增強現(xiàn)實技術在農(nóng)業(yè)中的應用

楊雁

（德州職業(yè)技術學院 山東省德州市 253000）

增強現(xiàn)實這一技術，就本質(zhì)來講，就是利用電腦技術將虛擬的信息在真實的生活中應用，使得真實環(huán)境與虛擬物體達成疊加在同一空間或者是畫面。人們在應用時不僅會發(fā)現(xiàn)真實世界的相應信息，也能展現(xiàn)虛擬內(nèi)容，此兩者之間保持相互補充的狀態(tài)。當前，這一技術已經(jīng)在多個領域之中被應用。如，教育、設計、農(nóng)業(yè)等。在我國，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)占據(jù)重要地位，應將增強現(xiàn)實這一技術合理的應用于農(nóng)業(yè)范疇，進一步增強農(nóng)業(yè)管理，也提高農(nóng)業(yè)方面的經(jīng)濟效益。

1 增強現(xiàn)實應用的相關技術

增強現(xiàn)實的具體使用是以不同的方式將虛擬的世界與真實的生活充分的疊加。這是理念而不是唯一的方式[1]。這些方式將會形成對可用性、實用性等多方面的影響。以下是增強現(xiàn)實在應用中發(fā)揮重要功效的技術，而且，這些技術也在不斷的發(fā)展。由表1 可知，一個整體的增強現(xiàn)實應用，有著四部分組成，也就是位置計算、數(shù)據(jù)、用戶界面以及硬件平臺。基于位置服務可以實現(xiàn)位置信息的獲取，在云環(huán)境中能夠及時的得到相應數(shù)據(jù)。NUI 可以獲得更便捷的體驗。智能手機等是應用這一技術的有效平臺。

2 增強現(xiàn)實技術在農(nóng)業(yè)中的應用策略

我國在農(nóng)業(yè)方面的科技手段相較于國外，較為落后，以致農(nóng)業(yè)化的進程較慢。當前，中國農(nóng)業(yè)處于傳統(tǒng)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的過渡階段[2]。在農(nóng)業(yè)方面的相應研究人員需要引入在國外的一些先進的方式，加大對高新技術的研究力度，促進我國農(nóng)業(yè)的發(fā)展。當下，增強現(xiàn)實這一技術在游戲等方面已經(jīng)獲得不小的成績，也漸漸的向教育、醫(yī)療、農(nóng)業(yè)等行業(yè)推進。隨著虛擬植物建模、導航等技術的進步，增強現(xiàn)實已經(jīng)可以在模擬植物的生長、觀光農(nóng)業(yè)等各方面應用。雖然，增強現(xiàn)實這一技術在農(nóng)業(yè)中發(fā)展的速度較慢。但是，在計算機等技術的不斷發(fā)展中，其必定會在農(nóng)業(yè)范疇中有效應用。

2.1 模擬植物生長

在對植物生長進行真實模擬的過程中，將植物學方面的理論性知識應用極為重要。為了適應當前數(shù)字化農(nóng)業(yè)時代的要求，相應研究人員要構建完善的虛擬植物生長的系統(tǒng)，對于農(nóng)作物的產(chǎn)量開展精準的測量，對土地具有的潛在生產(chǎn)能力合理進行評估，實現(xiàn)對農(nóng)民的技術性指導，使得農(nóng)民可以正確栽培。通過增強現(xiàn)實這一方式實現(xiàn)生長系統(tǒng)的搭建，可以實現(xiàn)在農(nóng)業(yè)技術方面的有效應用，相關研究人員能夠在可視化的狀態(tài)下達成試驗與研究。如，對植物在水肥、種植的密集程度、光照等不同元素的影響下的植物生長進行模擬研究，可以得到具體的數(shù)據(jù)。研究人員可以依據(jù)實際數(shù)據(jù)對影響元素深入分析，為農(nóng)民實際開展的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動提供準確的數(shù)據(jù)。以增強現(xiàn)實這一技術也能夠模擬害蟲在農(nóng)作物中的成長、隱藏等，找到有效預防以及消滅害蟲的辦法，盡最大可能的將農(nóng)民在經(jīng)濟方面的投入減少，也能充分的保護生態(tài)環(huán)境空間。此外，虛擬植物生長系統(tǒng)還能夠在育種這一方面應用，構建培育種子的相應生存環(huán)境，對于這一過程中的數(shù)據(jù)全面采集，研究具有抗病蟲害能力較強的種子，為培育高品質(zhì)種子給予技術層面的支持。

表1：增強現(xiàn)實應用的體系結構

圖1：增強現(xiàn)實互動APP

圖2：玉米圖像捕獲以及展示

2.2 展示農(nóng)產(chǎn)品

以增強現(xiàn)實的技術能夠將農(nóng)業(yè)展示的系統(tǒng)進行開發(fā)，將與農(nóng)業(yè)有關的信息存儲。如，農(nóng)田位置等。用戶可以在這一系統(tǒng)中將相關信息加入，此系統(tǒng)就可以將數(shù)據(jù)庫中的相關數(shù)據(jù)提取。如，農(nóng)作物的品種、生長情況等，以圖像的形式展示，用戶可以直觀感知相應信息。具體來講，就是農(nóng)業(yè)展示系統(tǒng)通過可以實現(xiàn)圖像掃描的設備對農(nóng)作物或者是農(nóng)產(chǎn)品等特征開展跟蹤與掃描，通過這一系統(tǒng)達成圖像的精準識別，也開展數(shù)據(jù)上的分析，讓其相關信息可以直接在設備中呈現(xiàn)。如，可以使用已安裝增強現(xiàn)實系統(tǒng)的手機，對于鴨梨的圖片進行掃描。圖片就會自主的呈現(xiàn)顏色、形狀等相同的鴨梨圖片與語音介紹，對此品種鴨梨的口感、營養(yǎng)成分等一一講述。如圖1。

2.3 觀光農(nóng)業(yè)

觀光農(nóng)業(yè)是一個新興領域，是旅游業(yè)中拓展的新方向，也是促進農(nóng)業(yè)發(fā)展的有效途徑。但是，因為宣傳力度不夠、觀光園地址偏遠等各方面條件的影響，導致觀光農(nóng)業(yè)的發(fā)展受限。在互聯(lián)網(wǎng)時代中，當前觀光農(nóng)業(yè)園的方式已經(jīng)不能實現(xiàn)虛擬顧客的需求。一些網(wǎng)絡愛好者或者是不方便在戶外運動的人員，會在網(wǎng)絡中體會農(nóng)業(yè)園的美景。可是，在位置軟件、媒體技術等更新發(fā)展中，計算機已經(jīng)能夠做到將三維空間實體、環(huán)境等通過虛擬現(xiàn)實的方式展示，在終端達成交互式的三維動畫等，將虛擬旅游行業(yè)的發(fā)展推進。通過增強現(xiàn)實這一技術，能夠對觀光農(nóng)業(yè)園的景觀制作為可以欣賞的虛擬場景，利用虛擬現(xiàn)實的相應設施，顧客可以觀看到農(nóng)業(yè)園的立體圖像，產(chǎn)生身臨其境的感受。而且，在旅游的過程中，游客還可以接收到圖片、視頻等資料。顧客有效應用此系統(tǒng)可以不再受到季節(jié)的制約，觀賞到不同季節(jié)的相應景觀。而且，也不會讓顧客的視覺受限，觀看到以前鏡頭無法拍攝的全部真實場景，帶來更為豐富的旅游感受。

2.4 開展科普教育

開展科普教育是以不同的方式使得更多的人了解以及領悟科學知識與相應技術，形成尊重科學的意識，最終達成增強全民素質(zhì)的目標。農(nóng)業(yè)的出路在于科技與教育[3]。只有全力發(fā)展科技，注重教育，才能夠真正的實現(xiàn)將農(nóng)業(yè)資源方面的優(yōu)勢向商品優(yōu)勢上有效轉變，真正的促進傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)穩(wěn)步向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的全面轉變。所以，農(nóng)業(yè)的發(fā)展與科技水平的進步是無法脫離關聯(lián)的，自然也就不能忽視科普工作的開展。在農(nóng)業(yè)與科技的同步發(fā)展中，可將增強現(xiàn)實運用到科普的工作之中。應用增強現(xiàn)實技術開展科普教育系統(tǒng)的構建，就是將需要科普的文字、圖片等相應信息轉化，變?yōu)槿S立體的系統(tǒng)。這一系統(tǒng)的成功建立會將科普宣傳更為完整、清晰的展示，也有著一定的趣味性。在此系統(tǒng)中，融入了文字、影像等多種不同的媒體，實現(xiàn)多元媒體的綜合，不僅可以為使用者帶來更為多樣的感受，讓其對相應的農(nóng)業(yè)知識產(chǎn)生更為深刻的理解。也能達成動靜之間的有效結合，為使用者帶來愉悅的使用感受，更具學習熱情的開展之后科普知識的學習。科普教育系統(tǒng)在應用上是通過掃描相應的植物圖片開展對植物的具體介紹，相較于簡單的閱讀紙質(zhì)讀物，其更為方便且有趣。如，使用者可以應用安裝這一系統(tǒng)的APP 的手機，拍攝玉米，能夠以極快的速度在手機中觀看玉米在農(nóng)田之中實際的生長情況、品種等。如圖2。

2.5 用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)

2.5.1 規(guī)劃播種

增強現(xiàn)實技術還能夠在農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)方面運用，可以體現(xiàn)在規(guī)劃播種方面。農(nóng)民前往野外開展實地的考察時，需要將3S 以及增強現(xiàn)實技術共同應用，可以更為便捷的獲得本地的相關環(huán)境消息。可以想象一下，農(nóng)民只需要將站在一個地勢相對較高的地點，通過手機之中具有的APP 對四周進行掃描就能夠明確的知道拍攝地點的真實面積、近些年來溫度上的轉變等各種情況。更甚者還能獲得礦物質(zhì)含量信息[4]。利用提供大量的數(shù)據(jù)，能夠將農(nóng)民知識不足所帶來的負面影響最大程度的消除，也將降低在野外進行考察工作上的難度與強度，對于設備還沒有太多的要求。在進行播種方面的規(guī)劃中，利用此項技術能夠增強農(nóng)民對土地的使用程度，將其最大程度的應用。如，在我國的東南部地區(qū)，多為丘陵地形。其中，梯田在種植的規(guī)劃中難度最高，一般只能依靠農(nóng)民的相應工作經(jīng)驗。利用增強現(xiàn)實技術，可以將種植地的相應數(shù)據(jù)輸入，將排布的農(nóng)作物模型疊加到已經(jīng)有的模型中，可實現(xiàn)仿真模擬，展示其生長的大致情況，從而達成對種子排布的調(diào)整。而且，增強現(xiàn)實技術也能夠將種植的環(huán)境進行模擬，檢測環(huán)境能否滿足種植上的需求。

2.5.2 培育作物

利用增強現(xiàn)實的技術手段，還能夠達成對農(nóng)作物種植環(huán)境的實時把控，可以促進農(nóng)作物的生長，也能為農(nóng)民呈現(xiàn)在夜晚時溫度的轉變、土地的濕潤情況等人類個人感官不能感受到的信息。具體來講，需要在種植的環(huán)境中加入相應的傳感器，達成對環(huán)境狀態(tài)的全面監(jiān)控。而且，也能通過計算機的算法、作物情況等，得出農(nóng)田需要灌溉營養(yǎng)液的多少、溫度的調(diào)節(jié)等。同時，將這一技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應用，不僅能夠達成對環(huán)境的監(jiān)控，還能觀察農(nóng)作物的生長狀況。應用這一技術，農(nóng)民就能夠以較快的速度知道農(nóng)作物的生長情況，并計算肥料、農(nóng)藥等應用情況。通過與生長的模型進行匹配，可以降低農(nóng)民檢查病蟲害所消耗的相應時間。在應對極特殊情況中，可以縮減發(fā)現(xiàn)問題出現(xiàn)的時間，將對病蟲害防治的成效提高，更為高效的管理。此外，將增強現(xiàn)實與相應的自動化設備共同應用，可以提升工作成效。利用此項技術能夠幫助農(nóng)民實現(xiàn)對農(nóng)田的遠程操控，在家中就可以做到施肥等。同時，利用疊加的畫面也能更為容易的得到所給出的相應數(shù)據(jù)。當下，已經(jīng)有成功以無人機進行種子噴灑的例子。隨著今后技術層面的不斷發(fā)展，可以實現(xiàn)以自動化設備開展對農(nóng)田的耕作等。

2.5.3 銷售

當前，我國已經(jīng)達成對農(nóng)產(chǎn)品條形碼的應用。而增強現(xiàn)實這項技術可以做到類似的成效。消費者可通過掃描器獲得產(chǎn)品生產(chǎn)地點等信息，真正實現(xiàn)生產(chǎn)過程的全部透明，滿足消費者在食品安全方面的需要。同時，利用此技術，也能將農(nóng)產(chǎn)品的展示效果增強，提高消費者購買的想法。

3 結束語

在科技的持續(xù)性發(fā)展中，增強現(xiàn)實這一技術也會得到繼續(xù)發(fā)展與應用，以更為先進的方式達成對農(nóng)業(yè)方面?zhèn)鹘y(tǒng)方式的改革，推動農(nóng)業(yè)領域的穩(wěn)步前進。因此，一定要清楚的認識到增強現(xiàn)實這一技術在農(nóng)業(yè)之中的研究與使用意義，將其社會效益充分激發(fā)。今后，在科技化時代背景下，相關工作人員會結合實際需求加大對增強顯示技術在農(nóng)業(yè)方面的應用，探究更具實效性的使用方式，不僅加快科技水平的提高，也促進農(nóng)業(yè)發(fā)展進程。