数字农业科技行动”。通过该行动的实施,突破一批“数字农业”的关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,研究开发一批实用性强的农业信息服务系统,初步构建我国“数字农业”的技术框架,从而加速了我国农业信息化进程[1]。
2003年,科技部“863计划”在生物与现代领域启动实施了“数字农业技术研究示范”重大专项。这些专项以突破一批关键技术、研制一批数字农业产品、开发数字农业技术平台、集成示范应用为目标,构建我国“数字农业”的科学技术体系及示范应用体系。在农田信息自动采集、农田植物生长模拟与数字化设计、稻麦品质遥感检测、数字化种植技术平台构建等方面取得了突破性进展[21]。“863计划”智能计算机主题连续支持“农业智能应用系统”的研究与应用,已研制出棉花、水稻、芒果等多种作物的生育全程调控和农事管理专家系统,以及鱼病防治、苹果生产管理专家系统[22]。由农软开发的农牧场管理系统、育种分析系统和目前尚待完善的实验室数据分析系统、专家系统、决策支持系统等已在部分科研管理部门和现代化农牧场推广使用[15]。现在,国内研制的多媒体小麦管理系统(wms)和棉花生产管理系统(cotmas)都可以应用于生产[23]。我国与世界各国一样,畜牧业信息建设与利用也是从单机到网络的一个发展过程。在单机应用方面,主要用于生产管理和决策应用[12]。我国畜牧业充分利用以计算机为核心的信息资源优势,走畜牧业现代化和信息化的道路[24]。
3 我国农牧业信息化发展面临的问题
目前,我国农业信息化存在的问题有:农民素质不高、信息化意识和利用信息的能力不强;农业产业化程度不高,难以形成正常的信息需求;网络成本较高,阻碍了信息化的普及;农业信息化基础工作水平低;信息技术实用性差,农业信息服务体系还没有完成,农业信息网络人才缺乏[25]。信息技术的进一步发展必须建立在网络化的基础上。我国的农牧业信息网络化的发展虽然对我国农牧业的发展起到了一定作用,但在建设过程中存在许多问题[12]。我国畜牧业信息化水平与发达国家相比还有很大差距,主要表现在:畜牧业基础设施薄弱,畜牧信息资源缺乏,尤其是能提供给用户的有效资源严重不足;畜牧信息技术成果应用程度低,严重阻碍了畜牧业现代化的发展,这也正是当前实施畜牧业信息化迫切需要解决的问题。目前,在畜牧业生产部门及基层畜牧场,由于受地域的限制和传统畜牧业的束缚,信息技术的普及远远不能同其他行业相比,从事畜牧行业的人员平均素质也远低于其他行业部门,尤其是基层的管理人员及边远的农牧场,其受教育程度普遍较低[26]。
笔者认为,我国农牧业信息化发展亟待解决的主要问题依然是农民科学素质的提高、信息化基础设施的建立与完善及完全解决“最后一公里”的难题。
4 我国农牧业信息化的发展方向
1)网络化。信息技术发展是以微电子技术为基础、计算机技术和网络技术相互融合的高新技术。
2)智能化。信息技术的智能化发展进步很快,在农业上的应用也将得到长足的进展。农业专家系统、农业管理信息系统和农业决策支持系统的开发与应用是其中最突出的表现。
3)数字化。数字化内涵包含两层意思:一是随着数字技术的发展,原来的模拟信号被转换成数字信号,实现了在计算机网络上的高保真和快速传播,可以制成数字视频和音频信号在网络上传递,实现远程教育等;二是表现在科学计算可视化和虚拟现实技术[25]上。
建立统一的技术标准和规范,突破一批数字农业关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,建立数字农业应用服务系统,通过系统集成和应用示范,逐步建立我国数字农业的科学技术体系。在统一的技术标准下,对数字农业关键技术进行研究开发,通过系统集成构建数字农业技术平台,初步形成我国数字农业技术框架。在我国不同生态经济类型和不同农业生产管理类型地区,对数字农业技术进行集成应用示范,取得显著的社会经济效益,促进当地农业信息化的跨越发展,加速农业生产由传统、粗放、经验型向智能、精准和数字化方向的转变,提高农业生产力水平。通过该行动的实施,突破一批数字农业关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,研究开发一批实用性强的农业信息服务系统,初步构建我国数字农业的技术框架,加速我国农业信息化进程,并逐步实现农业生产的精确化、远程化、自动化和虚拟化[1]。
我国的畜牧业发展已经进入到了新的发展阶段,建设集约化、专业化和优质高效的现代畜牧业已经成为必然[27]。在推进信息化的过程中,要通过计算机网络及通讯技术,把畜牧信息及时与准确地传达到用户手中,实现畜牧生产、管理和畜产品营销网络化,加速传统畜牧业的改造和升级,大幅度提高畜牧业生产效率、管理和经营决策水平[26];改变传统的畜牧业模式,使农民依靠信息引导进入市场、组织生产,走畜牧业现代化和信息化之路;加强对畜牧信息化工作的宣传,提高人们的信息意识和利用信息的能力积极促进畜牧业信息化的发展[24, 26]。当前,现代信息技术与农业融合所衍生的“精准农业\"、“虚拟农业\"、“智能农业\"和“网络农业\"等均是数字农业的不同侧面,成为农业信息化发展的方向[28]。
笔者认为,我国农牧业信息化应逐步实现农牧业生产的操作的全面自动化以及完全智能化,并最终进入网络化农牧业。
5 我国农牧业信息化的作用
农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果,必将大大推动农业信息化,推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展。
作为21世纪农业的重要标志,发展数字农业及相关技术是我国发展现代农业必然选择的支撑技术,因此将数字农业确立为解决“三农”问题的平台,符合时展的需要。数字农业展现了美好的前景,它将极大解放农业生产力,改变农业作业方式,实现农业生产质的飞跃[1]。先进的信息收集、处理和传递技术将有效地克服农业生产的分散化和小型化的行业弱势。
强大的计算能力、智能化技术和软件技术,使农业生产中极其复杂和多变的生产要素定量化、规范化和集成化,改善了时空变化大和经验性强的弱点。将信息技术与航空航天遥感技术(rs)、农业地理信息系统技术(agis)以及全球定位系统(gps)等相结合,加强了对影响农业资源、生态环境、生产条件、气象、生物灾变和生产状况的宏观监测与预警预报,提高了农业生产的可控性、稳定性和精确性,并能对农业生产过程实行科学与有效的宏观管理[5]。信息自动化技术使现代的养殖业有了根本性的改变,是形成统一标准化饲养的一种优化养殖方式。它有利于优化畜牧业区域布局;有利于解决人畜混居、相互交叉感染问题;有利于减少与外界接触,减少传染病的预防发生;有利于改善农民的生活环境,保护人们的身体健康;有利于改善畜禽养殖环境和生产性能的发挥;有利于提高畜禽的品质;有利于先进技术和设备的推广和生产效率的提高;有利于畜禽生产的宏观管理和相互之间的协调,从而促进畜禽业迅速发展,提高养殖者的经济效益[29]。同时,利用计算机控制实现自动补料、补水和补光等作业,节约劳动力。另外,通过多媒体模拟,可以在最适宜时期扩大生产,在市场行情最佳时销售,从而获得最大利润[30]。
广泛应用现代信息技术,促进农业和农村经济结构调整,增强农业的市场竞争力,发展农村经济,建设现代农业,增加农民收入,加速农村现代化进程,促进农业生产过程实现自动化和高效益化;通过计算机对来自于农业生产系统中的信息进行及时采集和处理,根据处理结果迅速地去控制系统中的某些设备、装置或环境,从而实现农业生产过程中的自动检测、记录、统计、监视、报警和自动启停等,实现农业自动化生产和对自然环境的实时监测[4, 23]。传统的农业生产方式得以改造,农业生产效率将大幅度提高,生产成本下降;加快新品种选育,提高病虫害预测、预报和防止水平,减少损失,增加产出,获得更大的效益,这将提高人类对自然的认知能力,最大限度地控制和利用水、土、气等自然资源,减少农业生产的不稳定性[29]。科学指导农业生产管理,增加农副产品产量,提高农产品质量,降低农业生产成本,提高经济效益;实现科学化管理,提高对农业和农村经济发展的政策决策水平,最大限度避免自然灾害对农业造成的损失。
6 结束语
推动农牧业信息化有利于实现农牧业生产的全面自动化及数字化;有利于降低农业生产的成本,提高农业生产的效率;有利于农牧业生产的集中管理,有利于降低传统农业靠天吃饭的不稳定性;有利于减少农产品市场波动,提高农业市场流通效率,从而增加农业生产的经济效益。
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[28] 卢钰,赵庚星.“数字农业\"及其中国的发展策略[ j].
0 引言
进入21世纪以来,虽然基于工业社会要求的农业机械化、化学化、水利化和电气化在世界许多国家还没有全面完成,但随着信息技术的迅猛发展,以数字化为核心、网络化为趋势的信息化产业逐渐深入到社会的各个领域。信息化技术同时不断深入到农牧业生产的各环节中,形成了以数字化为特征的“数字农业”,给农牧业这个传统领域注入了新的活力[1]。农牧业信息化对于农业经济深入增长具有深远的影响,并且可以促进传统农业向现代化农业的转变[2]。加强农牧业信息化建设是发展现代农业的重要内容。
农牧业信息化是现代农业的重要标志,在驾驭农村市场经济中处于前置性的基础地位,是提高农业的综合生产力和经营管理效率的有力手段[3],是农业实现现代化的必经途径。随着信息社会和知识经济时代的到来,农业信息技术将在农业和农村经济的发展中发挥越来越大的作用[4]。没有农牧业的信息化,就没有国民经济的信息化,也就没有整个社会的信息化。农牧业信息化应当成为中国这个农业大国一种必然和必须的发展趋势,深入研究农牧业信息化是一项亟待探讨而且具有重大意义的课题[5]。
1 农牧业信息化的概念
1. 1 信息化信息化概念包括信息和信息化两个最基本的概念。信息化是一个过程,与工业化和现代化一样,是一个动态变化的过程。在这个过程中包含3个层面和6大要素。所谓3个层面,一是信息技术的开发和应用过程,是信息化建设的基础;二是信息资源的开发和利用过程,是信息化建设的核心与关键;三是信息产品制造业不断发展的过程,是信息化建设的重要支撑。6大要素是指信息网络、信息资源、信息技术、信息产业、信息法规环境与信息人才。信息化就是在经济和社会活动中通过普遍采用信息技术和电子信息装备,更有效地开发和利用信息资源,推动经济发展和社会进步[6]。
1. 2 农业信息化
农业信息化有狭义和广义之分:狭义的农业信息化是指农业的数字化和网络化;广义的农业信息化是指农业全过程的信息化,在农业领域全面地发展和应用现代信息技术,使之渗透到农业生产、流通、消费以及农村社会、经济和技术等各个具体环节的全过程,从而极大地提高农业效率和农业生产力水平[7]。贾善刚指出:农村信息化的概念不仅包括计算机技术,还应包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多项信息技术在农业上普遍而系统的应用过程。
梅方权年认为,农村信息化是一个广义的概念,应是农业全过程的信息化,是用信息技术装备现代农业,依靠网络化和数字化支持农业经营管理,监测管理农业资源和环境,支持农业经济和农村社会信息化[8]。
农业信息化可以从4个方面来加以描述和概括:一是农业劳动者的高度智能化;二是农业基础设施装备信息化;三是农业技术操作自动自控化;四是农业经营管理信息网络化[5, 9]。农业信息化不仅包括计算机技术,还应包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多项技术在农业上普遍而系统应用的过程。
农业中所应用的信息技术包括计算机、信息存储和处理、通讯、网格、多媒体、人工智能以及“3s”技术(即地理信息系统gis、全球定位系统gps和遥感技术rs)等。在发达国家,信息技术在农业上的应用大致有以下方面:农业生产经营管理、农业信息获取及处理、农业专家系统、农业系统模拟、农业决策支持系统和农业计算机网络等[5, 10]。数字化作为农业信息化的核心内容,就是按人类需要的目标,对农业所涉及的对象和全过程进行数字化和可视化的表达、设计、控制和管理。在数字水平上,对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制,使农业按照人类的需求目标发展。数字农业主要包括农业要素(生物要素、环境要素、技术要素和社会经济要素)的数字信息化、农业过程的数字信息化(数字化实施和数字化设计)以及农业管理的数字信息化[1, 11]。农业信息化实质是充分利用信息技术的最新成果,全面实现农业生产、管理、农产品加工、营销以及农业科技信息和知识的获取、处理、传播与合理利用,加速传统农业的改造,大幅度地提高农业生产效率、管理和经营决策水平,促进农业持续、稳定、高效发展进程。农业信息技术就是实现农业各种信息采集、处理、传播和贮存等方面的技术。
根据信息技术在农业应用领域的不同,主要分为气象遥感技术、卫星定位技术、农业专家系统和农业自动化技术等[4]。数字农业的本质是把信息技术作为农业生产力重要要素,将工业可控生产和计算机辅助设计的思想引入农业,通过计算机、地学空间、网络通讯和电子工程技术与农业的融合,在数字水平上对农业生产、管理、经营、流通、服务以及农业资源环境等领域进行数字化设计、可视化表达和智能化控制,使农业按照人类的需求目标发展[1]。
笔者认为,农业信息化是指涉农领域(农、林、牧、副、渔)所有对象的数字信息化,具体体现在农业基础设施装备的数字信息化、农业生产过程的数字信息化、农业资源环境的数字信息化、农业生产管理的数字信息化、农业经营管理的数字信息化、农业市场流通的数字信息化、农业劳动者的高度智能化以及农民生活的数字信息化,应用计算机技术、微电子技术、人工智能技术、自动控制技术、“3s”技术、通信技术和网络技术等高新技术实现农业的数字信息化,并付诸实施于农田精耕细作、病虫害防治、林区规划管理、畜禽渔业的生产操作自动化和数字化管理以及农民生活消费的网络信息化等方面,集农业科学、计算机科学、地球科学、信息科学以及网络科学等高端科学于一体的综合性领域。
1. 3 畜牧业信息化
畜牧业信息就是对畜禽品种资源的遗传育种、饲养管理、饲料营养、疫病防制、器械设备、畜产品加工及其经济利用的有关理论和应用研究中表现出来的信息,主要包括各种畜禽遗传育种信息、饲料营养信息、畜禽经济信息、生产和经营管理信息、疾病防治信息以及专家人才信息等内容。根据畜牧业结构和研究内容,畜牧业信息可以划分为畜牧业自然资源信息、畜牧业生产信息、畜牧业科技信息、畜牧业经济信息、畜产品市场流通信息、畜产品加工信息、疫病防治信息、饲料营养信息、器械设备信息和单位属性信息等类别[12]。畜牧业信息化指的是在畜牧业领域充分利用信息技术的方法手段和最新成果的过程。具体来说,就是在畜牧业生产、流通、消费以及农村经济、社会和技术等各个环节全面运用现代信息技术与智能工具,实现畜牧业的科学化与智能化过程。畜牧业信息化不仅包括计算机技术,还包括微电子技术、通信技术、光电技术和遥感技术等多种技术在农业上普遍而系统的应用。
畜牧业信息化的内涵至少包括以下领域:一是畜牧业生产管理信息化,包括畜禽疫病防治、畜禽饲养管理等各个方面;二是畜牧业经营管理信息化,包括与畜牧业经营有关的经济形势、畜禽供求、国民收入、固定资产投资、物资购销和物价变动等;三是畜牧业科学技术信息化,是利用信息技术快捷与方便的特点,改变传统的畜牧业技术推广方法和手段,加快科技成果的传播和转化,提高畜牧业的科技含量和竞争力;四是畜牧业市场流通信息化,指畜牧业生产资料供求信息、动物产品流通(需求量)及收益成本等方面的信息化[13]。畜牧业信息化具有丰富的内涵,主要包括:畜牧业信息服务系统化和网络化;畜牧业生产设施装备信息化;畜牧业技术操作机械化和自动化;畜牧业管理决策信息化;畜牧业劳动者的信息化和知识化等[14]。
笔者认为,畜牧业信息化是指畜牧业饲养设施的操作自动化及数字信息化、畜牧业生产管理的数字信息化、畜牧业经营管理的数字信息化、畜牧业市场流通的数字信息化和畜牧业劳动者的高度智能化等,运用计算机技术、人工智能技术、自动控制技术、无线射频识别技术、“3s”技术、通信以及网络技术,实现精细饲喂、科学育种、饲养环境的监控、疫情监测、疾病防治以及产品溯源等。
2 农牧业信息化的发展状况
2. 1 国外发展状况世界农业信息化技术的发展大致经过3个阶段:第1阶段是20世纪五六十年代的广播、电话通讯信息化及科学计算阶段;第2个阶段是20世纪七八十年代的计算机数据处理和知识处理阶段;第3个阶段是20世纪90年代以来农业数据库开发、网络和多媒体技术应用、农业生产自动化控制等的新发展阶段。
农业自动化技术在美国、西欧和日本已广泛应用于工厂化养殖、工厂化蔬菜花卉生产、仓库管理、环境监测与控制以及农产品精深加工中,如配合饲料全部生产流程的自动控制、日光温室中温湿度控制、灌溉及采收自动化控制。通过研制和使用农业机器人,代替人从事一些繁重的农事操作,如苹果收获、挤奶、喷药、组织培养以及作物育种等方面。
美国自20世纪70年代以来将计算机应用逐步推广到农场范围。典型的农业信息化系统有: 1975年,美国内布拉斯加大学创建了agnet联机网络,现在已发展成为世界上最大的农业计算机网络系统;美国国家农业书馆和美国农业部共同开发的agricola;信息研究系统cris可提供美国农业所属各研究所、试验站和学府的研究摘要。
美国计算机在农牧业信息化中的应用已相当普遍。譬如:畜禽饲养的计算机化,有管理猪生产的计算机信息系统;管理农业机械化的计算机以及在在农副产品加工方面也有广泛的应用;其中,计算机在温室环境方面的应用最显其能。
早在20世纪80年代,日本农林水产省就“人工智能与农业”专门组织了一个调查委员会,列出了知识工程在农业中应用的一整套实施项目;日本已建立了一些农业生产自动化管理系统,如植物工厂的蔬菜生产管理系统(菠菜、番茄、黄瓜、茄子、西红柿和草莓等已进入批量生产)、陆田水田耕作、畜牧生产、家畜卫生系统、农业工程和机械管理系统等。
德国在农业科学研究中,已广泛使用电子、信息技术等监测和自动控制各种试验场所的温度、湿度、光照时间和强度、风向风速等各项要素,均自动监测和记录;德国还研究出许多用计算机编程控制的试验仪器和设备;在农业生产中,装有遥感地理定位系统的大型农业机械可以在室内计算机自动控制下完成各项农田作业[15-16]。
荷兰在畜禽养殖基础设施以及温室种植方面的信息化工作水平处于世界前列。荷兰的科研人员在十多年前应用数字化技术,在奶牛自动饲养管理系统porcod系统的基础上研发成功母猪自动饲养velos管理系统[17]。
目前,农业信息技术研究主要集中在以下各方面:农业信息网络技术、农业数据库系统、农业管理系统、农业专家系统、“3s”系统、农业自动化控制技术、多媒体技术、精准农业、生物信息技术以及数字化图书馆技术[15, 18]。
2. 2 国内发展状况
20世纪70年代中期,计算机应用技术开始进入我国农业领域,少数农业研究机构开展了计算机农业应用研究,从此农业信息化逐步在我国农业生产当中得以发展应用,具体发展阶段[19]如表1所示。
表1 我国农业信息化发展阶段
阶段时间主要内容起步阶段1981-1985年科学计算、科学规划模型和统计方法应用普及发展阶段1986-1995年数据处理(edp)、大型数据库的建立和mis系统开发提高阶段1996-2000年国家在“攻关”和“863”项目中都分别设置农业信息技术重大专题和课题快速发展阶段2000至今农业信息化技术全面向农业生产实际渗透
我国农业信息化进程起步较晚。20世纪80年代以来,将系统工程、数据库与信息管理系统、遥感、专家系统、决策支持系统和地理信息系统等技术应用于农业、资源、环境和灾害方面的研究,已取得一些重要成果,不少成果已得到应用,有些成果已达到国际先进水平。如中国农业科学院草原研究所应用现代遥感和地理信息技术建立了“中国北方草地、草畜平衡动态监测系统”[20]。
中国国家科技部从1990年开始连续支持“农业智能应用系统”的研究与应用,“数字农业”渐成气候,已研制出棉花、水稻、芒果等多种作物的生育全程调控和农事管理专家系统,以及鱼病防治和苹果生产管理专家系统。“十五”期间,国家科技部等部门继续加大对以“数字农业”为主要内容的农业信息技术研究,以“精准农业”、“虚拟农业”、“智能农业”和“网络农业”等内容为切入点,组织实施“数字农业科技行动”。通过该行动的实施,突破一批“数字农业”的关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,研究开发一批实用性强的农业信息服务系统,初步构建我国“数字农业”的技术框架,从而加速了我国农业信息化进程[1]。
2003年,科技部“863计划”在生物与现代领域启动实施了“数字农业技术研究示范”重大专项。这些专项以突破一批关键技术、研制一批数字农业产品、开发数字农业技术平台、集成示范应用为目标,构建我国“数字农业”的科学技术体系及示范应用体系。在农田信息自动采集、农田植物生长模拟与数字化设计、稻麦品质遥感检测、数字化种植技术平台构建等方面取得了突破性进展[21]。“863计划”智能计算机主题连续支持“农业智能应用系统”的研究与应用,已研制出棉花、水稻、芒果等多种作物的生育全程调控和农事管理专家系统,以及鱼病防治、苹果生产管理专家系统[22]。由农软开发的农牧场管理系统、育种分析系统和目前尚待完善的实验室数据分析系统、专家系统、决策支持系统等已在部分科研管理部门和现代化农牧场推广使用[15]。现在,国内研制的多媒体小麦管理系统(wms)和棉花生产管理系统(cotmas)都可以应用于生产[23]。我国与世界各国一样,畜牧业信息建设与利用也是从单机到网络的一个发展过程。在单机应用方面,主要用于生产管理和决策应用[12]。我国畜牧业充分利用以计算机为核心的信息资源优势,走畜牧业现代化和信息化的道路[24]。
3 我国农牧业信息化发展面临的问题
目前,我国农业信息化存在的问题有:农民素质不高、信息化意识和利用信息的能力不强;农业产业化程度不高,难以形成正常的信息需求;网络成本较高,阻碍了信息化的普及;农业信息化基础工作水平低;信息技术实用性差,农业信息服务体系还没有完成,农业信息网络人才缺乏[25]。信息技术的进一步发展必须建立在网络化的基础上。我国的农牧业信息网络化的发展虽然对我国农牧业的发展起到了一定作用,但在建设过程中存在许多问题[12]。我国畜牧业信息化水平与发达国家相比还有很大差距,主要表现在:畜牧业基础设施薄弱,畜牧信息资源缺乏,尤其是能提供给用户的有效资源严重不足;畜牧信息技术成果应用程度低,严重阻碍了畜牧业现代化的发展,这也正是当前实施畜牧业信息化迫切需要解决的问题。目前,在畜牧业生产部门及基层畜牧场,由于受地域的限制和传统畜牧业的束缚,信息技术的普及远远不能同其他行业相比,从事畜牧行业的人员平均素质也远低于其他行业部门,尤其是基层的管理人员及边远的农牧场,其受教育程度普遍较低[26]。
笔者认为,我国农牧业信息化发展亟待解决的主要问题依然是农民科学素质的提高、信息化基础设施的建立与完善及完全解决“最后一公里”的难题。
4 我国农牧业信息化的发展方向
1)网络化。信息技术发展是以微电子技术为基础、计算机技术和网络技术相互融合的高新技术。
2)智能化。信息技术的智能化发展进步很快,在农业上的应用也将得到长足的进展。农业专家系统、农业管理信息系统和农业决策支持系统的开发与应用是其中最突出的表现。
3)数字化。数字化内涵包含两层意思:一是随着数字技术的发展,原来的模拟信号被转换成数字信号,实现了在计算机网络上的高保真和快速传播,可以制成数字视频和音频信号在网络上传递,实现远程教育等;二是表现在科学计算可视化和虚拟现实技术[25]上。
建立统一的技术标准和规范,突破一批数字农业关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,建立数字农业应用服务系统,通过系统集成和应用示范,逐步建立我国数字农业的科学技术体系。在统一的技术标准下,对数字农业关键技术进行研究开发,通过系统集成构建数字农业技术平台,初步形成我国数字农业技术框架。在我国不同生态经济类型和不同农业生产管理类型地区,对数字农业技术进行集成应用示范,取得显著的社会经济效益,促进当地农业信息化的跨越发展,加速农业生产由传统、粗放、经验型向智能、精准和数字化方向的转变,提高农业生产力水平。通过该行动的实施,突破一批数字农业关键技术,建立数字农业技术平台,开发国家农业信息资源数据库,研究开发一批实用性强的农业信息服务系统,初步构建我国数字农业的技术框架,加速我国农业信息化进程,并逐步实现农业生产的精确化、远程化、自动化和虚拟化[1]。
我国的畜牧业发展已经进入到了新的发展阶段,建设集约化、专业化和优质高效的现代畜牧业已经成为必然[27]。在推进信息化的过程中,要通过计算机网络及通讯技术,把畜牧信息及时与准确地传达到用户手中,实现畜牧生产、管理和畜产品营销网络化,加速传统畜牧业的改造和升级,大幅度提高畜牧业生产效率、管理和经营决策水平[26];改变传统的畜牧业模式,使农民依靠信息引导进入市场、组织生产,走畜牧业现代化和信息化之路;加强对畜牧信息化工作的宣传,提高人们的信息意识和利用信息的能力积极促进畜牧业信息化的发展[24, 26]。当前,现代信息技术与农业融合所衍生的“精准农业\"、“虚拟农业\"、“智能农业\"和“网络农业\"等均是数字农业的不同侧面,成为农业信息化发展的方向[28]。
笔者认为,我国农牧业信息化应逐步实现农牧业生产的操作的全面自动化以及完全智能化,并最终进入网络化农牧业。
5 我国农牧业信息化的作用
农业信息化、智能化、精确化与数字化将是信息技术在农业中应用的结果,必将大大推动农业信息化,推动农业向高产、优质、高效及可持续方向发展。
作为21世纪农业的重要标志,发展数字农业及相关技术是我国发展现代农业必然选择的支撑技术,因此将数字农业确立为解决“三农”问题的平台,符合时展的需要。数字农业展现了美好的前景,它将极大解放农业生产力,改变农业作业方式,实现农业生产质的飞跃[1]。先进的信息收集、处理和传递技术将有效地克服农业生产的分散化和小型化的行业弱势。
强大的计算能力、智能化技术和软件技术,使农业生产中极其复杂和多变的生产要素定量化、规范化和集成化,改善了时空变化大和经验性强的弱点。将信息技术与航空航天遥感技术(rs)、农业地理信息系统技术(agis)以及全球定位系统(gps)等相结合,加强了对影响农业资源、生态环境、生产条件、气象、生物灾变和生产状况的宏观监测与预警预报,提高了农业生产的可控性、稳定性和精确性,并能对农业生产过程实行科学与有效的宏观管理[5]。信息自动化技术使现代的养殖业有了根本性的改变,是形成统一标准化饲养的一种优化养殖方式。它有利于优化畜牧业区域布局;有利于解决人畜混居、相互交叉感染问题;有利于减少与外界接触,减少传染病的预防发生;有利于改善农民的生活环境,保护人们的身体健康;有利于改善畜禽养殖环境和生产性能的发挥;有利于提高畜禽的品质;有利于先进技术和设备的推广和生产效率的提高;有利于畜禽生产的宏观管理和相互之间的协调,从而促进畜禽业迅速发展,提高养殖者的经济效益[29]。同时,利用计算机控制实现自动补料、补水和补光等作业,节约劳动力。另外,通过多媒体模拟,可以在最适宜时期扩大生产,在市场行情最佳时销售,从而获得最大利润[30]。
广泛应用现代信息技术,促进农业和农村经济结构调整,增强农业的市场竞争力,发展农村经济,建设现代农业,增加农民收入,加速农村现代化进程,促进农业生产过程实现自动化和高效益化;通过计算机对来自于农业生产系统中的信息进行及时采集和处理,根据处理结果迅速地去控制系统中的某些设备、装置或环境,从而实现农业生产过程中的自动检测、记录、统计、监视、报警和自动启停等,实现农业自动化生产和对自然环境的实时监测[4, 23]。传统的农业生产方式得以改造,农业生产效率将大幅度提高,生产成本下降;加快新品种选育,提高病虫害预测、预报和防止水平,减少损失,增加产出,获得更大的效益,这将提高人类对自然的认知能力,最大限度地控制和利用水、土、气等自然资源,减少农业生产的不稳定性[29]。科学指导农业生产管理,增加农副产品产量,提高农产品质量,降低农业生产成本,提高经济效益;实现科学化管理,提高对农业和农村经济发展的政策决策水平,最大限度避免自然灾害对农业造成的损失。
6 结束语
推动农牧业信息化有利于实现农牧业生产的全面自动化及数字化;有利于降低农业生产的成本,提高农业生产的效率;有利于农牧业生产的集中管理,有利于降低传统农业靠天吃饭的不稳定性;有利于减少农产品市场波动,提高农业市场流通效率,从而增加农业生产的经济效益。
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农业机械产品具有种类多、结构复杂、易操作等特点，我国是农业大国，农业机械具有非常广阔的市场潜力。然而，受到传统设计理念与设计工艺的影响，我国机械产品的整体设计水平偏低，数字化设计技术的应用，颠覆了农业机械的传统设计模式，极大地提升了农业机械设计的效率与质量，尤其是CAD、CAE等技术，更是改变了产品的生命周期，实现了对农业机械设备整体设计的优化。
1数字化设计技术的内涵与优势
1.1数字化设计技术的内涵
数字化设计技术指的是一种将声音、图文转化为数据，之后再转化成二进制代码，经过计算机进行信息传递与处理的技术。在信息化时代，数字化设计技术逐渐演变成为依靠计算机进行辅助的新型设计技术，故计算机是数字化设计的基础，也是核心。从另一个角度来说，数字化设计技术，即以计算机为核心构建数字化模型，再通过数字化平台展开产品研发的一种技术，数字化技术最明显的特点即不需要实物模型。
1.2数字化设计技术的优势
（1）数字化设计技术视为一种产品定义模型，其可以在各行业领域发挥作用，且具有较大的发展空间；（2）数字化设计技术可进行仿真模拟处理，不需要实物模型，因而可有效降低设计成本；（3）相比传统产品设计形式，数字化设计技术依托数字化平台，以计算机为基础，产品设计更具灵活性，不受时间、地点的限制；（4）在数字化设计中，可以采取分工合作模式进行多元设计，将不同板块的设计交由不同小组同步进行设计，整体设计更加系统化，提高了设计效率。
2农业机械设计的特征与现状
农业机械设计的特征主要体现在：第一，我国农作物类型比较丰富，所以农业机械种类繁多，例如播种机就包括条播机、精密播种机、穴播机等多个类型；第二，虽然农业机械种类丰富多样，但大多数功能比较简单，上手难度低，操作也比较便利。目前我国的农业机械设备大部分是由传动系统、机件、镇压器、轴轮等构件组成。这些均为数字化设计技术在农业机械设计中的应用，提供了良好基础与广阔前景。目前，数字化设计已经在国内外农业机械设计中得到了广泛应用，主要应用技术包括CAD、CAE等技术。数字化技术的应用，不仅提高了设计效率，降低了设计成本，而且也极大地缩短了农业机械的设计周期，更便于达到设计要求。而且，为了给农业机械后续维修工作提供便利，在初期设计时，更注重农业机械的整体化设计。随着农业机械化水平的不断提升，农业机械的市场需求增加，产品定制需求增多，而且对产品的品质要求也更加严格。在这一新的商业环境下，农业机械设计更应注重数字化设计技术的应用，必要时进行跨部门合作，更好地展开农业机械产品的设计与制造，为农业生产的规模化、自动化发展，提供保障，为农业经济发展水平的进一步提升，提供内动力。
3数字化设计技术的应用热点
3.1计算机辅助技术
计算机辅助技术简称CAD，以现代设计理念为基础，不仅具有开放性较强的产品设计模式，而且开发程序也具有较强规范性。从数字技术层面来看，CAD技术在概念、任务、技术等层面均有所优化，可以设计更多优秀产品。以CAD技术为核心设计的产品，大部分是以概念设计产品与构型设计产品。其中，概念设计即制定产品设计方案的具体内容，而构型设计即明确具体细节。
3.2虚拟原型技术
虚拟原型技术简称VR是最近5年内数字化设计技术的翘楚，得到了设计领域的重点关注。VR技术是在CAD、CAM、CAE技术的基础上发展而来的，其可以在特有技术基础上，对多方面技术进行全面整合。VR技术可以实现成品信息与基本概念的整合，并从行为、感官以及功能等方面不断对其进行优化。在该技术中，产品设计的整个过程被视为多个不同极端，且逐渐向全生命周期进行转变，以此推动产品设计与生产两个阶段的融合，在很大程度上推动了各行业的发展。
3.3知识工程技术
知识工程技术简称KBE，是现阶段应用率最高，且特色最明显的一种数字化设计技术。KBE技术主要应用在提前预测未来市场技术发展趋势，因而该技术的应用比较依赖新知识内容。同时，KBE技术在信息传递、知识展示等方面，也具有较好的应用效果。而且，还能够单独构建显性、隐性知识统一建模，有利于技术创新的横纵向发展。
4数字化技术在农业机械产品中的具体应用
4.1VR技术的应用
VR技术在农业机械产品设计中的应用，将影音资料、3D影像、多媒体等进行整合，使设计人员可以更好地利用个人想法，创设相应的设计情境，所以应用VR技术，设计人员可以享受身临其境般的设计体验。目前，VR技术主要应用在大型设备的设计中，对设备的特殊性能进行模拟，之后逐步实现设备与功能之间的优化。与此同时，通过其创设的信息反馈平台，能够加速产品的投放，提升产品应用效果，让用户直接了解产品的优势，进而更好地掌握设备应用要点。在国外，应用VR展开农业机械设计的技术有很多种，最具代表性的即可视化技术，该技术以CAD技术为基础，构建功能性模型，再通过模型输入的方式，将其传递到VR环境中，最终实现设备强化。例如，用户可以通过VR头盔显示器，直接对农业机械设备进行操控体验。同时，VR技术在农业设备拆装中也有广泛应用，如小麦联合收获机的各方面功能，均可以通过VR技术展现出来，包括原理展示、内部结构等，让使用者可以进行拆装练习，不断提升自身对机械设备的操控与应用能力。此外，VR-CAD系统在虚拟环境设计中也可以发挥作用，优化农业机械设备的设计模式与功能效果。
4.2农业机械设备产品的创新
数字化设计技术在农业机械设计中的应用，主要体现在农业机械设备产品的创新方面，即利用数字化设计技术对农业机械产品的使用性能、使用效果等进行创新，增强产品的新颖性，并提供给消费者更多选择。目前，在农业机械产品的数字化设计中，主要从该类型农业机械设备的常见使用问题或故障入手，从设计层面针对性地采取改进措施，进而降低故障发生率以及农业生产成本，提升该类型农业机械设备的市场竞争力，扩大市场份额。一般情况下，在利用数字化设计技术对农业机械产品进行创新时，主要从技术分析、材料优选等方面进行。例如，近几年我国研发出了一种新型拖拉机，该拖拉机不同于传统低功率拖拉机，其采用了数字化同步器与动力换挡配合静液压传动系统，具有独立的控制机构与控制面板，不仅更易操作，而且系统更加灵活，功率更高。
4.3协同化优化设计
在当下复杂的市场环境下，农业机械生产不仅涉及市场竞争，而且为了更好地满足消费者个性化的定制需求，必要时还需要进行跨企业合作。所以，农业机械设计中，数字化设计的应用与协同化发展，已经成为农业机械设计与制造企业生存的关键。因此，数字化设计技术在农业机械产品的协同化设计中具有较好的应用效果。为了从海量的技术信息与零件资源中，找到所需要的信息与数据，必须利用数字化技术对搜索技术进行优化，进而实现对所需零件参数与性能的高效率搜索。例如，PTC企业的Web服务器，其中储存了海量的技术型方案，我国的农业机械产品制造企业应借鉴这一做法，以不断地提升数字化设计技术的应用效果。此外，随着环保理念不断深入人心，为了建设环境友好型社会，农业行业也应朝着绿色化方向发展，而数字化技术的应用，极大地促进了农业行业的可持续发展。数字化技术的应用，显著提升了农业机械产品的节能效果，降低了能源损耗，充分发挥了环保能力。
5结语
总而言之，我国农业机械设计的数字化发展还处在探索性阶段，很多理论、方法等还不够成熟。在进入数字化时代后，农业机械设计更应注重数字化设计技术的应用，充分利用数字化设计效率高、成本低、可控性强等优势，持续提升农业机械设计的科学性、高效性，并不断利用数字化设计技术展开农业机械产品设计的创新，以不断促进农业生产的现代化发展，实现农业生产的智能化、规模化，进而推动农业经济发展水平更上一层楼。
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一、云南省“数字乡村”建设的内涵
云南省加强农业和农村信息化工作，实施“数字乡村”建设工程，是省委、省政府根据三农工作新形势决定采取的一项重大战略举措。云南省通过开展“数字乡村”建设试点，采取以点先行、典型示范、积累经验、完善政策、先易后难、逐步推广的政策，对于扎实推进“数字乡村”工程建设具有十分重要的意义[1]。
关于“数字乡村”建设的内涵，云南省农业厅在关于开展“数字乡村”建设试点的通知内容中已经给出了简要的概括描述:“通过完善互联网、电脑、数码照相(摄像)机等农业和农村信息基础设施，建立和完善以自然村为基础的农村基础情况、乡风民俗、政策法规、政策补贴、政务公开、村务公开、农业生产管理、农业科技、农村财务管理、农业生产资料和农产品市场、农产品质量标准、名优产品、农业企业、农民专业合作组织、招商引资、农村劳动力转移、农村资源环境管理、农村规划建设、农村疫情检测防治、气象、扶贫开发、卫生、计划生育、社会保障等农村经济社会信息数据库，建设信息网络服务平台，推进农业生产经营和农村社会管理服务信息化，采用图、文、声、像和多媒体等多种形式，为农民提供及时，高效的信息服务，为各级党委、政府了解农村基层和新农村建设情况、实施科学决策提供依据。”[1]由此可知，“数字乡村”建设的内涵实质就是三农的信息化建设。
二、从“数字城市”到“数字乡村”
1.用“数字城市”带动“数字乡村”。在社会主义新农村建设中，信息化正在发挥着巨大的作用。信息化的运用已经融入到了城市经济、乡村经济及其社会的各个领域。信息化一般首先是在发达地区和城市建设发展，而后慢慢过渡到落后地区及乡村的一个动态过程，是信息时代区域发展的重要动力之一。如中国信息化发展，首先是数字北京、数字上海、数字广州等发达城市率先进行科学规划并进行试点工作，而后才在全国范围内逐渐推开。一般来说，城市以工业化为主，而工业化是工业社会发展的主要动力;乡村以农业为主，而农业是一个国家国民经济的基础。按照成熟工业化国家的发展道路，是先实现工业化，后发展信息化，然后再把信息化延伸到农业，最终带动整个地区经济的发展。这并不是一个矛盾的过程，在全球信息化浪潮中，人们不仅可以利用现代信息技术来推动工业化发展，建设“数字城市”，同时也可以利用现代信息技术来促进农业的发展，建设“数字乡村”，反过来，数字城市和数字乡村的发展又为信息化提供了建设经验和技术支持。中国目前数字城市建设已经取得了可喜成绩，积累了丰富经验，在以城带乡，以工促农同样得到很大发展的同时，用“数字城市”经验来带动“数字乡村”建设已经到了刻不容缓的时刻。数字城市和数字乡村是一种相互依赖、互为促进的关系，两者也将共同推动信息化的进程。因此，某种程度上可以将数字城市和数字乡村理解为信息社会的重要内容。
2.“数字城市”和“数字乡村”能互动发展。数字城市和数字乡村是一个全局性的长远的战略思维，其核心在于:(1)用数字化手段统一处理城市或乡村问题;(2)最大限度地利用信息资源;(3)为建设数字省份、数字国家、数字地球创造条件。具体地说，就是在城市和乡村的层次上，长远地规划区域数字信息的获取、处理、应用等方面的相关工作，从系统论和一体化的角度来整合已有的或者正在发展的与数字城市和数字乡村相关的理论、技术、数据、应用和能力。数字城市与数字乡村的建设在不同的历史时期有不同的特定目标。目前，应当建立多应用层面的数字化地区、数字化城市或数字化乡村，能够更广泛、深入地为社会可持续发展提供服务。云南省自2007年提出“数字乡村”建设以来，“数字城市”建设同样在如火如荼的开展，特别是2008年11月4日，昆明市委书记仇和在考察中国电信云南公司时指出:“昆明将建成为‘无线数字城市’，以信息化带动经济社会的全面进步。”毫无疑问，以信息化推进城市数字化和乡村数字化，是未来各地区社会和经济发展的战略和方向，同时，城市数字化和乡村数字化也要将实现地区数字化、省份数字化、国家数字化、全球数字化作为其发展目标，因为它们之间是相辅相成的。
三、云南省“数字乡村”建设的现状和问题及成因分析
1.现状。云南省“数字乡村”项目从2007年开始起步，到目前为止，云南省数字乡村工程建设已经进入了飞速发展阶段，据统计，到2008年10月27日，全省共制作上传乡村视频文件2 238个，其中乡镇视频351个，完成比例为26%;行政村视频1 887个，完成比例为14.1%;已完成报表数据更新的行政村有6 547个，完成比例为48.6%;已完成报表数据更新的自然村有34 388个，完成比例为28.8%。另外，数据更新工作已完成近50%，其中德宏州、红河州、保山市完成了80%以上，普洱市完成17.2%、临沧市完成20.3%、迪庆州21.7%、昭通市25.1%。视频制作上传工作也取得了显著成效，其中昆明市已经完成了所有乡镇和行政村的视频制作上传工作，楚雄州乡镇视频已经百分百的完成，大理州、保山市也完成得较好，分别完成了61%、44.4%。丽江市至今还未启动视频制作上传工作，普洱市只做了一个乡镇的视频，完成比例为0.09%、临沧市完成了3个乡镇和10个行政村的视频，完成比例1.3%，昭通市完成2个乡镇和51个行政村的视频，完成比例3.9%，文山州也只完成了3.9%[2]。从上面的这一系列数据中可看出，云南省数字乡村项目在云南省委、省政府的领导和支持下，仅仅在短短两年之内，就取得了可喜的成绩，并且其建设力度仍在不断加大，方法也在不断更新、增多。但同时也会发现，在建设过程中，仍然存在部分地方领导不够重视，目前仍就没有开展数字乡村建设，信息化滞后等状况。
2.存在问题。总体来说，云南省“数字乡村”建设尚处于起步阶段，离保障三农工作顺利开展还有一段距离。从科技上看，目前由于对“数字乡村”的理论方法、关键技术尚缺乏系统、深入的研究，难以对全省各地“数字乡村”建设提供科学的理论指导与技术支撑;从人员素质上看，部分信息采集人员、电脑设备、电脑操作人员技术不熟练，影响了工作进度，在信息采集过程中，虽然对各村、寨进行了基础信息和照片采集，但照片采集数量不够，有的照片规格不附合要求，不能满足网页制作需要。其次视频采集制作要求要有较为专业的人员进行摄像、编辑、配音，编辑还要有相应设备和软件，而部分地州，特别是贫穷乡镇均不具备条件;从工作进度方面看，有的地市(如昆明、曲靖、玉溪)工作进度较快，已按实施方案要求完成全部村民委、自然村的基础信息表、照片的采集，并已完成电子版信息表录入和照片分类保存;而有的地市(如香格里拉、丽江、怒江)进度较慢，基础信息表、照片的采集还未完成过半，电子版信息表录入、照片分类保存工作进度缓慢;从建设规划角度看，云南省各地市在数字乡村建设上的条件、标准和发展水平参差不齐，统一、规范的规划和技术标准难以确立，即使在着手统一规划之后，也很难尽快达到协调统一;从自身利益考虑，在统一推进数字乡村建设过程中，各地市对本地区的利益考虑得太多，不仅仍然各自为战，而且顾虑太多，拖拉被动，对总体建设规划不支持，具体到各村和个人则更不会积极响应，甚至还会抵触;从应急管理和服务体系角度看，旧的应急体系容易导致重复建设、浪费资源，表现在人、财、物等各方面的重复投入，各地市为了完善本地区的应急机制，往往重复购置一些设备，同时增加一些人员。另外，随着新的社会问题和矛盾不断出现，现有应急管理与服务体系的问题也越发凸显出来，不仅变得反应迟钝和效果不佳，而且还常常发生相互之间的脱节和制约，造成本就非常有限的应急资源大量浪费，导致应急管理与服务成效急降。
3.原因分析。毫无疑问，“数字乡村”的建设其基础条件取决于信息化发展程度的高低，如果某一地区信息化程度高，则该地区发展数字化也将相对容易。然而伴随信息化建设不断深入，信息技术的不断发展以及人们的认识和社会需求的变化，影响和制约信息化长远发展的因素也日益显现。对于在云南省数字乡村初始建设过程中，为何会出现上述一系列相关问题，本文认为这主要还是应归结为云南省的信息化水平，具体体现为六个方面:第一，云南省信息化应用总体上仍处于分散推进阶段，体制性、机制性障碍仍然存在，电子政务协同服务水平有待加强，社会信息化整体水平有待提高;第二，信息化基础设施各自为政、重复建设现象比较突出，信息资源开发利用和共享相对滞后，条块分割的信息孤岛问题依然存在。信息系统的标准、相关数据的格式、形态等有待进一步完善;第三，信息化发展水平尚不平衡，地区间、城乡间信息化水平差异明显，不同区域、不同领域、不同群体之间的“数字差距”较为明显;第四，信息化普遍服务的广泛性不够，社会化专业服务体系和配套的政策措施尚待完善，低收入社群和弱势群体的信息能力较弱，信息不对称现象有加剧倾向;第五，信息化“双刃剑”的负面效应日益突出，信息系统故障、计算机病毒、网络犯罪、黑客攻击、不良信息传播等安全问题的日益突出，信息安全管理比较薄弱，信息安全的技术能级亟待提升。日益严峻的信息安全、网络安全问题威胁着重要信息系统的可靠运行[3]。
综上所述可知，在云南省“数字乡村”持续快速的建设过程中，我们只有立足现状，发现问题，分析出现这些问题的原因，然后再找到解决这些问题的方法，提出相应的对策和建议，最后认真把这些问题解决掉，才能强化云南作为全国“数字乡村”的领头兵地位，才能为其他省市提供相关的参考标本，才具有其他省市借鉴的价值，才能初步形成信息社会的基本框架，勾勒出“数字云南”的大致轮廓。
四、建设“数字乡村”的对策建议
云南省“数字乡村”建设在中国是一个创新，综观全国三农工作的开展过程，把三农纳入信息化建设，云南是第一个吃螃蟹的省份。因此，对于云南省乡村数字化的发展就不可能从其他省市借鉴经验，但不管是国外还是国内的信息技术发展到今天，电子政务和数字城市的建设无疑都给数字乡村建设提供了宝贵的经验。
1.基于电子政务平台建设“数字乡村”。云南省电子政务工程自2002年开始实施，全省统一的电子政务基础平台也自此开始建设，截至2007年底，全省电子政务骨干网已接入4 344个政务部门，省级各部门依托云南省电子政务网已建及在建全省性专网达44个，全省统一的电子政务基础平台得到充分应用。另外，2007年7月以来，云南省建立了以云南省政府信息公开门户网站为龙头，80个省级部门网站、1 300余个州市政府和部门网站、8 300余个县区政府和部门网站为支撑的全省政府信息公开网站群，保障了公民、法人和其他组织依法获取政府信息，为下一步推行“一站式”服务和网上审批、交费、办证、求助等电子政务应用以及实施网上执法监察和效能监察，奠定了良好的基础[4]。因此，如果云南省在建设“数字乡村”时能很好地应用其已经成形的电子政务平台，依托云南省电子政务建设已取得的成效，很好地利用云南省电子政务已有的信息基础设施资源，相信定会为云南省数字乡村建设起到事半功倍的作用。
2.基于数字城市经验发展“数字乡村”。云南省“数字乡村”建设在中国可谓独一无二，因此，要实现快速发展，就只有摸着石头过河。但这也并非毫无经验可借鉴，国外发达国家，特别是中国100多个数字城市的建设经验就可作为参考。如“数字北京”、“数字上海”、“数字广州”、“数字深圳”、“数字杭州”的建设都已经初具规模，其经验也可谓丰富。另外，2004年，云南省为了结合电子政务建设的需要和步骤，提出了建设“数字昆明”的设想，并开展了对“数字昆明”建设的前期摸底调研工作，2007年底，“数字昆明”建设启动了三期工程——昆明市地理空间信息资源数据交换共享平台扩容项目，并计划于2008年8月完成。从中可以看出，云南省通过对“数字昆明”的建设，已经总结了一套“数字城市”建设的技术思路，相信对云南省数字乡村的信息化工作将具有一定的示范和指导作用。所以可认为，在云南省建设数字乡村时，如能借鉴其他省数字城市建设经验，把在云南省打造数字昆明的技术、思路，通过修改完善后，直接转嫁到数字乡村建设上，进行去粗取精，优势互补，相信定能促进云南省数字乡村的快速发展。
3.基于云南省省情完善“数字乡村”。全面建设小康社会，关键在农村，重点在农业，难点在农民。“十一五”时期，云南省坚持把解决三农问题作为全部工作的重中之重，把促进粮食增产、农业增效、农民增收、农村发展作为目标。并认为，全面推进信息化，以信息化带动工业化的发展，加快产业结构调整和升级，促进云南省经济增长方式的根本转变，实现云南经济社会的跨越式发展，是进一步提高云南人民文化经济生活水平的急迫需要和重要选择。正是立足于这一战略选择，云南省的信息化发展从电子政务开始，接着打造数字城市而后迈向数字乡村，以建设“数字云南”为长远目标，最终构建面向世界可持续发展的全数字化信息系统。云南省“数字乡村”工程规模庞大，所以在建设过程中应重点强调统筹协调，节约物力，即集中全省各业务部门现有设备和信息资源，与国家实施的“金农”、“金水”、“信福”和“三电合一”项目等信息化工程建设项目相结合，不搞重复建设。同时，还需运用市场机制，鼓励企业参与，共同建设农业信息交互平台，尽最大努力争取做到使云南省数字乡村信息库内容基于省情，立足于三农，让农民尽快掌握先进技术和市场信息，在探索中不断前进、不断完善，从而形成开放的现代化、信息化模式，为云南省的发展创造更多的机遇，整体性地解决区域、全球所面临的经济、社会、科学技术等问题，为解决全球范围内国家和地区可持续发展问题提出建设方案创造条件。
参考文献:
[1]云南省农业厅关于开展“数字乡村”建设试点的通知内容[EB/OL].云南数字乡村网，http://www.ynszxc.gov.cn/szxc/ProvincePage/newsview.aspx?id=2280016，2008-01-10.
农业作为我国国民产业中的基础性工程，在推动社会经济发展、提高人民生活水平等方面具有重要的促进作用。农业科研档案数字化，顾名思义，是以现代网络技术、现代数字技术为基础，对农业科研档案的各项资源进行优化配置，借助网络化的形式实现各环节之间的科学联系，进而形成良性运作的农业科研档案信息库，以供相关农业科研人员进行资料查询和信息检索。而农业科研则是推动农业事业长远发展的助推剂，注重对农业科研档案的科学管理对农业科研事业的发展有重要的引导与推动作用，更为良好地保存农业科研成果，为我国社会主义现代化事业的发展做出重要贡献。
1加强农业科研档案数字化管理的价值
1.1提升管理效率
农业科研档案工作以农业服务为宗旨，加强农业科研档案数字化管理，把不同载体的农业科研档案资源转化为数字化的信息，以数字化的形式存储，以网络化的形式互相链接，利用计算机进行管理，形成一个有序的信息库，有利于提高农业科研档案管理的水平和效率，极大程度上节约了农业科研档案的人力投入和成本投入，实现资源共享与传承，切实有效地满足科研人员的档案查询、借鉴与存档，对农业科研档案管理的各项资源进行高效配置，优化农业科研档案管理结构，以便更好地为相关科研人员所服务。
1.2保持档案完整性
加强农业科研档案数字化管理，有利于保持档案完整性，防治档案丢失现象的发生。农业科研档案管理是在农业科研研究工作基础上逐步完善的，传统的农业科研档案管理以纸质管理为主要方式，但是因我国农业科研档案管理工作起步较早，传统纸质化的农业科研档案管理工作极易发生变质，特别是在每一次查阅过程中均会发生不同程度的损耗，这对农业科研档案管理工作的稳定发展极为不利。对此，以数字化为主要途径开展农业科研档案管理工作，能够在一定程度上减少对科研档案的损坏，实现由纸质资源到数字化资源的系统转换，为农业科研档案信息数据库的建立奠定基础。
2加强农业科研档案数字化管理的策略
2.1建立健全农业科研档案数字化管理制度
要建立健全农业科研档案数字化管理制度，为农业科研档案管理工作的顺利开展和科学进行提供良好的外部框架，从而更好地制定与之相对应的数字化管理方案，不断提高农业科研档案数字化管理的实效性。农业科研单位要根据自身发展的实际情况，制定行之有效的档案数字化管理制度，保证各项管理制度符合我国相关的法律法规，引导其朝着规范化、科学化和制度化的方向发展。相关管理人员还要不断强化自身的管理意识，树立正确的管理理念，保证各项制度内容的贯彻与落实，强化档案管理工作的保密程度。
2.2加强农业科研档案数字化管理基础设施建设
要加强农业科研档案数字化管理基础设施建设，为农业科研档案管理工作的长远发展奠定重要的硬件基础，确定技术路线、技术结构及基础平台功能，并做好相关的安全保障措施。不断增强农科科研档案管理工作的现代化含量和技术化含量，从根本上提高农业科研档案管理工作的水平和质量。相关工作人员要在传统纸质档案管理的基础上，以计算机录入的方式对农业科研档案的各项内容进行科学配置，相关人员要对农业科研档案数字化管理的各项设备进行更换，结合当前时展的现实情况充分发挥现代科学设备在档案管理中的重要作用。要建立农业科研档案管理的数字化平台，连接农业科研单位的内部系统，将档案的形成、整理、传输和归档等内容放置于同一个系统平台之中，实现各模块之间档案资源的共享互惠。
