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3s技术复习2


一、农业信息的特点:普适性 地域性 周期性和时效性 综合性 滞后性 准确性。 1 普适性:如某种农作物栽培技术信息、农产品市场信息、土壤改良技术信息、作物或畜禽疫情信息等。 2 地域性:不同的区域在地形地貌、土壤类型、气候状况、主要作物种类、土地利用类型、水资源状况等 是不同的由于微地形的变化和农业投入水平不同,地块之间甚至是地块内作物的产量存在着显著的差异。 3 周期性和时效性

:农业信息大体生物的一个生育期为一个周期,每个生育期又可分为不同的生长阶段, 这些生长阶段具有固定的时序特征。 农业信息是一种动态的信息,现时性极强。超过时限的信息不仅价值降低,而且有可能是完全错误的。 4 综合性:农业本身是复杂的综合系统,农业信息很多是多门类数据综合的结果。 如土壤信息包含土壤类型、土壤物理信息(质地、土壤水、耕性等) 、土壤化学信息( pH、有机质含量、 氮磷钾含量等) ; 农业信息的关联性较强,一个信息往往直接或间接地与多个信息相关,一个信息通常是多种信息的综合。 如作物长势信息实际上是土壤、气候、农田管理等信息的综合体现 5 滞后性:土壤施肥点周围的土壤和作物体内营养元素浓度的变化具有明显的滞后特征。 6 准确性:信息数据准确性要求是生命科学的一个重要特点。作物叶面温度与周围空气温差超过正常值的 0.2℃就视为异常,土壤 pH 超过某种作物适宜值的 0.4,该作物就难以生存。 二、农业信息的类型 按信息的产生和作用机制而论,把农业信息分为农业自然信息和农业社会信息两大类。 1 农业自然信息:自然界中各种与农业活动相关的信息,以及人类所生产的物质所产生的信息。生命信息: 作物生长信息、作物种类、生态适应性等;非生命物质存在与运动信息:土壤、气候条件、水文;生命物 质和非生命物质之间的作用信息:作物和土壤之间的养分循环。 2 农业社会信息:人类各种活动所产生、传递与利用的信息。包括:农村社会和经济信息:农业人口变化、 科技教育普及程度、农民收入水平、乡村道路建设、能源、通讯、医疗保健、社会保险状况 农业市场: 农业生产资料和农产品市场信息 农业管理,农业生产技术:栽培技术、诊断施肥技术、病虫害防治技术 等,农业科技教育。 3 农业信息化是农业发展的最高阶段。是指在农业生产、分配、交换、消费四个环节中利用信息技术,促 进农业生产的优质、高产、高效、生态与安全发展,实现农产品市场竞争力增强、农业增效、农民增收。 4 农业信息技术是以农业科学与电子信息科学为基础,以近代数学、航天技术和计算机技术为支撑,以农 业生产活动信息为对象的信息采集、综合处理、解译分析和结果输出等技术。 1、基础农业信息技术:农业“3S”技术、农业网络技术、农业数据库技术和农业多媒体技术等,其功能 主要是以不同手段和方式提供动态信息,支持农业决策研究。 2、智能化农业信息技术:农业系统模拟模型、农业专家系统、农业决策支持系统等。 其功能主要是目标、动态、定量与优化决策。涵盖了农业科学、系统科学以及计算机信息技术,具有整体 性反馈控制优化和动态定量决策的特点。 3 遥感技术: (RS)是指把传感器获得的目标物体或自然现象的信息信号(以图像或数字表现形式) ,通过 一定的数据处理和分析判读,来识别目标物体或自然现象的技术方法。 4 地理信息系统(GIS) :是在计算机硬、软件系统支撑下,对整个或部分地球表面空间中有关地理分布数 据进行采集、储存、管理、运算、分析、显示和描述表达的技术系统。 5 全球卫星定位系统( GPS: ) :是美国国防部自 20 世纪 70 年代开始研制的新一代卫星导航和定位系统, 到 1994 年,24 颗 GPS 卫星组成了实用的运行系统。与全球定位系统相似的还有俄罗斯的 GLONASS。欧 盟和日本等也正在研制。 6 模拟模型技术:运用系统学原理,联系事物的发生和演变的动态过程,通过计算机运行模型,建立可用 于实践性描述结果的技术。 农业专家系统与决策支持系统:是基于人工智能的原理和方法,利用已知的农业生态系统中“生物一环境 一措施”之间的关系,及时作出管理决策,以调控生物的生长发育,获得高产、优质、高效。

7 信息农业 : 以农业信息科学为理论指导, 以农业信息技术为工具支撑, 用信息流调控农业活动的全过程, 以信息化为目标的现代农业产业 信息农业的发展重点是以信息化关键技术为基础,构建农业信息管理系统,农业信息服务系统,农业产业 管理系统,农业电子商务系统等农业信息化支持平台与应用系统 进一步开发实现多源信息交换与共享,快速综合查询及传输,为农业科研、生产和农业信息化服务提供数 据支持和应用平台 8 数字农业:是基于数字地球技术在农业上的应用而提出来的技术思想,依托数字地球的标准和规范框架, 综合运用计算机技术、地学空间技术、网络通讯技术、电子工程技术等数字化技术。通过农业信息获取、 处理、加工、传播和利用的数字信息化过程,实现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、管理 数字农业的研究内容主要包括农业基础数据库系统、农业监测系统、农业预测系统、农业设计与调控系统 等 9 虚拟农业:虚拟农业是虚拟现实技术向农业领域的延伸和发展,体现了可视化技术与数字化模型的高度 集成,以三维可视化的方式对农业信息进行组织、管理和表现,逼真地再现条件变化对农业系统行为的影 响,帮助人们进行有预见性的科学决策,采取合理的措施,使农业系统行为按照人类需要的方向发展 虚拟农作的发展热点是农作生长系统的可视化显示与设计,以植物生理生态模型和形态建成模型为基础, 以植物与环境的动态关系为主线,以虚拟模型为可视化手段,建立生理功能描述与形态结构展示于一体的 可视化植物生长系统与虚拟设计平台 10 精确农业:精确农业的原理是按田间每一操作单元的具体条件,精细准确地调整各项土壤和作物管理措 施,最大限度地优化各项农业投入,以获取最高产量和最大经济效益,同时保护农业生态环境,精确农业 的核心是农作管理的空间差异分析和精确化控制,需要综合应用农田信息获取、空间信息管理、农作系统 模拟、管理处方生成、智能机械控制等关键技术,建立综合性数字化精确农作管理与控制平台,实现农业 生产系统监测、预测、设计、管理、控制的数字化、精确化、科学化 精确农业将重点研究和发展先进的田间变量信息采集、传感与应用系统,农田信息处理与管理决策系统, 低价位农用 DGPS 产品及应用技术,农用变量作业机械控制系统等 11 农业信息化工程:是农业信息技术服务于农业产业的重要环节和应用形式 在信息农业关键技术研究的基础上,面向特定目标和应用领域,将农业信息技术组装集成,建立各种实用 农业信息管理与决策支持系统 构建农村信息化关键技术和服务平台,如多媒体农业知识传播系统、农情信息发布和预测预报系统、农需 品和农产品市场信息与物流服务系统等,研发基于农情信息服务、农业生态区划、农业产业结构、农业基 础设施、农业生产管理、农业电子商务的农业产业信息化技术平台与应用系统,开发低价位、多功能、易 使用的个人电脑(PC)、手持式电脑(HPC)、个人数字助理(PDA)、电视机顶盒等不同类型的信息终端 1 农业数产品加工技术、农业资源综合开发利用技术、专利项目等信息 5 农业统计数据库的类型:1.企业与产品数据库 从企业到产品,再从产品到市场的信息链。 2.生产信息统计数据库 农业产业生产过程中产生的大量数据。 3.农业气象资料数据库 为农业生产服务提 供的天气现象记载。 6 农业生产数据库:可细分成以下两数据库:企业与产品库和农业市场信息库。 农业政策法规数据库 相关行业信息数据库:该类数据库包括相关行业的生产动态、供需情况、技术发展等信息,农民可以通过 分析这些行业对农业发展趋势的影响制定相应的对策。 7 农业数据库的特性:数据库要具有相当规模。数据库中的数据具有可重复利用性,重复使用不会发生损 耗。数据库中的数据要具有可用性、准确性。数据库要有集成性、多种形式化。数据库可作为一种资源, 可为公众共享或一定范围内的使用者分享。数据库可以动态的增删内容,进行有效的维护。数据库具有促

进、加快大量信息传播的功能。 8 农业应用的主要数据库类型: 大型关系数据库 (主要使用的产品有 SYBASE、 ORACLE, 采用 Client/Server 结构,支持多用户查询,主要应用于科技文献管理、科技项目管理等。 ) 小型关系数据库(主要使用的产品有 DBASE、FOXBASE、FOXPRO、ACCESS,运行在单机上,由各个 职能部门使用,数据基本上不共享,主要应用于各部门内部管理,如人事档案、工资发放、固定资产、业 绩考核等系统。 )全文检索型数据库(主要使用的产品有 TRS 全文检索系统。 ) 9 建立农业数据库的要求:安全(在数据处理系统的选型方面要注意安全,要注意黑客和国家资源机密的无 意识泄密。 )系统(一个国家、一个行业、一个地区和企业在建立数据库的时候要考虑到系统性、整体性、 连贯性、减少资源和财力的浪费。假如国家建国家的,地方建地方的,这样会导致资源的严重浪费,目前 我国农业信息化的主要问题就在这里,一条相同的中文信息能在几十个或几百个站点出现。 )全面(信息 上要全面系统, 有行业特征和区域特征, 不能盲目扩大数据库的收录范围和对象, 影响数据库的建库质量。 ) 准确(对录入信息的准确率是数据质量的又一重要指标,没有准确性也就失去利用的价值,在大量信息的 情况下,保证信息的准确性是建库的难点所在。 )方便(向用户提供多种检索方式的选择,满足用户的不 同需求,在数据库升级方面要考虑周到,对将来的更新换代和功能扩充的需要。 ) 10 农业数据库技术发展趋势:分布式数据库(目前分布式数据库系统主要应用在证券交易和银行清算系统 中。 (分布在多台物理地址服务器上) ) 多媒体数据库 (视频等多媒体存储的方法) 面向对象数据库 (ODBC), 进一步适应 Internet 发展 (基于 web service 的数据库存储的中间件) 10 个有代表性的农业数据库:中国农林文献数据库,中国农业文摘数据库,中国农作物种质资源数据库, 农副产品深加工题录数据库,植物检疫病虫草害名录数据库,农牧渔业科技成果数据库,中国畜牧业综合 数据库,全国农业经济统计资料数据库,农产品集市贸易价格行情数据库,农业合作经济数据库。 11 农业数据库存在的问题:1 数据库规模方面:多数农业数据库的规模不大,数据不能包容所代表的领域 情况,有的信息源类型包括不全,覆盖面不大;有的和库名称对应的信息源信息收集不全。 2 数据库维护 及更新方面:有的数据信息不够准确和完整,有的缺乏数据来源、著者等,相关项目出处等没有标识,数 据维护及更新不及时,不能准确反映状况,使用者没有依据。3 数据库标准化、规范化方面 信息的标准 化、规范化程度差,农业计量单位、专业技术术语等在信息处理时没有按标准去做,同物异名、同名异物 的现象,造成数据死角,甚至产生了信息垃圾,有的可能在建设中没有查重手段,造成信息重复收录,占 用了数据库的空间。4 数据库规划方面:数据库在建设初期没有进行准确的设计,缺乏很好的规划,加工 人员对所处理的信息知识不了解,出现专业选题、表达错误,有的甚至出现原则性的输入错误。信息资源 缺乏多样性,多媒体信息和全文信息少,信息的开放性和共享程度低,检索和导航系统设计不合理,低水 平重复建设,数据库的利用率没有充分的发挥。5 数据库的作用方面:目前农业行业内没有一家上规模的 为自己服务的全文数据库,几个有影响的数据库虽然也有涉农服务,但所含信息内容仍有相当遗漏。科技 部、农业部资金支持的农业专题库的规模小,而且各个数据库间的内容有交叉重复,造成利用率不高。 12 设计步骤:六阶段:需求分析(用户需求 →数据流图、字典↘ ) ,概念结构设计(↘局部视图→集成 视图↘) ,逻辑结构设计(↘逻辑结构→优化模型↘) ,物理结构设计(↘物理结构→评价结构↘) , 数据库实施(↘物理实现→试运行↘) ,数据库运行和维护 13 农业数据库设计过程::1.根据行业特点和系统需要筛选数据,并设计数据收集的方案; 2.设计数据库和数据表;3.根据数据量选择适当的数据库系统.如 SQL Server、Access、Foxpro、Excel;4.通 过实验、调查、文献查阅和购买等多种方式收集数据;5.进行数据筛选和分类,并输入数据库;6.对入库的数 据进行仔细检验和校对,确保数据源的准确;7.数据进行标准化处理,如数据库结构规范化、数据单位的统 一;8.对数据进行最并,减少数据冗余。补充、完善数据库的数据。 14 管理信息系统(MIS) :它是收集和加工系统管理过程中有关的信息,为管理决策过程提供支持的一种 信息处理系统,是一种人机系统。 一般管理信息系统包括管理职能子系统和技术支持子系统两个组成部分。管理职能子系统可划分为 生产管理、市场管理、财务管理等多种专门化管理信息系统;技术支持子系统是指计算机系统和通讯技术

系统。 管理信息系统输入的是数据和信息要求,输出的是信息报告和事务处理,反馈的是效率和效益。美国 开发的 COMAX/GOSSYM 棉花生产管理信息系统是一个可以实现人类专家智能的计算机软件系统,可以 显示出专家逻辑推理的步骤和结果,解释系统作出的决策。1987 年在美国棉花带 6 个州 1254 公顷的棉田 上使用,每公顷可获 350 美元的纯利。澳大利亚开发的牧场管理信息系统 GRAZPLAN 也是一个成功的范 例。

1 农业遥感:它主要包括土地资源调查,土地资源监测,农作物估产,农作物生长状况及其生态 环境监测和鱼情水产研究等多个方面。 2 遥感:是用来综合以前所使用的摄影测量、像片判读、地质摄影的。简而言之,是指遥远的感 知,它是从不同高度的遥感平台上,使用各种传感器接收来自地球表层各类地物的各种电磁波 信息,并对这些信息进行加工处理,从而对不同的地物及其特性进行远距离的探测和识别的综 合技术。 3 遥感的特性(1)间接性(2)光谱特性(3)时相特性(4)信息数据齐全 4 遥感的分类 :(1)根据所利用的电磁波的光谱波段,遥感可以分为可见光反射红外遥感、热红 外遥感和微波遥感三种类型。(2)按传感器的工作方式不同可分为被动遥感和主动遥感。 (3)按传感器的扫描方式又可分为扫描式遥感和非扫描式遥感。 (4)按传感器图像获得方式可分为 图像方式和非图像方式 5 遥感的技术系统 (1)遥感平台:地面平台,航空平台,航天平台。(2)传感器:传感器是记录 地物反射或发射电磁波能量的装置,是遥感技术系统的核心部分。主要的传感器有摄影机、推 帚式扫描仪(固体扫描仪) 、TV 摄像机、光机扫描仪、雷达、微波辐射计等。 6 遥感信息的传输与处理:遥感信息主要是指由航空遥感和航天遥感所获取的感光胶卷或磁带。 在胶卷和磁带上记录的信息数据,包括被测目标的信息数据和运载工具上设备环境的数据。将 遥感信息适时地传输回地面,经过适当处理提供用户需要,是整个遥感技术系统中的一个重要 组成部分,它直接影响遥感信息应用的效果。 遥感信息的传输:遥感信息向地面传输有两种方式:一种为直接回收;另一种为视频传输。 遥感信息的处理:地面接收站收到的遥感信息,受到多种因素的影响,如传感器的性能、平台 姿势的不稳定性、地球曲率、大气的不均匀性和局部变化以及地形的差别等,使地物的几何特 性与光谱特征可能发生一些变化。 7 农业遥感的原理:电磁波和电磁波谱:电磁波的波段从波长短的一侧开始,依次叫做γ 射线、 χ 射线、紫外线(UV-Ultraviolet)、可见光(Visible Light)、红外线(IR-Infrared)、无线电波。波长 越短,电磁波的粒子性越强,直线性指向也越强。遥感中测量的是从目标物反射或辐射的电磁 波能量,根据其测定波长范围不同可分为辐射测量 (Radiometry)和光度测量 (Photometry)两种 方式,前者是以从 γ 射线到无线电波的整个波长范围为对象的物理辐射量的测定,而光度测量 是对由人类具有视觉感应的波段-可见光,所引起的知觉的量的测定,它们使用的术语和单位 不同。


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