农业模式在智慧农业中的研究应用

来源:华文易迅 时间:2022-09-08 09:00:00

近代世界农业经历了农机化、化学化、水利化、电气化的发展历程。与此同时，生物工程、新材料、新能源、海洋技术、信息技术、空间技术等高科技在农业上的应用越来越广泛，持续农业(包括有机农业)出现，具有各种形式，如生态农业和超石油农业)以及信息农业，不仅有可能大幅增加土地单位面积产量和牲畜产出率，从而大大提高农业生产力，降低各种农业成本，还会导致农业生产布局发生重大变化[1]。

我国农业正处于由传统农业向现代农业的转型时期，由于农业发展动力、目的、目的等不同，现代农业的初步实现，在转型时期基本实现和完全实现3个阶段共存[2]，其中包括持续农业和信息化农业。信息农业研究在中国的应用经历了智能农业、精确(准)农业、数字农业等阶段，伴随着物联网、云计算、大数据、人工智能、区块链及5G等技术的兴起和在农业中的应用，使其走向智慧农业阶段。

智慧型农业是指具有信息知觉、信息传递和智能处理技术支持的现代农业，也就是以信息知觉和智能处理为代表的先进信息技术在现代农业中广泛应用。各种结构因素(种植业、林业、畜牧、渔业、加工业)和各个部门(生产、科研、教育、行政、行政、循环、服务)，通过“人-机-物”互联与智慧化，促进现代科技、现代工业设备、现代管理思想与方法在农业上的应用，推进现代农业科学化、商品化、集约化、产业化，实现高产、优质、高效、生态、安全、绿色目标。在农业模式上，将农业人工智能和数据分析等技术贯穿到智慧农业的整个信息感知、传输、处理和控制过程中，从而成为智慧农业的核心技术。

本论文通过对农业模式、农业模式与智慧农业的关系、分类、建模过程、作用及国内外比较农业模型研究中的重要进展等进行了分析，此外，还附有农业模型应用实例，阐述了农业模式在智慧农业中的核心作用，探讨了其进一步发展思路，促进了农业模式在智慧农业中的研究应用，推动智能农业的健康、稳定、持续发展。

农用模式，也叫农业系统模式、计算机模拟农业模式等等，是对研究农业问题的数量规律建立数学模型的统称。具体地说，是以农业系统要素包括农业生物、农业环境、农业技术、农业经济等为研究对象，根据农业系统学和农业科学原理，定量表达了农业系统中各要素之间的相互关系(图1)。该方法经过验证，可以定量地预测农业系统各要素及其因素的发生、发展过程和结果，并对其进行监控。农用模型与农业系统模拟既密切联系又有区别，农业模型是农业系统各要素之间以及要素之间关系的逻辑数学表达式，而农业系统模拟涉及建模与操作，是一个技术与过程[5]。

智慧农业模式以农业模式为核心，其信息感知、信息传递、信息处理与控制三大技术体系为依托，每一项都离不开农业模式的支持。第一，信息知觉包括接触和非接触知觉两种类型，接触知觉主要由物理、化学、生物传感材料和信号来感知，非接触知觉主要通过光线，声音、波、图象等过程与信号的感知，这两种类型的信息知觉都是由信号转化为农业参数，这两者都需要大量的农业模型来实现。第二，信息传输包括有线和无线两种方式，都有从数据到信息再到数据的过程，同样需要农业模型的支持与处理。其三，信息的处理和控制主要是通过分析、加工获得的数据，制定相应的控制方案，更需要农业模型的支持。