計算機網絡技術在農業中的應用

董美榮

(集賢縣農村機械化服務中心，黑龍江 集賢 155900)

0 引言

近幾年來，隨著我國農業生產的現代化轉型，以計算機為核心的無人駕駛技術、自動導航技術、視覺識別技術、人工智能技術及農業物聯網技術正在引導傳統農業生產向現代化、智能化方向發展，是保障現代農業生產的重要基礎條件之一[1]。農業農村部明確指出，到2050年，我國要實現農業信息化基礎設施建設，將計算機技術應用到農業生產，對提高我國農業生產競爭力，緩解我國農業市場的制約因素與快速發展具有重要作用。

計算機技術在農業檢測、識別、農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可以實現對田間環境進行自動模擬，如地下水位、降雨量信息等進行實時監測，對田間作物及相關生長系數進行模擬，實現精準灌溉與施肥，以科學為導向進行農業生產，達到節水節肥的目的[2]。隨著人工智能技術的不斷發展，已在農業生產模擬與預測中廣泛應用，隨著計算機技術體系的不斷完善與發展，開始逐步構建農業物聯網，便于及時更新農產品信息，反映相關產品特性，提供一個開放性農業生產綜合服務站。還可以及時對市場發展趨勢、行業導向及相關技術勞動指導，創建農業生產典型工業園區，促進高科技成果轉化與研究。因此，應該大力推進農業計算機技術在農業生產中的應用與發展。

1 應用現狀

目前，計算機技術在農業生產各個方面都占據主要地位，如無人駕駛技術、人工智能技術、農業精密儀器、視覺識別技術及農業物聯網技術等方面都以計算機技術為核心。

1.1 視覺識別技術

我國關于機器視覺技術開始于20世紀90年代，在農業生產中應用屬于初級階段。機器視覺技術的核心是圖像處理技術。其本質主要是通過圖像傳感器對周邊環境進行識別，并基于人工智能識別技術進行圖像分析，在農業生產中已經得到了廣泛應用。目前，對病蟲害識別、作物生長中的各種農藝性狀的判別等方面應用廣泛。通過圖像采集后進行系統自動判別，根據圖像采集的顏色、亮度等轉化為數字信號，便于農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。目前，在農業機械應用中，機器視覺在田間行駛時，通過對周邊環境，如作物生長、土壤性質及判別果實是否成熟，從而完成一系列農事操作，如田間除草、果實采摘及土壤翻耕等。機器視覺技術可以代替傳統數據采集技術，可以在較短的時間內獲取大量的數據并及時進行處理，反饋出實時有效的信息，從而可以完成對目標產量的遠程監控與實時監測，因此，大力發展和完善視覺技術是未來自動導航技術乃至整個生產制造行業的重點。目前，針對圖像識別技術主要是利用分割算法進行圖像處理，發展現狀如表1所示，主要是通過對田間作物的顏色特征與農藝性狀進行分析，并做出決斷。

表1 圖像分割方法研究進展

1.2 農業物聯網

農業物聯網技術是以計算機技術為核心，將農業信息進行相關整理與智能管理。農業物聯網是物聯網在農業生產中的一個分支，以農業生產為背景，進行人、計算機、農業產品全面聯通與信息交互。農業物聯網信息層包括應用服務層、信息傳輸層、物理感知層，被認為是繼計算機技術、互聯網及移動通信技術后的第四大智能技術，被列入我國農業生產智能化發展的重要戰略方向之一。其本質是通過獲取作物生產環境、農產品信息與產品流通信息進行實時更新與記錄，可以保障糧食安全、提高產量、降低生產成本的農業生產。農業物聯網主要是利用傳感器技術進行田間監測，并進行信息處理，實現智能化服務，主要組成部分如圖1所示。

圖1 農業物聯網組成結構

1.3 農業生產精密儀器

農業生產精密儀器主要包括農業監控儀器與農業測量儀器。農業監控儀器可以對田間農業生產中的作物進行實時監測，對農業生長狀況及田間環境進行實時監測，可以進行精準灌溉及施肥。在農業生產過程中，可以將田間采集信息通過數據處理及時傳遞給農民，進行相應農業措施調整，減少大規模灌溉、施肥及噴藥造成的資源浪費與生態環境污染。

2 計算機技術在農業生產中的意義

2.1 提高農業生產效率

農業計算機技術可以對田間環境進行實時監測，比人工監測觀察效率更高，對氣候環境進行及時預測，實時分析氣候變化對農業生產的影響，利用無人機技術及田間傳感器技術進行作物圖像采集，對于防御病蟲害發生與精準灌溉施肥、田間農業措施的調節具有重要意義[3]。尤其是在病蟲害防治，應用圖像處理技術，當田間出現較輕的病蟲害時，可以進行及時干預，將病蟲害造成的農業損失降到最低，對于保障糧食產量、提高生產效率與降低勞動強度具有重要意義。

2.2 推動農業智能化進程

計算機技術在農產品辨別、產品源頭溯源等方面具有重要意義。促進農業智能化進程，還可以對農田土壤進行自動檢測分析，及時判別土壤信息，便于農戶種植相應的農作物，提高土地利用效率與作物產量。計算機技術還可以對農業信息進行采集與流通，對于農產品源頭溯源可以及時判別產品的流通過程，對于保障糧食安全具有重要意義。農業物聯網的建立可以進行網絡產品流通與售賣，消費者可以進行自由選擇，進行網絡購物，為消費者和農戶提供便捷。農業互聯網還可以及時提供產品信息與市場導向，為農戶種植作物及價格預測進行及時分析。

3 存在的問題

3.1 農戶認識水平較低

目前，農戶生產對于農業轉型積極性較低，存在一定的排斥心理，由于技術難點、操作困難及相關技術手段落后，造成農戶依然沿襲傳統農業生產方式與種植手段，包括后續的銷售與加工。另一方面，由于農戶文化水平較低，所以在使用計算機方面存在一定的技術難點與缺陷，導致計算機技術在農業生產中的推廣與普及存在一定的難點。

3.2 電腦計算機技術普及不廣泛

據統計，目前我國電腦普及程度較低，計算機技術在農村地區普及也較為落后，一方面是由于農村經濟條件不發達，農戶對于計算機的使用與購買率較低；另一方面，農戶在購買計算機之后，由于缺乏相應的技術指導，電腦多用來進行娛樂，不能真正應用到農業生產中。由于目前假貨橫行，購買人員缺乏相關專業技術知識，不能及時辨別計算機性能好壞，尤其是互聯網信息，存在很多潛在的危險。如虛假信息與欺騙信息，這也造成了很多農戶對計算機網絡信息的排斥，加大了計算機技術在農業生產中的應用與普及推廣的難度。

3.3 缺乏相關技術人員進行指導

部分農業生產經營者即使擁有電腦并且掌握相應的計算機技術，也無法與農業生產進行連接，這時候就需要有專業的技術人員進行指導與幫助，由于農業服務體系不完善，相關農機技術人員較為匱乏，因此，在進行農業計算機操作時，不能與農業生產進行連接。

4 發展趨勢

4.1 加強組織領導與政府支持

加強政府的組織領導與政策支持，應根據不同地區情況，將計算機技術及時、高效地應用到當地農業生產中。成立地區農業計算機生產組織，為計算機技術在農業生產中的技術推廣、總體規劃、技術指導培訓、農業生產監督與評價提供一個完善的技術推廣體系，使各個地區計算機技術在農業生產中的高效應用與發展提供一個良好的組織與平臺[4]。政府應加強政策支持與資金投入，將農業基礎設施、農產品流通、資源循環利用及田間檢測技術更好地融入農業生產中。同時加強技術人員對農戶的技術指導與培訓，并進行相關技能的評估，保障農業生產的高效率開展。

4.2 加強農業基礎設施建設

隨著農業計算機技術的快速發展，應同步發展農業基礎設施的建設，擁有標準化農田與優良的農業基礎設施，對于提高農業計算機技術在田間的高效使用具有重要意義。農業基礎設施主要包括農業機械化、田間水利設施、田間物聯網技術、傳感器技術及相關電子設備等，加強田間標準化建設，可以加強各個地區農業同步發展，便于相關農業機械、田間設施的通用性，對于推進我國各個地區農業現代化進程具有一定的推進作用[5]。

5 結論

我國是農業生產大國，但不是農業生產強國，主要是由于農業現代化及智能化發展較為落后，遠遠落后于發達國家。農業生產對保障我國糧食安全與人民生活質量具有重要意義。我國關于農業計算機研究起步較晚，但是改革開放以來對于農業生產及相應的技術十分重視，因此，農業發展迅速。計算機技術在目前農業生產中占有重要地位，對于農業現代化進程具有重要的推動意義，推動我國傳統農業向現代化及智能化方向發展。隨著目前耕地面積逐漸降低，勞動力減少，人口基數逐漸增大，因此，提高糧食產量是保證農業生產的關鍵條件。計算機技術對于田間氣候預測、田間環境監測、病蟲害防治、精準農業及精密農業儀器的研制具有重要意義。本研究針對目前農業計算機技術在農業生產中的應用現狀進行闡述，分析目前農業計算機技術在農業生產中存在的問題與缺陷，提出未來我國農業計算機技術發展的研究重點與發展難點，研究結果對于提高我國農業生產效率、降低勞動強度、提高農業操作精度提供技術參考與理論基礎。