中国农业信息技术发展回顾及展望

农业信息技术对引领和支撑现代农业发展发挥了重要的作用。文章介绍了农业信息技术的内涵,回顾了国内外农业信息技术发展的4个主要发展,分析了中国农业信息技术发展存在的问题和面临的形势,提出了农业信息技术未来发展重点与发展建议。旨在为促进国内农业信息技术发展提供参考。

中国农业信息技术发展回顾及展望

农业信息技术对引领和支撑现代农业发展发挥了重要的作用。文章介绍了农业信息技术的内涵,回顾了国内外农业信息技术发展的4个主要发展阶段,分析了中国农业信息技术发展存在的问题和面临的形势,提出了农业信息技术未来发展重点与发展建议。旨在为促进国内农业信息技术发展提供参考。

农业企业信息化发展现状、问题及对策——基于北京市105家农业企业的调研

农业企业信息化是中国农业信息化建设的重要内容之一,既关系到企业的自身生产和发展,更关系到农业现代化战略目标的实现。基于北京市105家典型农业企业的信息化调研数据,从企业信息化发展现状、应用需求、发展中存在的问题等方面对北京市农业企业信息化发展情况进行了研究,并在此基础上提出了北京市农业企业信息化发展的对策建议。

北京设施农业节水技术应用现状及需求分析

采用问卷调研和实地访谈相结合的方法,对北京市设施农业种植基地节水技术和设备应用情况展开调研,旨在了解目前北京市设施农业节水现状和经营主体对节水灌溉技术的了解、使用和需求情况,调研发现政府在节水技术推广过程中起主导作用、用户的使用意愿较高、节水技术和设备的应用范围和效果较好,农户对节水技术和设备的获取及培训需求较高,但投入成本、认知程度、产品成熟度及维护管理和专业化服务队伍等问题制约了设施节水技术和设备的应用推广,从节水技术的标准化与规范化、水肥一体化和宣传普及方面提出促进设施节水技术和设备推广应用的对策建议。

个性化多媒体农业信息推送系统

针对我国农业信息服务的针对性不强、对农民影响不大、信息质量低等问题,提出结合推送技术和多媒体技术的个性化多媒体农业信息推送系统,通过合理用户分类和信息分类,能够按地域、时间等因素实现针对性的农业信息服务。实际应用证明,该系统具有服务精准、信息生动、查询简单和服务主动等特点,是一套对用户文化水平和计算机操作技能要求较低的低门槛服务工具,在农业信息服务领域具有较强的普适性和易用性,对解决困扰农业信息服务已久的"最后一公里"问题有一定的借鉴意义。

村镇宜居社区与小康住宅评价信息的数据融合技术

为确保宜居社区与小康住宅评价信息更加可信,本研究在分析村镇宜居社区与小康住宅评价信息概况的基础上,以生活环境、村容村貌、基础设施、公共服务4个因素作为评价村镇宜居与小康住宅的指标,充分利用各种时空条件下多种信息源的信息,进行关联、处理和综合,构建评价模型,最终实现异构信息的融合,获得关于宜居社区与小康住宅更完整、更准确的评价信息。

基于“互联网+”的城乡信息服务平台设计研究

互联网在城乡经济发展中起到的作用越来越明显。分析了当前城乡信息服务平台现状和存在的问题,结合互联网对城乡经济的推动作用,把互联网的创新成果与城乡经济社会各领域深度融合,从设计原则、思路、原理、框架、内容以及功能等方面对城乡经济服务平台进行设计,形成以互联网为基础设施和创新要素的经济社会发展新形态,为创新公共服务模式和缩小城乡数字鸿沟提供助力。

信息化对城乡一体化影响的作用机理与实践路径

随着信息化手段在社会各个领域的广泛使用,其在统筹城乡发展中的作用日益凸显。在梳理相关概念、理论的基础上,具体分析了信息化在设施协同、资源流动和技术扩散等方面对城乡一体化的推动力,并深入剖析了信息化促进城乡一体化的作用机制,并在此基础上结合我国实际情况提出了基于信息化的城乡一体化发展路径。

数字植物研究进展:植物形态结构三维数字化

数字植物围绕农林植物生命、生产和生态系统的多维信息高效感知和认知的理论、技术和方法,通过多学科交叉合作,研究农林植物-环境3D数字化、高通量信息获取、情景感知、信息融合、结构和功能模拟、数字化设计和精准管理决策等数字农业的关键性、基础性以及共性理论和技术问题。植物形态结构的三维数字化是数字植物研究的重要组成部分,近年来很多学者从植物组织、器官、植株和群体等不同尺度,或者从植物根系和地上部等不同视角,围绕植物形态结构的参数测量、几何结构解析、三维模型构建、结构与功能建模,以及三维植物模型真实感展现等需要,开展了更深入的研究。在组织尺度方面,随着MRI、CT、显微成像等技术产品的不断成熟,使得利用这些先进测量仪器获取和测量植物组织内部结构数据成为可能,并被越来越多的研究者采用,成为进行植物内部形态结构测量和分析的有效手段。在植物根系的三维数字化方面,由于植物的根普遍生长在土壤里,观察和测量十分困难。虽然近年来XCT、MRI等穿透射线成像技术已越来越多地用于根系的形态结构探测,但这类技术往往仅能获取范围较小的根系局部数据,且价格昂贵。因此植物根系形态结构的准确、无损(原位)、快速测量仍然是一个挑战。在群体尺度方面,基于实测数据的三维重建逐渐成为植物群体三维重建的主要途径,研究者正试图从激光三维扫描仪获取的植物群体三维点云中提取群体的形态参数并实现群体的三维重构。而在三维植物模型的真实感绘制方面,如何准确地测量各种植物器官的光学特性并建立相应的数学模型是当前的研究重点,虽然已有不少研究者提出了相应的解决方案,但这些方法在便捷性和普适性方面仍然难以令人满意,有待更多深入研究。笔者最后结合相关领域的技术进展对数字植物的进一步研究进行了展望。

基于SWOT分析的中国农业物联网运营商发展战略选择

农业物联网能够利用互联网等通信技术,将传感器、控制器、移动终端等通过新的方式联在一起,实现农业信息化的远程管理控制和智能管理,是农业智能化发展的重要体现。运营商位于农业物联网产业链的中游,在产业链中牵头两边,承接了上游的初始传感设备商和下游的客户服务端,战略地位十分重要。从运营商入手,用SWOT矩阵对运营商在农业物联网产业链中的发展定位、发展现状、面对的机遇与挑战进行深入分析,据此提出了运营商在未来农业物联网发展中的战略选择,丰富了现有文献。

基于元分析的城乡一体化评价体系研究特征分析

为准确把握城乡一体化评价研究特征、有效指导城乡一体化评价实践,采用元分析方法,对1988—2014年被CSSCI来源期刊收录的关于城乡一体化评价研究的论文进行了系统性分析,从城乡一体化指标体系构建、指标选择、数据处理与评价等方面评述了国内有代表性的研究工作。发现目前城乡一体化评价指标体系框架庞大,缺乏层次性与系统性,数据缺乏统一标准,评价方法缺乏客观科学性。未来在城乡一体化评价体系研究领域将更加侧重实践应用。

基于“互联网+”的农业大数据平台构建

"互联网+"可有效提高农业各个环节的运行效率。介绍了农业大数据发展现状,总结分析现阶段农业大数据发展过程中存在数据孤岛、数据系统扩容能力弱、数据服务类型单一等问题,并针对这些问题,结合互联网、移动互联网、物联网等信息化手段,从设计原则、思路、框架及功能模块对农业大数据平台进行设计,根据多源接入、标准处理、分级使用、开放应用的原则,构建了历史数据提取、异源数据共享、数据直采的数据采集功能,数据标准化汇集、多源数据验证细化了数据采集、数据处理、数据应用功能应用,建立创新数据应用模式,为全面提升现代农业效率助力。

基于众包的农业大数据采集平台构建

众包可以将非特定社会大众引入到农业大数据采集中,能有效扩充数据采集队伍,扩大数据采集范围。介绍了众包及农业大数据采集的内涵,针对参与众包大数据采集的农户、农场、农企的特性进行分析,并建立数据采集平台运行机制,设计平台多种数据接入、数据源质量评级、数据隐私分级等功能,分析众包农业大数据采集平台对现有农业数据采集工作的优势,为农业大数据的采集工作进一步提升助力。

考虑日光温室空间异质性的黄瓜叶片湿润时间估算模型研究

叶片湿润时间(LWD)是植物病害模型的重要输入变量之一,它与许多叶部病原菌的侵染有关,影响病原侵染和发育速率。为了准确地预测日光温室黄瓜病害的发生时间和方位,本研究于2019年3月和9月在北京两个不同类型日光温室内按照棋盘格法设置了9个采样点部署温湿光传感器和目测叶片湿润时间,每隔1 h采集一次温度、湿度、辐射和叶片湿润数据进行定量估算分析。分析结果表明:BP神经网络模型在两个温室的试验条件下获得了相似的准确度(ACC为0.90和0.92),比相对湿度经验模型估算叶片湿润时间的准确度(ACC为0.82和0.84)更高,平均绝对误差MAE分别为1.81和1.61 h,均方根误差RSME分别为2.10和1.87,决定系数R2分别为0.87和0.85;在晴天和多云天气条件下,叶片湿润时间的空间分布总体规律是南部>中部>北部,南面是叶片湿润平均时间(12.17 h/d)最长的区域;由东向西方向上,叶片湿润时间的空间分布总体规律是东部>西部>中部,中部是叶片湿润平均时间(4.83 h/d)最短的区域;雨天的叶片湿润平均时间比晴天和多云长,春季和秋季分别为17.15和17.41 h/d。这些变化和差异对温室黄瓜种群水平方向的叶片湿润时间分布具有重要影响,与大多数高湿性黄瓜病害的发生规律密切相关。本研究为预测温室黄瓜病害分布提供了有价值的参考,对控制病害流行和减少农药使用具有重要意义,提出的区域化分析温室内叶片湿润时间的方法,可以为模拟日光温室叶片湿润时间的空间分布提供参考。

基于BP模型和Ward法的北京市平谷区乡村地域功能评价与分区

构建乡村地域功能评价指标体系,借助BP神经网络模型揭示平谷区"生产-生活-生态"功能分异特征;运用Ward法划分功能区,服务于平谷区乡村转型发展和功能区布局。结果表明:1在多项功能综合作用下,平谷区基本形成了"平原地区生产功能较强、镇中心及周边村域生活功能明显、山地区以生态功能为主"的功能分布格局。2基于评价结果和空间属性,平谷区划分为西部平原生产区、东部山地生态生产区、中部平原城市生活区、中部近郊平原生活区、东部丘陵生态生活区和北部山地生态区。其中,西部平原生产区、中部平原城市生活区、北部山地生态区是平谷三生空间功能发展的优势区域,分布相对集中。按照"强功能重优化、中等功能重提升、弱功能重改善"的原则提升乡村地域功能,促进地区均衡发展。

设施蔬菜科技应用现状及对策分析——以北京市为例

蔬菜是城乡居民生活必不可少的重要农产品,保障蔬菜供给是重大的民生问题。基于北京市郊区涉农经营主体设施蔬菜科技发展情况的调研,对设施生产技术和装备应用现状进行了深入分析,研究发现北京市设施蔬菜产业在重点技术研发和示范推广等科研项目为带动下实施,近年来已经在许多领域实现了技术突破,展现了良好的经济效益和社会效益。总体来看,北京设施蔬菜发展水平较高,并向高效、环保、可持续方向发展,但与发达国家相比,仍存在生产水平和资源利用率低、规模化作业程度低、采后处理和加工落后、设施装备与栽培技术的结合不足等问题,需要通过需求导向、优势实破、创新驱动、四化同步等策略来提高设施蔬菜的综合竞争力和整体发展水平。

基于时间序列环境卫星影像的作物分类识别

环境星影像具有较高的时间和空间分辨率,利用其时序遥感数据进行作物信息提取优势明显。该文以黑龙江垦区友谊农场作物为研究对象,利用2010年6月至9月共10景HJ-CCD数据进行作物种植分类信息提取。首先,通过SPLINE算法对云影响区域插值去噪,重构时间序列影像数据;其次,通过分析试验区主要作物的光谱和植被指数时序变化特征,构建基于决策树分层分类的主要作物遥感分类模型,成功提取了黑龙江友谊农场大豆、玉米和水稻的种植信息,分类总体精度达到96.33%。同时,将分类结果同基于时间序列植被指数影像的支持向量机和最大似然法分类结果相比较,结果表明,决策树分类效果最好,支持向量机次之,最大似然分类较差。研究表明,通过去云处理后构建的时间序列HJ卫星遥感影像,结合作物的光谱和典型植被指数时序变化特征,借助于决策树分类方法能够有效提高黑龙江垦区主要种植作物分类的准确性和精度。

自动监测装置用温室粉虱和蓟马成虫图像分割识别算法

为了监测温室黄瓜作物虫害种类、数量变化情况以预测虫害发展趋势,该文以粉虱和蓟马为例,提出了一种基于Prewitt、Canny边缘检测算子分割和SVM(support vector machine)的温室粉虱和蓟马诱虫板的图像识别算法。该方法利用HSI(Hue-Saturation-Intensity)颜色空间的I分量与L*a*b*颜色空间的b分量二值图像中害虫目标与背景的高对比性,再分别相应地利用Prewitt算子和Canny算子进行单头害虫边缘分割,再经过形态学处理,最后融合这两幅二值图像完成单头害虫区域的提取。然后提取害虫的5个形态特征(面积、相对面积、周长、复杂度、占空比)及9个颜色特征(Hue-Saturation-Value颜色空间、HSI颜色空间、L*a*b*颜色空间各分量的一阶矩),并对这14个特征参数进行归一化处理,将特征值作为SVM的输入向量,进行温室粉虱和蓟马的诱虫板图像识别。通过分析比较不同向量组合的BP(back propagation)与SVM的害虫识别率、4种不同SVM核函数的害虫识别率,发现颜色特征向量是粉虱和蓟马识别的主成分,且SVM的识别效果优于BP神经网络、线性核函数的SVM分类性能最好且稳定。结果表明:平均识别准确率达到了93.5%,粉虱和蓟马成虫的识别率分别是96.0%和91.0%,能够实现温室害虫的诱虫板图像识别。该研究可以为虫害的监测与预警提供支持,为及时采取正确的防治措施提供重要的理论依据。

小麦Wx基因近等基因系的创制及其对直链淀粉含量、面条感官品质的影响

为明确不同Wx基因对小麦直链淀粉含量的影响以及筛选面条品质优异的基因型,以糯小麦品系Caiwx（aabbdd）为3个Wx基因隐性突变供体亲本,以扬麦01-2（AABBDD）为轮回亲本,利用连续回交结合花粉碘染、STS标记和同工酶标记检测方法,创制了8种Wx基因纯合基因型的近等基因系,其基因型分别为AABBDD、AABBdd、AAbbDD、AAbbdd、aaBBDD、aaBBdd、aabbDD和aabbdd。利用这些基因型探讨了不同Wx基因对直链淀粉含量及面条感官品质的影响。结果表明,各系的直链淀粉含量为0.9%~24.8%,系间差异显著;糯小麦型（aabbdd）直链淀粉含量最低,双缺失型和单缺失型其次,双缺失型中aaBBdd型含量最高,单缺失型中AAbbDD型含量最低,表明Wx-B1对直链淀粉的合成作用最大。糯小麦型面条的色泽、表观、软硬度、黏性、韧性得分以及总分显著低于其他类型及轮回亲本扬麦01-2;单缺失型面条的色泽、表观得分、总分显著高于轮回亲本扬麦01-2,其中aaBBDD型面条品质表现突出,与市售优质面条粉＂雪花粉＂制作的面条得分相当,而其他7种基因型及轮回亲本扬麦01-2的面条评分均显著低于雪花粉。说明可以通过遗传操作Wx基因培育优质面条小麦品种。

基于可见光-近红外新光谱特征和最优组合原理的大麦叶片氮含量监测

提出新的作物冠层叶片氮含量(LNC)高光谱遥感监测方法,以对氮素要求较高的大麦LNC监测为例,利用田间实测数据,从可见光-近红外区域的高光谱反射曲线中提取包含丰富多波段信息的斜率、夹角等新型特征参数,应用组合预测领域中的权重最优组合原理及其算法,实现对作物LNC的高光谱监测.研究表明,提出的高光谱反射曲线斜率和夹角等新型特征参数与作物LNC显著相关,并具有较好的定量响应关系,其中关键斜率参数(K re/K pb)和K pb以及夹角参数(Aδ/Aα)和(Aδ/Aθ)较好地描述了LNC的动态变化;而权重最优组合分析则表明(K re/K pb)和K nir1两个参数的组合最能响应LNC的光谱信息,有助于增强监测的稳定性并提高估测的精度.