农业信息化专业课程复习

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1、一、信息技术：是指获取、处理、传递、存储、使用信息的技术，是能够扩展人们的信息功 能的技术。集通信（communication）、计算机（computer）、控制（control）技术于一体， 国外又称之为“3C”技术，内容包括信息采集技术、信息传递技术、信息处理技术及 信息控制技术，其功能对应着人体信息器官的功能，即感觉器官、传导神经网络、思维 器官和效应器官。二、农业信息技术：是指利用信息技术对农业生产、经营管理、战略决策过程中的自然、经 济和社会信息进行采集、存储、传递、处理和分析，为农业研究者、生产者、经营者和 管理者提供资料查询、技术查询、辅助决策和自动调控等多项服务的技术的总称。三

2、、国内外农业信息技术的发展情况：1、世界农业信息技术发展：1、 20 世界 50-60 阶段 的科学计算，如何利用计算机研究饲料配合问题；2、 70-80 年代的数据处理和知识处 理，以开始农业数据库建设、作物生长模型、农业专家系统和自动控制技术研究为标志； 3、 90 年代以来精确农业技术产生与发展，是地理信息系统、遥感技术、全球定位系统、 智能化农业控制机械技术的系统集成与实践应用。进入90 年代以来，西方发达国家在 农业信息化方面发展很快，应用范围很广，应用成效显著，大幅度提高了农业生产率。 目前，欧美国家农业信息技术发展已进入产业化阶段，以美国、德国、日本为代表的发 达国家在完成了农业

3、工业化和农业机械化后，已进入了农业信息化时代。我国农业信息 技术发展现状：我国农业信息技术的研究和应用几部较晚，从80 年代初成立中国农业 科学院计算机中心开始，到后面的开展智能化农业专业系统、农业系统模拟模型及实用 农业信息管理系统等方面的研究和推广，国家“863”计划建立的全国各地的智能化农 业信息技术应用示范区，以及我国一批科研所和大专院校相继成立的有关农业信息技术 研究机构。“七五”以来，我国在农业数据库、农业专家系统、作物模拟模型、农业遥 感监测、农业地理信息系统、农业信息网络、农业自动化控制、精确农业技术等领域开 展了研究和推广工作。经过数年的研究和示范，退出了一批低成本、高性能的

4、农业信息 采集产品，初步实现了玉米、水稻株型结构数字化设计，简历了小麦、水稻、玉米、棉 花四大作物的气候-土壤-作物综合系统模型，初步建立了基于数学模型和知识模型的数 字化农作设计系统等。不足：我国农业信息化的步伐虽然很快，但是农业信息技术的应 用开发研究尚处于分散无序、部门分割状态，信息资源封闭、不能共享；计算机应用系 统发展不充分、不平衡，数据库总量不足、结构失衡、欠缺和重复并存；农业信息技术 产品少，商品化的应用软件较少，而且存在低水平重复的问题。总体上，信息技术在我 国农业的实际应用水平还很低。四、数字农业技术：1、广义的数字农业，即信息农业，指运用数字地球技术实现农业要素和农业过程的

5、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； 2、即精确农业或精细农业，是指将遥感、地理信息系统、全球定位系统、计算机技术、 通信和网络技术、自动化技术等高新技术与地理学、农业、生态学、植物生理学、土壤 学等基础学科有机地结合起来，在农业生产过程中对农作物、土壤全方面的进行实时监 测等提高农作物产量和质量为目的的高新技术系统。特点：各级政府能够在信息资源共享的基础上，更加合理地配置农业资源、调整农业结构；农业技术人员能够有效地 控制农业产品质量，减少农业资源的浪费，保护农业生态环境，提高农产品的竞争力； 弄么能够有的放矢，减少农业生产的盲目性，增加农业生产经营收入。五、作

6、物智能栽培学：将系统分析原理和信息技术应用于作物栽培学研究，着重以作物栽培 智能决策支持系统来指导作物生产管理的一门现代计算机技术和信息科学与传统的作 物栽培学集合的新兴的交叉学科。特征：定量化、系统化、模拟化、科学化、信息化、 知识化、动态化、可视化、集成化和产品化。内容：作物生产数据库及信息系统、作物 生长预测和监测系统、作物管理决策支持系统、作物空间信息系统、虚拟作物和虚拟农业、精确农业支持系统、作物智能教学系统、网络服务系统。六、农田生物系统：类型：农作物生理功能信息、农作物结构信息、农作物病虫草害信息。 特点及研究方法：农田生物信息的层次性、农田生物信息的多元性、农田生物信息属于 弱

7、信息、农田生物信息的时空分布特征。七、数据采集管理系统的结构：信号调理器、数据采集器、微机I/O接口、数模转换器、应 用软件与监控程序。基本功能：时钟功能、信息采集功能、数据处理功能、数据存储功 能、控制功能、自诊断功能、信息输出功能。八、农田生物信息采集与处理系统： 1、系统组成：（1）、硬件部分：信息检测系统、信息调 理系统、计算机硬件系统；（2）、软件部分：信息预处理软件，信息提取软件，信息综 合处理、模拟和优化软件。2、系统功能： 1、农田生物信息检测：（1）微观形态结构和 组分的信息检测，（2）、宏观形态结构的信息检测，（3）、生理功能的信息检测，（4）、 间接信息的获得；2、生物信

8、息检测信号的调理：信噪比、噪声来源、信号处理。九、农田气候信息采集与处理系统： 1、构成：数据传感器、采集器、单片机输入/输出接口、 输入/输出设备等组成。检测内容：土壤热通量、空气温度、空气湿度、太阳辐射、风 速与风向、降雨、气压。十、数据库系统：是一种能有组织地和动态地存储、管理、利用一系列有密切联系的数据集 合的计算机系统。由数据库、数据库管理系统和数据库管理员三部分组成。数据库管理 系统的基本功能：数据的定义功能、数据库的操作功能、数据的保护功能、数据的存储 管理、数据库的维护功能。十一、 遥感技术：从不同高度的平台上，使用不同的传感器，收集地球表层各类地物的电 磁波谱信息，并对这些信

9、息进行分析处理，提取各类地物的特征，探测和识别各类地物 的综合技术。十二、地理信息系统：GIS,是集地理空间数据处理与计算机技术于一体的一门边缘技术 学科，是指在计算机软硬件下，采集、存储、管理、处理、检索、分析和显示空间物体 的地理分布以及与之相关的属性,并以回答用户问题为主要任务的技术系统。主要功能： 1、地理信息系统是一个空间型的信息系统,具有采集、管理、分析和输出多种地理空 间信息的能力,具有空间性和动态性；2、以地理研究和地理决策为目的,以地理模型 方法为手段,具有区域空间分析和动态预测的能力；3、在计算机系统支持下,完成地 理数据管理、地理分析、地理决策。4、能够对空间信息数据进行

10、图形化输出,表达形 象直观,便于决策应用。类型： 1、专题信息系统；2、区域信息系统；3、地理信息系 统工具。用途： 1、信息查询；2、绘制图件；3、预测预报；4、模拟分析；5、管理与 决策。十三、GIS在农业中的应用领域：1、利用GIS进行农业区划；2、利用GIS进行土壤适 宜性评价； 3、利用 GIS 开展农业灾害预测与预防研究； 4、基于 GIS 的作物种植适宜 性评价； 5、农业资源的清查、核算、评估与检测； 6、农作物估产和检测； 7、农业生 态环境的检测和分析； 8、地理信息系统在精确农业中的作用。十四、 作物生长模型：是指能定量地和动态地描述作物生长、发育和产量形成的过程及其 对

11、环境反应的计算机模拟程序。特点：系统性、动态性、机制性、预测性、通用性。十五、 作物生长模型的应用： 1、在教学与技术培训方面的应用； 2、在作物生产潜力研究 方面的应用； 3、在作物栽培方案选优方面的应用； 4、在农业专家系统开发方面的应用； 5、在月初气候变化对农业生产长远影响方面的应用； 6、在农场经营管理方面的应用； 7、在农业资源规划管理方面的应用； 8、在作物科学研究方面的应用。十六、 虚拟植物,是利用虚拟现实技术模拟植物在三维空间的生长发育情况。虚拟农业： 以农业领域的研究对象为核心,采用先进信息技术手段,实现以计算机为平台的研究对象与环境因子交互作用，以品种改良、环境改造、环境

12、适应、增产等为目的技术系统。十七、 专家系统：是一种在相关领域中具有与人类专家同等解决问题能力的智能系统，能 够利用人类专家的知识和解决问题的方法俩解决该领域的问题。特征：1、具有专家水 平的知识；2、能进行有效的推理；3、具有获取知识的能力；4、具有灵活性；5、具有 透明性；6、具有交互性；7、居于哦实用性；8、具有一定的复杂性及难度。基本结构： 1、人机接口；2、推理机；3、知识库及其管理系统；4、数据库及其管理系统；5、知 识获取机构；6、解释机构。十八、 农业专家系统：也叫农业智能系统，是基于农业专家知识和模仿农业专家进行推理 决策的计算机系统。特点：具有智能性、继承性、集成性、复制性

13、、便捷性。十九、 农业专家系统存在的问题：尽管我国农业专家系统研究和应用已经经历了近20 年 的发展历程，取得了较大进展，但与国外发达国家相比，都有较大差距，主要体现在： 1、农业专家系统的研究力量不足，总体水平偏低。2、农业专家系统的性能较差，起不 到专家的作用。3、农业专家系统的知识获取、知识表示和知识运用技术缺乏统一技术 标准和方法。4、农业科技数据收集和知识获取困难重重，缺乏领域专家的有效经验知 识。二十、 决策支持系统：是利用知识和数学模型，通过计算机分析或模拟，协助解决多样化 和不确定性问题，对各种应用问题进行辅助决策的计算机系统。组成结构：1、“三部件” 结构：人机对话部件、数据

14、部件、模型部件；2、“三系统”结构：语言系统、知识系统、 问题处理系统。二十一、 精确农业：基于作物及资源环境的时空差异特征；以最小资源投入、最大农业 收益和最小环境危害为目标；以3S技术、信息技术、智能化技术等为技术支撑体系。 特征：地域性、综合性、系统性、渐进性、可操作性。关键技术：GPS、GIS、RS、农 田空间信息采集传感器技术、作物生产管理辅助决策支持系统和智能化变量作业农业机 械。二十二、 精确农业发展的主要问题和发展方向：目前国外精确农业仍然处于研究发展的 初级阶段，虽然部分技术和设备已经成熟，并已实验应用于小麦等农业品的生产管理上， 但仍然存在一系列技术问题尚待研究解决，主要表

15、现在：GPS定位准确度差，GIS软件 复杂，产量计量不准，农户对精确农业技术难以掌握；已开户的多位谷物产量传感器， 缺少棉花、蔬菜等高附加值作物产量监视器，利用遥感技术管理作物生产尚不成熟；精 确农业技术应用成本较高，网格土壤取样、产量计量、 GPS 接收等项目花费较大，可 能超过精确施肥所节约的花费成本，经济效益不明显。目前精确农业技术体系所遭遇的 困境，是由于精确农业基础研究不足，推广工作有些超前造成的。精确农业研究和应用 的难点不是变量实施技术，而是农田信息获取和决策支持系统。所以，今后要加强精确 农业技术研究中的土壤、农业工程、农学等多学科交叉与合作，从突破农田高密度信息 采集的瓶颈入

16、手，着力推进基于这些农田信息的、具有可实施性的精确管理措施的决策 支持系统，以提高精确农业技术的增产增收效果。二十三、 农业信息学：是研究信息的生产、获取、存储、运输、处理、利用及其运动规 律的科学和技术。特征：具有系统化、模型化、知识化、智能化、可视化、网络化。二十四、 农业信息学研究的关键技术： 1、农业数据库几乎是； 2、农业信息检测技术； 3、农业空间信息管理技术； 4、农业系统模拟技术； 5、农业人工智能技术； 6、农业管 理决策技术； 7、农业信息服务技术。二十五、 农业数据库：是一种有组织地动态存储、管理、重复利用、分析预测一系列有 密切联系的农业方面的数据集合的计算机系统。二十六、 农业管理信息系统：是手机和加工农业系统管理过程中的有关信息，为管理决 策过程提供帮助的信息处理系统。类型：土地资源信息系统、土壤资源信息系统、水资 源信息系统、农业气候资源信息系统和肥料资源信息系统等。组成：计算机硬件、计算 机软件、数据、应用模型、AMIS的组