計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在農(nóng)業(yè)中的應(yīng)用

董美榮

(集賢縣農(nóng)村機械化服務(wù)中心，黑龍江 集賢 155900)

0 引言

近幾年來，隨著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的現(xiàn)代化轉(zhuǎn)型，以計算機為核心的無人駕駛技術(shù)、自動導(dǎo)航技術(shù)、視覺識別技術(shù)、人工智能技術(shù)及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)正在引導(dǎo)傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)向現(xiàn)代化、智能化方向發(fā)展，是保障現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要基礎(chǔ)條件之一[1]。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部明確指出，到2050年，我國要實現(xiàn)農(nóng)業(yè)信息化基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)，將計算機技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，對提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)競爭力，緩解我國農(nóng)業(yè)市場的制約因素與快速發(fā)展具有重要作用。

計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)檢測、識別、農(nóng)機操作及食品安全方面等多方面具有重要意義。利用計算機模擬技術(shù)可以實現(xiàn)對田間環(huán)境進行自動模擬，如地下水位、降雨量信息等進行實時監(jiān)測，對田間作物及相關(guān)生長系數(shù)進行模擬，實現(xiàn)精準(zhǔn)灌溉與施肥，以科學(xué)為導(dǎo)向進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)，達到節(jié)水節(jié)肥的目的[2]。隨著人工智能技術(shù)的不斷發(fā)展，已在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模擬與預(yù)測中廣泛應(yīng)用，隨著計算機技術(shù)體系的不斷完善與發(fā)展，開始逐步構(gòu)建農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)，便于及時更新農(nóng)產(chǎn)品信息，反映相關(guān)產(chǎn)品特性，提供一個開放性農(nóng)業(yè)生產(chǎn)綜合服務(wù)站。還可以及時對市場發(fā)展趨勢、行業(yè)導(dǎo)向及相關(guān)技術(shù)勞動指導(dǎo)，創(chuàng)建農(nóng)業(yè)生產(chǎn)典型工業(yè)園區(qū)，促進高科技成果轉(zhuǎn)化與研究。因此，應(yīng)該大力推進農(nóng)業(yè)計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用與發(fā)展。

1 應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)各個方面都占據(jù)主要地位，如無人駕駛技術(shù)、人工智能技術(shù)、農(nóng)業(yè)精密儀器、視覺識別技術(shù)及農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)等方面都以計算機技術(shù)為核心。

1.1 視覺識別技術(shù)

我國關(guān)于機器視覺技術(shù)開始于20世紀(jì)90年代，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用屬于初級階段。機器視覺技術(shù)的核心是圖像處理技術(shù)。其本質(zhì)主要是通過圖像傳感器對周邊環(huán)境進行識別，并基于人工智能識別技術(shù)進行圖像分析，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中已經(jīng)得到了廣泛應(yīng)用。目前，對病蟲害識別、作物生長中的各種農(nóng)藝性狀的判別等方面應(yīng)用廣泛。通過圖像采集后進行系統(tǒng)自動判別，根據(jù)圖像采集的顏色、亮度等轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號，便于農(nóng)戶在不進行田間觀察時對田間作物進行及時判別，并做出干預(yù)。目前，在農(nóng)業(yè)機械應(yīng)用中，機器視覺在田間行駛時，通過對周邊環(huán)境，如作物生長、土壤性質(zhì)及判別果實是否成熟，從而完成一系列農(nóng)事操作，如田間除草、果實采摘及土壤翻耕等。機器視覺技術(shù)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)數(shù)據(jù)采集技術(shù)，可以在較短的時間內(nèi)獲取大量的數(shù)據(jù)并及時進行處理，反饋出實時有效的信息，從而可以完成對目標(biāo)產(chǎn)量的遠程監(jiān)控與實時監(jiān)測，因此，大力發(fā)展和完善視覺技術(shù)是未來自動導(dǎo)航技術(shù)乃至整個生產(chǎn)制造行業(yè)的重點。目前，針對圖像識別技術(shù)主要是利用分割算法進行圖像處理，發(fā)展現(xiàn)狀如表1所示，主要是通過對田間作物的顏色特征與農(nóng)藝性狀進行分析，并做出決斷。

表1 圖像分割方法研究進展

1.2 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)

農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)是以計算機技術(shù)為核心，將農(nóng)業(yè)信息進行相關(guān)整理與智能管理。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)是物聯(lián)網(wǎng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的一個分支，以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為背景，進行人、計算機、農(nóng)業(yè)產(chǎn)品全面聯(lián)通與信息交互。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)信息層包括應(yīng)用服務(wù)層、信息傳輸層、物理感知層，被認為是繼計算機技術(shù)、互聯(lián)網(wǎng)及移動通信技術(shù)后的第四大智能技術(shù)，被列入我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)智能化發(fā)展的重要戰(zhàn)略方向之一。其本質(zhì)是通過獲取作物生產(chǎn)環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)品信息與產(chǎn)品流通信息進行實時更新與記錄，可以保障糧食安全、提高產(chǎn)量、降低生產(chǎn)成本的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)主要是利用傳感器技術(shù)進行田間監(jiān)測，并進行信息處理，實現(xiàn)智能化服務(wù)，主要組成部分如圖1所示。

圖1 農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)組成結(jié)構(gòu)

1.3 農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精密儀器

農(nóng)業(yè)生產(chǎn)精密儀器主要包括農(nóng)業(yè)監(jiān)控儀器與農(nóng)業(yè)測量儀器。農(nóng)業(yè)監(jiān)控儀器可以對田間農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的作物進行實時監(jiān)測，對農(nóng)業(yè)生長狀況及田間環(huán)境進行實時監(jiān)測，可以進行精準(zhǔn)灌溉及施肥。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，可以將田間采集信息通過數(shù)據(jù)處理及時傳遞給農(nóng)民，進行相應(yīng)農(nóng)業(yè)措施調(diào)整，減少大規(guī)模灌溉、施肥及噴藥造成的資源浪費與生態(tài)環(huán)境污染。

2 計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的意義

2.1 提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率

農(nóng)業(yè)計算機技術(shù)可以對田間環(huán)境進行實時監(jiān)測，比人工監(jiān)測觀察效率更高，對氣候環(huán)境進行及時預(yù)測，實時分析氣候變化對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的影響，利用無人機技術(shù)及田間傳感器技術(shù)進行作物圖像采集，對于防御病蟲害發(fā)生與精準(zhǔn)灌溉施肥、田間農(nóng)業(yè)措施的調(diào)節(jié)具有重要意義[3]。尤其是在病蟲害防治，應(yīng)用圖像處理技術(shù)，當(dāng)田間出現(xiàn)較輕的病蟲害時，可以進行及時干預(yù)，將病蟲害造成的農(nóng)業(yè)損失降到最低，對于保障糧食產(chǎn)量、提高生產(chǎn)效率與降低勞動強度具有重要意義。

2.2 推動農(nóng)業(yè)智能化進程

計算機技術(shù)在農(nóng)產(chǎn)品辨別、產(chǎn)品源頭溯源等方面具有重要意義。促進農(nóng)業(yè)智能化進程，還可以對農(nóng)田土壤進行自動檢測分析，及時判別土壤信息，便于農(nóng)戶種植相應(yīng)的農(nóng)作物，提高土地利用效率與作物產(chǎn)量。計算機技術(shù)還可以對農(nóng)業(yè)信息進行采集與流通，對于農(nóng)產(chǎn)品源頭溯源可以及時判別產(chǎn)品的流通過程，對于保障糧食安全具有重要意義。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)的建立可以進行網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品流通與售賣，消費者可以進行自由選擇，進行網(wǎng)絡(luò)購物，為消費者和農(nóng)戶提供便捷。農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)還可以及時提供產(chǎn)品信息與市場導(dǎo)向，為農(nóng)戶種植作物及價格預(yù)測進行及時分析。

3 存在的問題

3.1 農(nóng)戶認識水平較低

目前，農(nóng)戶生產(chǎn)對于農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型積極性較低，存在一定的排斥心理，由于技術(shù)難點、操作困難及相關(guān)技術(shù)手段落后，造成農(nóng)戶依然沿襲傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式與種植手段，包括后續(xù)的銷售與加工。另一方面，由于農(nóng)戶文化水平較低，所以在使用計算機方面存在一定的技術(shù)難點與缺陷，導(dǎo)致計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的推廣與普及存在一定的難點。

3.2 電腦計算機技術(shù)普及不廣泛

據(jù)統(tǒng)計，目前我國電腦普及程度較低，計算機技術(shù)在農(nóng)村地區(qū)普及也較為落后，一方面是由于農(nóng)村經(jīng)濟條件不發(fā)達，農(nóng)戶對于計算機的使用與購買率較低；另一方面，農(nóng)戶在購買計算機之后，由于缺乏相應(yīng)的技術(shù)指導(dǎo)，電腦多用來進行娛樂，不能真正應(yīng)用到農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。由于目前假貨橫行，購買人員缺乏相關(guān)專業(yè)技術(shù)知識，不能及時辨別計算機性能好壞，尤其是互聯(lián)網(wǎng)信息，存在很多潛在的危險。如虛假信息與欺騙信息，這也造成了很多農(nóng)戶對計算機網(wǎng)絡(luò)信息的排斥，加大了計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用與普及推廣的難度。

3.3 缺乏相關(guān)技術(shù)人員進行指導(dǎo)

部分農(nóng)業(yè)生產(chǎn)經(jīng)營者即使擁有電腦并且掌握相應(yīng)的計算機技術(shù)，也無法與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行連接，這時候就需要有專業(yè)的技術(shù)人員進行指導(dǎo)與幫助，由于農(nóng)業(yè)服務(wù)體系不完善，相關(guān)農(nóng)機技術(shù)人員較為匱乏，因此，在進行農(nóng)業(yè)計算機操作時，不能與農(nóng)業(yè)生產(chǎn)進行連接。

4 發(fā)展趨勢

4.1 加強組織領(lǐng)導(dǎo)與政府支持

加強政府的組織領(lǐng)導(dǎo)與政策支持，應(yīng)根據(jù)不同地區(qū)情況，將計算機技術(shù)及時、高效地應(yīng)用到當(dāng)?shù)剞r(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。成立地區(qū)農(nóng)業(yè)計算機生產(chǎn)組織，為計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的技術(shù)推廣、總體規(guī)劃、技術(shù)指導(dǎo)培訓(xùn)、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)監(jiān)督與評價提供一個完善的技術(shù)推廣體系，使各個地區(qū)計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的高效應(yīng)用與發(fā)展提供一個良好的組織與平臺[4]。政府應(yīng)加強政策支持與資金投入，將農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施、農(nóng)產(chǎn)品流通、資源循環(huán)利用及田間檢測技術(shù)更好地融入農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。同時加強技術(shù)人員對農(nóng)戶的技術(shù)指導(dǎo)與培訓(xùn)，并進行相關(guān)技能的評估，保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效率開展。

4.2 加強農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)

隨著農(nóng)業(yè)計算機技術(shù)的快速發(fā)展，應(yīng)同步發(fā)展農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，擁有標(biāo)準(zhǔn)化農(nóng)田與優(yōu)良的農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施，對于提高農(nóng)業(yè)計算機技術(shù)在田間的高效使用具有重要意義。農(nóng)業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施主要包括農(nóng)業(yè)機械化、田間水利設(shè)施、田間物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)、傳感器技術(shù)及相關(guān)電子設(shè)備等，加強田間標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)，可以加強各個地區(qū)農(nóng)業(yè)同步發(fā)展，便于相關(guān)農(nóng)業(yè)機械、田間設(shè)施的通用性，對于推進我國各個地區(qū)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程具有一定的推進作用[5]。

5 結(jié)論

我國是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，但不是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)強國，主要是由于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化及智能化發(fā)展較為落后，遠遠落后于發(fā)達國家。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)對保障我國糧食安全與人民生活質(zhì)量具有重要意義。我國關(guān)于農(nóng)業(yè)計算機研究起步較晚，但是改革開放以來對于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及相應(yīng)的技術(shù)十分重視，因此，農(nóng)業(yè)發(fā)展迅速。計算機技術(shù)在目前農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中占有重要地位，對于農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進程具有重要的推動意義，推動我國傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)向現(xiàn)代化及智能化方向發(fā)展。隨著目前耕地面積逐漸降低，勞動力減少，人口基數(shù)逐漸增大，因此，提高糧食產(chǎn)量是保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的關(guān)鍵條件。計算機技術(shù)對于田間氣候預(yù)測、田間環(huán)境監(jiān)測、病蟲害防治、精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)及精密農(nóng)業(yè)儀器的研制具有重要意義。本研究針對目前農(nóng)業(yè)計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用現(xiàn)狀進行闡述，分析目前農(nóng)業(yè)計算機技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中存在的問題與缺陷，提出未來我國農(nóng)業(yè)計算機技術(shù)發(fā)展的研究重點與發(fā)展難點，研究結(jié)果對于提高我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、降低勞動強度、提高農(nóng)業(yè)操作精度提供技術(shù)參考與理論基礎(chǔ)。