关键词：农业机械化工程；人才培养；教学资源；数字样机
Digital prototyping for teaching resources of agricultural mechanization engineering
Yang Xin, Li Jianping, Feng Xiaojing, Liu Junfeng
Agricultural university of Hebei, Baoding, 071001, China
Abstract: The technology connotation and the development principle of the digital prototype instructional resource were put forward through digital prototyping method. The digital prototype models of the typical components, mechanisms and machines were founded with the digital prototyping for the agricultural mechanization engineering instructional resource, and the various forms of simulation teaching based on these digital prototype models were carried out such as mechanical structure learning, the mechanism motion analysis, and the working principle demo.
Key words: agricultural mechanization engineering; talent cultivating; teaching resources; digital prototyping
我校省级重点学科农业机械化工程，多年来一直坚持“非实习不能得真谛，非实验不能探精微”的教学理念，取得了很好的教学成果[1-3]。但在知识经济和科学技术飞速发展的今天，农业生产作业方式正向保护性耕作、精准作业、设施栽培等现代化作业方式转变，农机装备也随之向高效、精细、节能和可持续的方向发展。未来若干年，是传统的农业机械化工程逐步向现代农业机械化工程提升的关键时期，农业机械化工程学科不仅要发展外延，更要着重向内涵拓展，培养高质量人才，出高水平成果[4]。考虑新形势下农业机械化工程教学的服务面向，以提高教学水平为主，不增加教育成本，开发高质量的农业机械化工程数字样机教学资源，构建农业机械化工程实验实习教学网络平台，已成为农业机械化工程教育信息化和现代化的迫切需要。
1 数字样机教学资源技术内涵与开发原则
1.1 数字样机教学资源技术内涵
数字样机开发(Digital Prototyping)是把一个创意变成一个可以向客户推销的数字化产品原型的全过程，是科学研究中新产品设计开发的一种现代化技术手段。利用数字样机开发技术可使得概念设计、工程设计、制造、销售和市场部门在产品制造之前虚拟地体验完整的产品[5]。工业造型师、设计工程师和制造工程师使用数字样机技术在整个产品开发过程中对产品进行设计、优化、验证和可视化。市场人员可以使用数字样机技术在产品制造之前创建产品的真实感，渲染和在实景环境中的动画模拟。目前，数字样机技术在机械、电子、航空、汽车、动力工程等诸多领域得到了广泛的应用。
数字样机教学资源是指利用数字样机开发技术对教学资源进行处理，可以在多媒体计算机及网络环境下运行的多媒体数字化教学材料。按处理的对象划分，数字样机教学资源可分为典型零部件、典型机构和典型样机等；按信息的呈现方式划分，数字样机教学资源可分为数字化图像、投影、视频以及网上教学资源等。与传统的教学资源相比，数字样机教学资源有开发技术数字化、处理方式多媒体化、信息传输网络化等特点。数字样机教学资源是一种动态的教学素材库，基于数字样机教学资源可以在不同教学单元间和教学平台上共享数字样机模型数据。
1.2 数字样机教学资源开发原则
开发数字样机教学资源应遵循教学性、科学性、开放性、通用性、层次性的原则。
(1)教学性原则：数字样机开发技术本属于科学研究中新产品设计开发手段，将其用于教学资源的设计开发中，与科研产品开发有着本质的区别。科研产品开发的目的是得到市场需求的新型产品，满足人们对产品的功能需求，而数字样机教学资源应能满足教与学的需求。
(2)科学性原则：数字样机教学资源应能正确反映科学知识原理和现代科学技术，所构建的样机模型应该尽量按实际设备进行1:1建模，按实际工作原理进行运动、动力仿真参数设置。
(3)开放性原则：数字样机教学资源应确保在任何时候、任何地方、任何师生都可以将自己的数字样机作品纳入其中，可以通过网络论坛设置不同身份的会员机制，给每一位使用者(教师、学生等)提供提交建议、上传作品的许可认证接口，尤其是对学生提交的课程设计、毕业设计成果进行审核认定，及时充实和更新教学资源库。
(4)通用性原则：在相应的技术标准规范下，数字样机教学资源应能适用于不同的教学情境和多种形式的学习，适用于针对不同专业而设置的同门类学科通论类课程，最大限度地共享资源。
(5)层次性原则：数字样机教学资源应实行模块化管理，使学习者通过对不同层次资源的使用和重组，方便进行课程或知识体系的筛选，最大限度地发挥资源的个性化定制潜能。
2 农业机械化工程数字样机教学资源开发
2.1 将现有教学资源进行数字样机建模
将现有的教学资源进行数字样机改造是把现行教学中使用的载体进行数字化改造，形成数字化模型资源。现有教学资源包括两大类：一是教研室和实验室原有成熟的实物教具、机构模型、零部件结构挂图等。二是在课程设计和毕业设计中师生创作的机械机构作品，包括展示型作品、师生交流作品集、教师对学生进行评价的作品等。将这些教学资源进行数字化样机设计，建立虚拟教学模型，主要是三维立体模型的制作和开发。图1所示是根据几种典型农机部件实物教具建立的数字样机模型。
(a)典型零件模型
(b)典型部件模型
图1 实物教具数字样机模型
可以筛选一批典型资源设立学生设计研究计划项目，让学生参与教学资源建设，并借助设计过程提高学生对现代数字化设计软件的应用能力，将学生技能教育融于教学中，并兼顾提升学生从事科研工作的能力，提前熟悉一些主流设计软件的使用方法和操作技能。
2.2 将科研产品数字样机进行教学型转化
在农业机械化工程诸多核心课程教学中，除了加强理论课程的基础知识外，更要体现学科前沿知识，在实践环节中融入最新科研成果，将学科前沿知识带给学生，让学生对专业方向有更好的把握和定位。如今农业机械产品开发已经采用了数字样机开发技术，许多产品生产之前需要借助产品数字样机进行功能和行为的仿真模拟，在产品开发过程中更是借助数字化手段对研究对象反复仿真分析和评价[6-9]。开发完成的产品本身就是很好的教学资源，尤其是一些新机构、新部件的结构原理、动态特性等。图2所示是在科研项目中开发的新型机械装备和核心部件运动仿真分析模型。
(a)果园风送喷雾机 (b)零速投种运动仿真
图2 科研产品数字样机模型
通过多媒体技术把典型科研产品设计和仿真过程进行录制、编辑等，形成用于课程教学的素材。这要求任课教师在参与科研工作的同时捕捉可用于教学的信息，及时收集科研工作中的教学素材，这也有助于科研工作本身的总结和提高。
2.3 将调研产品数据作为数字样机资源补充
调研数据主要包括旧式农具、农民自制农具和新型农机产品等。这些农具或农机产品是目前教材中没有的产品类型，但它们对了解农业机械发展历史和目前农村使用农机的现状有着不可替代的作用。通过学生假期社会实践活动，可以搜集到大量旧式农具、农民自制农具和新型农机产品的数据信息。筛选出比较有代表性的机具产品进行数字样机建模，如图3(a)所示是我国北方农村现存不多的小麦播种开沟农具，这种农具曾在我国小麦播种区域有着广泛的应用，改革开放后逐渐淡出历史舞台。图3(b)所示是目前北方农村玉米播种区域广泛使用的一种勺轮式玉米精量免耕播种施肥联合作业机，适用于对包衣后的优质玉米种子进行精量播种。
(a)播种开沟旧式农具 (b)玉米精量免耕播种机
图3 调研产品数字样机模型
3 数字样机教学资源应用
3.1 农业机械学省级精品课教学应用
农业机械学是我校农业机械化及其自动化专业必修的一门理论和实践紧密结合的课程，2003年已经建设成为省级精品课。我们建立的各种数字样机教学资源在农业机械学省级精品课建设过程中得到了很好的应用。在理论课和实验课教学课件中采用的数字样机模型包括耕整地机械、播种机械、中耕管理机械、收获机械、植保机械等。各种模型素材在各个理论教学单元中以图片、动画等形式体现，其中动画素材与理论教学课件素材占总量的50%以上。尤其是对于结构认知课，学生通过逼真的数字样机模型分解视图和生动的三维动画模拟演示，很快理解了在理论课程中所讲的基础知识。
3.2 “农业机械化工程实验实习教学网”应用
“农业机械化工程实验实习教学网”是河北省重点学科农业机械化工程的重点建设内容之一。该教学网于2009年5月开通试运行，其内容以农业机械化及其自动化本科专业课和业务素质课的实验和实习教学为主体内容，以省级精品课农业机械学的实验和实习教学为核心，兼顾农学、园艺、畜牧、植保等非机化专业的农机化概论、草业机械化、植保机械等选修课程实验教学。学生实名注册为会员后可选择相应内容学习、下载资料、参与师生互动交流等，实现网络教学。图4所示是农业机械化工程实验实习教学网首页，通过链接数字样机教学资源，能够让学生在任何地方学习农业机械基础知识和了解学科发展动态，起到事半功倍的效果。
图4 数字样机教学资源网络教学应用
4 结束语
为适应农业机械化工程学科向内涵拓展，培养高质量人才的时代要求，利用数字样机开发技术建立了大量数字样机模型作为农业机械化工程学科的教学资源。通过将现有教学资源进行数字样机建模、将科研产品数字样机进行教学型转化和将调研产品作为数字样机资源补充的途径，完成了一套比较完善的典型零部件、典型机构和典型样机的数字化模型。并把这些模型应用到了农业机械学等课程教学和“农业机械化实验实习教学网”建设中，开展多种形式的仿真教学和网络教学，为加快农业机械化工程教学由传统模式向现代模式的转变提供了实践性参考。
参考文献
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[3] 冯晓静,刘俊峰,钱东平,等.面向21世纪农业机械化工程实践教学的探讨[J].中国农机化,2007,5:87-88.
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[5] 吴菌.数字样机真的是老生常谈吗?[J].中国制造业信息化,2007,7:60-62.
[6] Yang Xin, Feng Xiaojing, Liu Junfeng.Virtual Assembly Associative Design and Finite Element Analysis for Digging Spade of Potato Harvester [C]. Proceedings of 2007 International Conference on Agricultural Engineering, 2007: 426-431
[7] Xin Yang, Junfeng Liu, Jin Tong. Virtual Assembling Associative Design for Digging Spade of Potato Harvester [C].International Agricultural Engineering Conference, Bangkok, Thailand, 2005.
[关键词] 数字农家书屋 现状 个性化
[中图分类号] TP311.52 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 （2013）05-0237-01
一、引言
数字农家书屋建设的高潮也带动了学术研究的繁荣。目前在学术界已有对贵州省数字农家书屋的一些专业性研究，例如温箐笛[1]采用基于eEP的文本分类算法对海量数字图书资源进行分类，准确率达80%以上。张宁[2]对数字农家书屋中的农业书目资源进行了网络化研究。贾永[3]采用基于本体的思想建构了数字农家书屋的自动应答模块。随着数字农家书屋的建设和农民群众对文化需求的日益增长，各行政村对于数字农家书屋的认知，使用，管理等方面存在差异化表现。为了后续新建数字农家书屋项目的实施及现有数字化平台的后期维护更新，贵州财经大学数字农家书屋项目组对各行政村进行了电话回访。针对当前贵州在数字农家书屋项目发展中存在的种种问题进行整理，并提出了相应的对策分析。
二、贵州数字农家书屋发展现状
1.调研内容及方式
对农家书屋和数字农家书屋的认知，现有图书资源及数字农家书屋网站设计的建议。关于数字农家书屋的管理现状，统计汇总以便后期项目的实施和维护。掌握各行政村对数字农家书屋的使用情况及对培训的需求分析。了解农民群众对数字农家书屋未来发展的建议。更新当地图书资源，处理现场技术问题，为数字农家书屋项目进行现场技术服务。根据调研结果，总结并分析现状的原因，提出后期项目实施的思路。基于以上调研内容对各行政村的数字农家书屋项目负责人进行电话回访。
2.电话回访数字农家书屋项目统计汇总
2.1电话调查问卷回收率分布
此次电话调查问卷回访总计500份，回收问卷269份，回收率53.8%。部分问卷未收回的主要原因是电话停机或者空号；被采访人拒接或者忙碌；被采访人不知详情或者已调离岗位，均以在问卷原稿中分别列出未回收的原因，以下汇总分布均基于所回收的269份问卷。
2.2数字农家书屋设置地点分布
本次调查发现，数字农家书屋大部分设置于村委会办公室和村文化活动中心，其中位于村委会办公室80.3%，农家书屋房价内4.5%，学校内3.3%，村干部家中2.2%，其他地点9.7%。
2.3数字农家书屋基本条件统计
电脑和打印机均配置的占到受访总数的81.4%。电脑为数字农家书屋专用的占到受访总数的76.8%，其余情况用作远程教育和日常办公。数字农家书屋能保证上网的占到受访总数的62.3%。上网经费属于村自筹经费的占到受访总数的72.4%，其余为文化局，乡政府承担。数字农家书屋管理人员人数为1至2人的占到受访总数的93.8%，其中有62.2%的人经过培训。管理人员的文化程度分布为，初中占31.90%，高中占48.20%，大学及以上占16.00%。
2.4数字农家书屋使用情况
本村居民可以自由使用数字农家书屋的占到受访总数的73.6%，其余在使用上条件受限。使用频率高的书屋占8.40%，频率中等的占17.60%，频率低的69.90%。知道在线和离线阅读方式的占到受访总数的51.2%。知道本地有1万册图书的占到受访总数的20.1%。了解数字农家书屋网站的占到受访总数的18.5%。数字农家书屋有管理措施的占到受访总数的87.7%。数字农家书屋有专人上门安装软件的占到受访总数的47.8%。
本次调研汇总了受访者反映的开放性建议有多增加养殖，种植，财经，机械类的图书；改善网络条件，增加电脑，打印机；对于电脑的使用技能的培训应当增加；应通过电视等的渠道加大推广数字农家书屋，或做个讲座等；增加报纸杂志等资源的投放；图书的内容应当加以更新。
三、贵州省数字农家书屋的问题及对策
1.数字农家书屋的现存问题
电子图书资源的配置不够合理，没有充分结合当地农民的差异化需求，且实时更新较差。部分书屋的管理人员缺乏图书情报知识，对于农家书屋的数字化平台使用不够熟练，欠缺基本的信息检索技能，缺少对管理人员的专项报酬。部分地区的数字农家书屋专用机无法保证专机专用，缺少配套的打印机。缺乏长效机制保证上网经费的投入，地方资金投入不足。很多农村地区的青壮年外出务工，留守读者多为老人和小孩，缺乏足够的读书兴趣。
农家书屋数字化平台缺乏针对每位读者的个性化推荐服务，数据挖掘技术应用不足，缺少基于移动通信网环境下应用的阅读平台。一些偏远村落架设有线光缆的难度和成本都较大，难以保证多媒体数字资源的使用带宽。
2.数字农家书屋可持续发展的对策
根据受访者反馈的信息，建议加大书屋管理人员的技能培训。书屋管理者对于数字农家书屋充分发挥效用起着至关重要的作用。管理人员除了提升自身的基本检索之外，更要有工作的激情，管理的思维，宣传的手段，做好农民群众书屋的导读员。各级地方政府加大专项财政支持，经费是数字农家书屋可持续发展的血液，可用于后续图书的购置、管理、系统升级维护，同时建立长效培训机制。加大数字农家书屋的宣传力度，提升读者兴趣。
来自易观国际的最新报告显示，Android因为其开源的特性，市场占有率持续强劲增长[4]，亟待研究基于移动互联网的数字农家书屋个性化推荐，以适应不同地区、不同读者的个性化阅读需求。在移动个性化推荐技术中，融入上下文信息的协同过滤可以有效的提高推荐精度。随着移动通信的发展，未来4G牌照的发放，将会有更多满足数字农家书屋的多媒体资源的投放。
四、总结
随着全球信息化的发展，农家书屋的数字化平台的发展显得相对滞后。主要表现在平台中电子图书的更新缓慢，不能充分迎合不同地区不同农民的阅读需求，经费投入不足，缺乏长效培训机制，管理水平落后，未能充分挖掘读者兴趣。鉴于以上问题，本文提出了调研后的政策性和技术性的建议，提升读者的阅读兴趣，最大限度的发挥数字农家书屋的文化传播效用，努力消除城乡数字鸿沟。
参考文献
关键词 数字化技术；农业机械；生产力
中图分类号TH16 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）92-0074-02
随着科技的进步和国家对高效农业的支持，我国的农业生产正在想着“数字化”、“精确化”发展。数字农业的快速发展，将大大地提高我国的农业生产力，将有效地实行精确化、远程化操作，这也会彻底地改变传统农业的生产模式，在不就的未来，我们面对的将是以信息化、智能化的农业机械装备来作业的生态。
我国的农业机械化的水平完全不能够适应建设和发展农业产业的具体要求。尤其是农业机械化的技术条件，技术运用能力和技术科研能力。这些都是制约农业发展的重要因素。随着信息化科技化的到来，我们面临着又是新一轮的机遇和挑战。农业产业结构的调整，经济发达地区开始重视和扶持农业生产，加大资金投入和农业机械化的普及。这都为我国农业机械化的发展增加了一把熊熊烈火。数字化技术在农业机械中的运用将极大的将农业机械推向另一个农业发展的新顶峰。下面笔者就来结合自己对数字化技术在农业机械中的应用理解来谈一下自己的看法，希望能起到抛砖引玉的效果。
1就当今农业机械设计的特点进行分析探讨
传统型的农业机械设计根深蒂固，如果不积极地应对当今的发展潮流，我国的农业机械只会停滞不前的。因此就要是时候抓住机会，迎接挑战积极发展。这样才能将农业发展提上日程，将农业产品优化，提高农业产品的质量，解放生产力，提高企业的效益。
1）农业机械产品结构单一，复杂程度小。一般的农业播种机都是由简单的轴轮，机件，传动系统，开沟器和镇压器等基本的零件组成。虽然不同性能的播种机有差别，但是基本的机器结构是大同小异的。这样就非常有利于数字模块化的设计。这种播种机器的结构也非常适用于数字参数的设计；
2）农业机械产品结构类型繁多。例如播种机的运用。在不同的农耕地中农作物的不同就不能之运用一台机器，而是需要根据不同作物的特点，设计出符合农作物播种的机器。通过这些特点，就发明出了很多类型的播种机。例如有精密的播种机，条播机和穴播机等特种机器。还有按工作原理而分类的播种机和按作业量而分类的播种机。就此看来，农业机械以播种机为例的机械种类还是相当多的；
3）农业机械产品受农产品成熟季节的不同，农业机械的试验也就会随着季节的变化而变得不同。这就需要在研究农业机械的同时，充分考虑农作物的季节性，调整科研时间，有效地降低科研成本。
2剖析农业机械中的数字化技术
1）数字化技术指的是用多媒体计算机技术及网络实现产品的科研和开发的一种新型信息化的技术。就是利用计算机和网络的有利环境，对产品进行设计，分析和研发。建立一个产品模型，通过对产品模型的不断分析检验，达到产品最终的最优化；
2）数字化技术在农业机械中的应用，极大地提高了农业机械的开发水平和科研时间，还降低了研究成本和研究所花费的时间等。运用数字化的技术，还能使我国农业机械产品设计更加现代化和自动化。在设计的同时，还可以增加企业间的技术交流和技术能力，取长补短，积极吸取先进的数字化技术知识，提高整体的数字化知识水平，增加企业竞争力，还增进同企业间的团结协作精神。
3数字化技术的具体应用
1）计算机作为数字化技术应用的重要工具，对数字化的阐述是很重要的。通过对计算机的操作，最大化的将数字技术运用起来。其中，CAD/CAPP/CAM/CAE分别是计算机的辅助设计，计算机辅助工艺设计，计算机辅助制造和计算机辅助工程的英文缩写。这些技术是现代计算机技术的核心。他们的不同作用为产品的设计和研发具有重要意义；
2）可以将产品设计过程需要的用的知识资源进行综合，融入到CAD中去。将计算机的辅助设计作为开发的重要工具。设计出产品知识中的设计原理，设计经验和设计手册。帮助了解产品的基本信息和合理运用；
3）虚拟设计和创造。通过对产品的初步设计，就可以开始综合知识和资源，建立基础模型。利用建立模型，分析研讨，仿真实验等虚拟技术对产品进行完善。在连接网络的前提下，可以和业内人士一起交流讨论。通过模型来评估产品的综合实用性。在产品的功能，性能上加以研究，达到产品的最优化。对产品的设计，加工，质检都能够进一步的调节和掌控；
4）概念化设计就是在设计产品的过程的早期阶段，有一个清晰地设计结构和产品的基本模式。也就是说，在产品设计的时候，要将产品的需求到运用进行一个总结化的分析。从产品的功能设计，产品的原理设计和布局设计等方面进行一个基础性的规划。在产品设计的过程中，将人的具体构思加入到产品的设计中去也是很重要的。比如对产品色彩的选择等人性化方面进行合理添加。把设计员的创造性思维和审美与产品设计相结合，是产品更具有创新性；
5）绿色环保设计。它是针对资源的优化和能源的节约，防止污染的一项新型的绿色环保设计。主要就是应对在研发产品的过程中，对于产品资源的优化，对于污染的防止和对于资源循环利用废物的处理等设计。因此在进行产品设计的同时，还是要以绿色环保为主，这样才符合可持续发展的战略。
总而言之，随着社会的进步，信息化的普及。我国对数字化技术也有了一定的了解和一定的发展。虽然对比其他产业领域，我国农业发展相对来说有些落后。但是有些发达地区早已经开始了数字化的农业机械设计，并且也取得了很大的成效。这就说明数字化技术在我国农业机械中还是具有很广阔的发展前景的。
参考文献
[1]孙筠，王志民.传感器技术在机电一体化系统中的应用及其发展[J].湖北教育学院学报，2006（8）
农业科研档案记载着科研院所的历史与今天，并将传承到未来。它记录了农业科研单位各个时期科研工作的存在与发展，包含科研准备阶段、实验阶段、总结鉴定验收阶段、成果报奖以及推广应用阶段的文件材料和原始数据。农业科研档案是农业科研院所工作的重要组成部分，做好农业科研档案的管理工作对于服务农业有着重要意义。
1 农业科研档案的重要作用
1.1 农业科研档案的继承作用
科研工作是一种创造性劳动，需要借助前人的成果和研究方法，这在很大程度上需要借助大量的科研档案。在前人的研究基础上创新，可避免重复性试验。重复研究，会在一定程度上浪费物力、人力、资金和时间，借助于科研档案能够系统、客观、完整和连续地反映出科研项目的研究进展，由此避免研究工作的重复。建立集中统一管理下的分散式系统是农业科研档案较理想的管理模式。通过自动化、实时化、网络化档案管理，能使集中管理和利用有机结合，同时更有利于保护农业科研的知识产权，推进科研成果的交流、转化和应用，创造更大的经济效益和社会效益。
1.2 农业科研档案的参考作用
一项科学研究有时候需要借鉴前人研究的经验与方法，而档案管理更重要的价值在于提供开发利用。将两者加以结合，可以更好的为科研工作提供辅助参考作用。农业科研档案管理信息化建设，使有关部门在农业决策时更具连续性、科学性。广大民众，也可以通过信息档案指导自己的实践活动，保证农业的科学发展，对推动农业科技进步和现代农业的建设具有重要意义。
1.3 农业科研档案的凭证作用
农业科研档案是农业科研工作者在科研、生产、应用推广等工作中产生的，它具有一定的专业性和保密性。当农业科研知识权属发生纠纷时，鉴定过程较为复杂，给知识产权保护带来很大难度。农业科研档案便成为保障产权保护有利的凭证，这也是档案生命力和价值的另一种彰显。
1.4提高工作效率
首先，将传统的手工及集中建档变为微机建档和经常性建档，可使档案管理人员从繁琐的手工劳动中解脱出来，以便更有效地从事档案的收集、编研和建档工作；其次在档案采用上更方便快捷。档案资料的电子化更便于科技人员根据档案管理权限自行查询，实现多次利用，提高农业科研的效率。
2 如何做好农业科研档案的实体管理
2.1 农业科研档案工作的库房和设施要求
档案的实体大多是由纸质、照片和光盘等磁性载体组成。为了增加保存时长，档案库房应做好温湿度控制和调节，并有防盗、防火、防腐、防光、防有害生物和防污染等安全措施。照片和底片应放入专门的相片档案册，存放在背光暗处，避免阳光直射。光盘等磁性载体需要放入防磁柜中保存。
2.2 农业科研档案管理工作的建章立制
档案的管理工作包括收集、整理、保管、鉴定、统计、利用六个环节。按照不同环节，分别制定管理制度。建立健全档案归档制度、档案保管制度、档案鉴定销毁制度、档案统计制度、档案利用制度、档案保密制度以及档案安全防护制度、档案员岗位责任制、档案库房管理制度等。
2.3 要把农业科研档案管理工作纳入绩效考评
要把农业科研档案工作列入本单位的发展计划，应把科研档案工作与计划管理、课题管理、成果管理紧密结合。每年从本单位科研经费总额中划拨出一定数额作为科研档案工作经费。把农业科研档案工作与科研考评、绩效挂钩。
2.4 分设专职档案员和兼职档案员
专职档案员负责制定实施细则和管理制度；及时提出对科研档案的管理要求；指导和监督单位的兼职档案员做好科研档案形成文件的归档立卷工作；负责本单位科研档案的接收、整理、保管、组织鉴定、统计、开发利用等项业务工作；按有关规定做好科研档案移交工作等。《科学技术研究档案管理暂行规定》要求实行由科研课题（项目）负责人主持立卷归档的责任制，由科研人员负责文件材料的形成、积累、立卷、归档工作。在各科研部门、课题组设立兼职档案员，协助课题负责人完成档案的立卷归档工作。
3 新形势下建设数字信息化农业科研档案的措施
随着信息化水平的不断进步，农业科研资源的不断积累，新形势下农业科研院所对于档案工作质量与效率的要求日益提高。农业科研档案数字信息化的出现，一方面可以增加实体档案的保管时长，对于原始载体的档案起到保护作用。另一方面从空间和时间的角度为科研人员的借阅提供了方便。通过网络信息平台进行管理有利于避免查阅、归还过程的错漏，而且在查阅过程中后台管理也可提供时时统计，一定程度上为档案员的工作提供便捷。科研档案信息化是顺应时代潮流的必然趋势。
3.1 农业科研档案的数字化建设措施
3.1.1 建立各环节的规章制度，使数字信息化档案的管理有章可循 科研院所在建立数字信息化建设时要结合本单位的实际工作情况，制定一套完善的制度体系和技术规范。
3.1.2 配备基础设施 农业科研档案的数字信息化建设需要配备硬件设施和软件设施。计算机、扫描仪、刻录机、空调、加湿器、防磁柜、档案管理软件、缩微复印技术、OCR软件等。
3.1.3 选择管理系统 完成实体档案的数字化转化，根据本单位的实际情况选择或研发一款管理软件对农业科研档案进行现代化保存、管理与统计、利用。
3.1.4 搭建两个平台 数字信息化档案具有开放性服务的特点，可修改，易复制，能删除给档案信息安全带来了挑战。原始档案需要妥善保存，所以在建立数字信息网络化平台的同时，需要一个脱机保存平台。使农业科研档案可恢复，真实性、完整性不受到威胁。
3.1.5 建设两个数据库 分别建立档案目录数据库与档案全文数据库。根据查阅权限来设置可查阅内容。即可以达到农业科研档案的知识共享又可以保护农业科研档案中知识产权不受到侵犯。
3.2 农业科研档案的数字信息化建设方案
完整的档案数字化建设流程包括案卷交接、档案整理、目录著录、档案扫描、图像处理、OCR文字识别、数字校对、数字质检、数据挂接、整理还原、案卷入库等环节。
4 结语
论文摘要:本文探讨了数字农业空间管治信息质量指标。提出数字农业空间管治起源于农业发展中土地结构的更新改造，任何一项农业更新改造规划与实施，都需要对更新项目进行空间准人审批和空间管制决策评价。基于对农业更新改造的评价，建立了空间准入评价与空间管制决策指标体系。通过分析影响数据质量的因素，构建数字农业空间管治质量指标体系。
1.前言
农业空间管治是强调控制和协调，对农业地域空间资源的计划性配置的新理念川。跨人21世纪，国家正在建设信息高速公路、构筑数字农业。农业空间管治面临着发展的机遇和挑战。一方面，数字农业可为农业空间管治提供多元、分散、网络型和多样性的农业管理和控制决策支持信息流，利用数字农业信息高速公路网络构建农业管治决策支持系统，实现科学化的最佳决策。对现代农业这一规模庞大、结构复杂、功能综合的自然与系统施行科学管理，对农业问题做出全面、准确地分析和评价，对农业未来发展进行科学、合理的推断与预测，使其协调可持续发展，并对农业空间管治决策进行科学论证。另一方面，经济的网络化、全球化，使农业空间格局发生变化，农业构造单元的活动已不再局限于本物理空间。若不采取新的农业空间管治模式，即没有数字化、网络化信息平台支持，农业空间管治就会失控失调。
农业空间管治是以农业空间资源分配为核心，将经济、社会、生态等可持续发展，以及资本、土地、劳动力、技术、信息、知识等生产要素，在虚拟四维时空中的数字化实现。数字农业空间管治可为政府部门和非组织管治决策提供多要素、多层次、多时态的农业自然、生产、社会与经济信息，使其能更好、更有效地实现农业空间管治目标。
数字农业空间管治信息是农业空间管治最基本和最重要的数据组成部分。农业空间管治所涉及的信息须按一定的标准和规范置于统一管理之下，使农业空间管治工作有一个规范标准化的高质量数据基础。信息数据质量的好坏，直接影响着空间管治分析评价与决策结果的可靠程度和空间管治目标的真正实现。对于农业空间管治，由于其操作对象具体，功能目标明确，应用范围集中于农业区域，空间信息的尺度变化较大，数据质量对应用结果的影响非常明显，在数据质量方面的要求也就更高。因此，在数字农业空间管治研究中，信息数据质量体系研究是一项十分重要的基础研究工作。
2数字农业空间管治信息数据质量的影响因素
数字农业空间管治信息数据主要有图形数据和属性数据两大类。图形数据包括基础数据和专题数据，如土地测量数据、地图数据和遥感图像数据等。这些数据的各种数据源都带有一定的误差因素，并将之引人数字农业空间管治信息管理的数据库中。另外，数据源在时间精度(即现势性)和数据空间范围与数据内容方面，若不能满足农业空间管治应用的需要，也会严重影响农业信息数据应用的质量。
数字农业空间管治信息数据的质量问题，实际上是伴随着数据的采集、处理与应用过程而产生并表现出来的。第一个阶段是空间管治信息数据的采集和保存;第二个阶段是数字农业空间管治信息系统数据库的建立，包括数字化、数据录人和必要的数据转换、数据处理;第三个阶段则是在数字农业空间管治决策支持信息系统中对数据的操作、分析评价和决策。每一个阶段都包含前一个阶段所带来的原有误差，并增加了本阶段所引人的新的误差因素。因而，数据质量的影响因素可以数据获取和应用过程的这三个阶段为线索来考查。
(1)数字城市空间管治数据源影响数据质量的因素
数字农业空间管治的数据源，通常包括外业测量、勘丈、调查记录的数字化数据、图纸、图像和文档材料等。数字农业空间管治数据源的质量问题，包括这些数据源的采集和生成过程中产生的误差，如测量中由测量方法、仪器及人员操作带来的误差，遥感的系统误差及干扰误差，文档材料在社会调查和统计时产生的误差，地图本身固有的误差(包括数学基础的展绘、编绘、清绘、制图综合、地图复制以及套色误差)，遥感解译过程中产生的定位和分类误差等等，以及数据源在保存过程中产生的误差，如图纸变形误差等。
(2)数字农业空间管治决策支持数据库建立中对数据质量产生影响的因素
根据目前的技术方法和设备条件限制，数字农业空间管治决策支持信息系统所采用的数据源，主要还是来自土地利用规划图、外业测量和调查、统计资料等。这类数据源，必须经过数字化和数据录人以及二者之间的连接配准，也许还要经过一定的格式转换，才能进人空间管治决策支持系统，成为数字农业空间管治决策支持信息系统数据库中的原始数据。
这一部分数据质量问题，包括决策支持信息系统数据获取、数字化和数据录人以及数据格式转换所引起的质量问题。影响这部分数据质量的因素主要在于数字化采集仪器的精度、数字化方法以及数字化操作精度、统计数据录人中的差错等。这类数据质量问题相对比较简单，影响因素容易发现，可控制程度相对较高。
(3)数字农业空间管治分析和处理过程产生的数据质量问题
在数字农业空间管治评价和决策过程中，运用农业空间管治决策支持信息系统分析和处理，可能影响其数据质量问题的因素包括计算、拓扑、叠加。这一部分的数据质量问题，是由数字农业空间管治决策支持系统的分析和处理过程引人的问题比较复杂，影响因素较隐蔽，产生的误差也比较难估计。
3数字农业空间管治信息的质量指标
3.1数字农业空间管治评价与决策指标体系
数字农业空间管治是一项起源于农业发展中土地结构的更新改造活动，促进农业可持续发展的工作。从任何一项农业更新改造规划开始，到更新方案实施，农业空间管治都需要依据国家的各种法规对更新项目进行空间准人审批和空间管制决策评价。从规划控制的系统结构来看，评价对农业更新改造有着十分重要的意义。
(1)农业空间管治评价类型与结构。根据农业空间管治评价对象和方法的不同，农业空间管治的评价可分为三种不同的类型:
现状评价:分析和评价土地利用、农业生产结构和环境质量优劣程序，确定现状综合评定值。对现状息信进行评价是农业更新规划控制的起点。一方面，总体上根据现状评价的结果在整个农业区划范围内界定更新的对象，排列土地结构更新的先后次序。另一方面，针对具体更新区域的不良因素进行罚分评价，为下一步制定更新目标提供充分的现状信息。
空间准人评价:针对农业发展目标，评判农业更新改造项目对现状的改进程度，确定更新方案的综合评定值，是确立正确的土地利用规划目标所依靠的有力手段，它不仅可以对单一的目标进行评价，以确定它是否符合农业区划建设，社会、经济、环境发展的原则和农业更新的实际需要，而且可以对多种土地利用方案和目标进行比较和优选，从中选出最为合理的方案和目标。
空间管制评价:评价土地利用规划目标的实现程度，确定更新后的综合评定值，是对于更新以后的土地利用所进行的检测。它一方面对前一阶段的土地利用规划目标进行检验，另一方面为下一步的土地利用规划控制提供新的决策信息。
其评价体系主要由两大部分构成，即评价指标体系和评价方法体系。指标体系是整个评价程序的框架和基础，也是建立科学的评价方法的必要前提。因此，我们有必要建立一套较为完善的农业空间管治评价指标体系，使农业空间管治的评价在内容上趋于客观和全面.在结构上趋于系统和严密，使得农业空间管治的决策更为科学和合理。
(2)农业空间管治评价指标体系的建立
影响因素分析:影响农业空间管治的因素很多，诸如国家对国土资源开发利用、耕地保护、建设社会主义新农村的农业政策，国家的经济实力，农业的整体结构和功能，社会对土地利用规划更新的期望值，以及更新区域的社会物质条件等等。其中，对农业空间管治最具直接影响的因素是土地结构更新区域的物质和社会状况，农业的社会物质条件所包含的内容极为丰富，既包括土地结构、建筑建造、农业基本设施、道路交通等，也包括社会组织、历史文化、人文景观、农民收人等经济文化因素。它是土地结构更新地区农民生活质量和农业现代化的尺度和标志，也是农业土地结构更新评价指标的原始素材。因此，需要根据国家现行的各类相关法规和规程规范，全面综合地考虑农业空间管治的各种影响因素，建立评价指标体系。评价指标体系:根据其不同内容将其分为两大类。即空间准人评价体系和空间管制评价体系。
评价体系均以统一标准的位置(坐标)、高程、面积三种几何物理量作为评价指标。无缝镶嵌于数字农业空间管治信息分类体系中。图1为空间准人评价指标体系之一:农业生产控制评价指标体系。
3. 2数字农业空间管治信息数据质量指标确定
数据质量指标是农业空间管治数据质量控制的重要依据。根据对数据误差来源、性质、类型和大小以及产生的原因的分析。提出数据质量控制指标确定思路。
首先，数据质量是一个相对的概念，甚至衡量数据质量的标准也会随具体应用的特点和要求而变化。其次，数据质量本身具有不确定性，除了可度量的空间和属性误差外，许多质量因素是很不明显或是很难确定的。因此，数据质量问题中，有可以减小甚至消除的误差，也有很难检测和控制的因素。本文研究数字农业空间管治信息的数据质量控制，先仅针对其中可度量和可控制的质量问题而言，主要集中在数据源的信息采集、数字化处理和过程部分。数据质量不确定性另设专题研究。例如土地使用与管理单项空间管治数据质量指标确定，土地资源调查质量指标确定如图2所示。
根据上述确定的空间管治信息质量分类指标，可将空间管治信息质量分类指标归纳统计于表1.
从表1可确定出数字农业空间管治各种信息质量需求及数据采集所适宜的必要精度、方法与等级。
城乡“数字鸿沟”不容忽视
农业农村部农业农村信息化专家咨询委员会委员汪向东在接受《中国信息界》采访时表示，进入数字时代，我国在数字城乡融合发展上面临的主要问题与挑战，首先就是城乡数字鸿沟。城乡数字鸿沟，表现为城乡之间在信息基础设施与公共支撑平台、信息技术渗透率、数字化应用条件与水平、应用主体的素质与技能等多方面的差距。城乡数字鸿沟始终存在于我国信息化的发展过程之中，特别是在一轮接一轮的信息技术快速迭代的时候，城乡之间技术更新的不同步，更容易出现已经有所缩小的城乡数字鸿沟再次拉大的情况。近年来，国家大力推进乡村数字基础设施建设，在缩小城乡数字鸿沟方面取得了一定成效。国家互联网信息办公室7月23日的《数字中国发展报告（2021年）》显示，我国已建成全球规模最大、技术领先的网络基础设施。其中，行政村、脱贫村通宽带率达100%。2017年到2021年，我国网民规模从7.72亿增长至10.32亿，互联网普及率提升至73%，特别是农村地区互联网普及率提升到57.6%，城乡地区互联网普及率差异缩小11.9个百分点。网络扶贫和数字乡村建设接续推进，城乡居民共享数字化发展成果。虽然取得了一定的进展，但不容忽视的是，城市与乡村之间在数字基础设施建设上的差距仍然明显。比如5G，根据《数字中国发展报告（2021年）》的数据显示，截至2021年年底，我国已建成142.5万个5G基站，总量占全球60%以上，5G用户数达到3.55亿户，千兆用户规模达3456万户。但目前5G建设主要集中在城市，刚刚开始接入县域，而乡村才实现4G普及；再比如互联网普及情况，虽然城乡互联网普及率的差异在逐年缩小，但目前农村地区不足60%的普及率与城镇地区超过79%的普及率相比，显然仍有很大提升空间。而且，缩小城乡数字鸿沟，不是建好数字基础设施、实现互联网普及就可以了，还要应用起来，在这方面城乡差距更为明显。国家信息中心信息化和产业发展部助理研究员赵文景对《中国信息界》表示，目前最大的问题和挑战还在于数字技术手段在农村地区的“使用”上，即存在城乡数字使用鸿沟，也就是在信息技术利用能力方面还存在不小差距。如农村地区的数据资源开发利用能力相对不足，农业数字化转型水平低于工商业，农村基层管理人员对数字设施的使用能力相对落后，农村的精准化、数字化治理同样不及城市地区。显而易见，缩小城乡数字鸿沟的关键在乡村。为此，国家将发展数字乡村作为国家战略，加强规划。2019年5月，中共中央办公厅、国务院办公厅印发《数字乡村发展战略纲要》，设立了“十四五”期末及2035年远景发展目标，提出到2025年，乡村4G深化普及、5G创新应用，城乡数字鸿沟明显缩小；到2035年，城乡数字鸿沟大幅缩小，农民数字化素养显著提升，农业农村现代化基本实现。2022年1月，中央网信办、农业农村部、国家发展改革委等十部门联合《数字乡村发展行动计划（2022-2025年）》，对当前的数字乡村发展作出部署，提出到2023年，农村互联网普及率和网络质量明显提高，农业生产信息化水平稳步提升。
乡村数字经济发展不足
国家对数字乡村发展作出了规划，制定了发展目标，那么，要如何推进？随着我国数字经济的蓬勃发展，数字经济已经成为发展数字乡村、缩小城乡数字鸿沟的重要抓手。近年来，以农村电商为主的乡村数字经济逐渐发展起来。据商务部数据显示，2021年全国农村网络零售额2.05万亿元，比上年增长11.3%；全国农产品网络零售额4221亿元，同比增长2.8%。北京大学新农村发展研究院在今年5月底的《县域数字乡村指数报告》显示，在乡村经济数字化方面，数字技术促进了农产品流通和农产品互联网平台等新业态的快速发展，2020年超过10%的农产品零我国城乡经济社会发展的二元结构，经济、社会、文化等多方面的差距，使弥合城乡数字鸿沟变成不是一件单纯在数字化上发力即可奏效的事情。数字城乡融合发展，需要综合施策，特别需要针对数字乡村面临的挑战，对症下药，找到解决办法。售额来自网络销售。中国社会科学院财经战略研究院助理研究员刘帅对《中国信息界》表示，在部分地区数字经济对促进农村发展发挥了重要作用。以淘宝村为例，从最初全国只有3个发展到2021年突破7000个。很多农村呈现出了产业集群，带动了当地农民致富、产业发展。与城市相比，目前乡村在数字经济发展上仍明显落后。中国信息通信研究院的《中国数字经济发展白皮书（2021）》的数据显示，2020年数字经济在农业的渗透率仅占农业增加值的8.9%、远低于工业21%和服务业的40.7%。中泰证券今年4月题为《农业数字化专题研究：助力农业的一场“阳谋”》的报告指出，虽然我国总的数字经济规模已位居世界第二，但数字经济农业渗透率刚刚超过中高收入国家平均水平，距离高收入国家12.5%的水平还有较大差距。同时，数字经济在乡村的发展还存在着明显的地区差异，而这种差异有可能加剧不同地区间的城乡数字鸿沟。据《县域数字乡村指数报告》的数据显示，目前数字水平发展较高的多集中在东部地区，全国三分之二的县域仍处于数字乡村发展的中等及以下水平阶段，地区发展水平极不平衡。
农村居民数字素养亟待提高
关键词：农业知识；信息技术；应用；前景
中图分类号： SL26 文献标识码：A 文章编号：1674-0432（2010）-12-0013-1
0 引言
农业、农村、农民问题关系党和国家事业发展全局，农业信息化是当今世界经济和社会发展的大趋势。智能化信息技术从70年代末开始应用于农业生产领域，发展速度很快。目前，农业信息技术在农业生产运用中还存在诸多问题，信息技术在农业生产中的应用，是农业信息化的主要标志和重要内容。
1 农业信息技术概述
农业信息技术是现代信息技术与农业生产相结合的一类技术的总称。它是高新技术应用于农业的一个重要发展方向，主要研究现代信息技术在农业领域的应用，包括感测与识别技术、信息传递技术、信息处理与再生技术、信息施用技术等，利用现代信息技术可以加速农业的发展和农业产业的升级，是现代信息科学迅猛发展和农业产业内部需求相结合的必然产物。
2 我国农业知识领域中信息技术的应用现状
我国的农业信息化水平与发达国家还存在很大差距。尽管我国农业信息技术的应用已初见成效，但整体水平不高，信息资源的数量与质量不能满足农业生产和科学管理的需要。从事农业生产的劳动者，大部分文化程度较低，信息意识不强，对农业科技的了解比较少。我国目前已有的信息设施，尚未在农业知识领域得到广泛的应用，根源在于，我国农技人员及广大农民不会使用计算机，信息意识差。广大农村的生产力水平落后，信息不灵，交通不便，农民缺乏有效的信息指导。信息时代的到来，给农业发展提供了大好的机遇，我们应该抓住这一机遇，真正做到使农业发展逐步转到依靠科技进步和劳动者的素质提高上来。
3 我国农业知识领域中信息技术应用存在的问题
首先，政府在农业信息技术及农业信息化建设上的主导作用发挥不够。主要表现在以下几个方面：一是职能不到位，政府在农业信息化发展战略和总体规划方面，没有充分发挥指导和协调的功能。二是职能错位，政府承担了许多本该由社会力量完成的工作。三是政府缺乏对信息化工作的监督和管理，工作机制不够健全。其次，农业信息采集的覆盖范围和时效性有待进一步加强，兼备农业科学技术和信息技术的复合型农业信息人才缺乏。农业信息服务面窄，实用性不强。为了解决我国在运用农业信息技术服务于农业生产遇到的实际问题，我们提出数字农业理论体系。
4 数字农业理论体系的研究
农业是国民经济的基础，信息技术、生物技术的突破及其在农业领域的广泛应用，大大加快了农业现代化进程，数字农业是21世纪提升农业产业水平的有效途径之一，数字农业将有力推动农业增长方式转变和农业增产与农村经济结构调整优化，加速农业现代化进程，数字农业是农业现代化发展的要求，同时，数字农业是环境健康的要求。美国、加拿大等国家的数字农业研究已初有成效，澳大利亚、英国、丹麦等国家都颁布了严格的环境法律。在我国，从事农业研究的人员首先开始了“数字农业”研究。农业信息化是现代农业的共同取向和世界农业发展的必然趋势，数字农业是农业信息化的核心和必由之路。数字农业具有几个显著特点：虚拟现实技术支持下的多维网络信息系统；多源、多比例尺、多分辨率以及数据集成的网络信息系统；面向全社会公众开放的网络信息系统；农业运行机制的全面数字化。
5 完善农业信息化的具体途径
建立涉农服务网站，充分考虑农民使用，充分考虑农业增效，充分考虑农村发展。完善农民信息素养建设，加强信息技术环境下的教育培训，促进信息技术环境下科技传播的带动，注重信息技术环境下科技推广政策的引导。推进农业信息化应从以下几个方面着手：农业信息网络建设；农业信息资源数据库建设；农业信息监测与速报系统建设；国际间农业信息机构的联系与合作机制建设；引导和支持非政府农业信息机构的发展；信息服务人员的素质提高。
6 结束语
“农业兴，基础牢；农村稳，天下安。”在世界农业发展史上，大致经历和发生了三次比较引人注目的农业技术革命。以拖拉机等农机具为标志的农业机械技术在农业生产上的广泛应用，以现代遗传学理论等为标志的生物和化学技术在农业生产中的应用。以生物技术和信息技术为核心的新技术革命，将影响到农业发展的各个层次和环节。农业技术革命已经悄然拉开了序幕。本文就农业知识领域中信息技术的应用前景展开了相关探讨，首先对农业信息技术的基本理论做了相关梳理，然后分析了农业信息技术在我国的应用现状，同时指出了我国农业知识领域中信息技术应用存在的问题，针对存在的问题，提出了构建数字农业理论体系的设想，并基于数字农业理论体系的基础上，提出了完善农业信息化的具体途径。通过这一系列的思考，获得了对我国农业信息技术应用前景的一个基本认识。希望能对日后的农业信息技术工作的开展，起到微薄的帮助。
参考文献
[1] 杜新民.信息技术在农业上的应用[J].农业网络信息, 2005,12：11．
[2] 周国民.我国农业信息技术的应用与发展[A].农业信息技术与信息管理[C].北京:中国农业出版社,2003．
[3] 李道亮,丁娟娟．农业资源高效利用技术集成专家系统的设计[J].中国农业大学学报,1999,4(2):14-18．
关键词:农牧业信息化;发展现状;发展趋势
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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