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1、农业信息技术与信息管理系统,电气信息工程学院,徐雷钧,白,雪,学,分,：,2,学,时,：,30,其中，讲课：,24,，实验：,2,，上机：,4,）,先修课程,：农业工程导论，模拟电子技术，数字电子技术，,数字信号处理等,教,材,：农业信息技术；马新明、杨林楠主编；,中国农业出版社，,2010.10,第,1,版,参考书目,：农业信息技术,李军主编,科学出版社,2011.5,第,2,版,农业信息技术与信息系统开发,胡林,中国农业科学技,术出版社,2008.7,第,1,版,课程说明,大纲及内容,农业,信息,技术,与,信息,管理,系统,信息采集,信息管理,小环境信息采集与处理（传感器）,大尺度信息采集
2、（遥感技术）,位置信息采集（,GPS,定位技术）,数据库技术,地理信息平台（,GIS,技术）,精确农业（综合管理系统应用）,信息传递：,网络与通信技术,课程目标,理解数字农业概念,掌握数据信息的可视化设计及管理方法,初步具备建设综合性农业信息平台框架的能力,建立移植新技术新方法建设现代农业的理念,了解农业信息的采集与监测技术,?,目,标,第一章,农业信息技术概述,信息技术发展概述,1,农业信息技术概述,2,数字农作技术展望,3,一、信息技术的概念,二、信息技术的发展历程,三、现代信息技术内容,四、“数字地球”构想,第一节,信息技术发展概述,第一节,信息技术发展概述,信息,（,informati
3、on,）是信息源所发生的各种信号和消息经过,传递被人们所感知、接收、认识和理解的内容的统称。,信息技术,（,information technology,，,IT,）是指获取、处理、,传递、存储、使用信息的技术，是能够扩展人们的信息功能,的技术。,感觉器官,传导神经网络,思维器官,效应器官,信息控制技术,信息采集技术,信息传递技术,信息处理技术,一、信息技术的概念,（一）信息采集技术,信息采集技术,指能有效地扩展人类感觉器官的感知域、,灵敏度、分辨力和作用范围的技术。,包括传感、测量、识别和遥感遥测技术等,但目前广泛使用的主要是传感技术、遥测技术、遥感技,术和全球卫星定位技术等。,第一节,信息
4、技术发展概述,一、信息技术的概念,第一节,信息技术发展概述,（二）信息传递技术,?,数字程控交换技术,?,综合业务数字通信网,?,光纤通讯,?,数字移动通信,?,卫星通讯,?,信息高速公路,信息传递技术,也称通信技术,一、信息技术的概念,第一节,信息技术发展概述,（三）信息处理技术,信息处理技术,就是应用计算机硬件、软件及数字传输网，对信,息进行文字、图形、特征识别，信息与交换码之间的转换，信,息的整理、加工、生成，以及利用数据库、知识库实现信息存,储和积累的技术。,?,信息识别技术,?,信息转换技术,?,信息加工技术,?,信息存储技术,一、信息技术的概念,第一节,信息技术发展概述,（四）信息
5、控制技术,信息控制技术,的功能是根据输入的指令信息（决策信息）对,外部事物的运动状态和方式实施干预，是效应器官功能的扩,展延伸。,?,显现技术,?,人机接口技术,?,遥控技术,?,自动控制技术,?,机器人技术,一、信息技术的概念,信,息,技,术,的,核,心,与外部世界,的接口,第一节,信息技术发展概述,信息技术组成及其功能示意图,已形成的综合应用开发技术：,?,数据库技术,?,人工智能,?,专家系统,?,遥感技术,?,地理信息系统,第一节,信息技术发展概述,二、信息技术的发展历程,第一节,信息技术发展概述,（一）古代信息技术,手势、喊叫、形体动作,（远古时代,）,视觉通信,听觉通信,邮驿传书,
6、（二）近代信息技术,广播与电视技术,摄影技术,电影技术,电报与电话技术,第一节,信息技术发展概述,二、信息技术的发展历程,二、信息技术的发展历程,（三）现代信息技术,以微电子技术为基础技术，以计算机技术和,现代通信技术为主要代表。,?,信息获取技术,?,信息处理技术,?,信息传递技术,?,信息存储技术,第一节,信息技术发展概述,三、现代信息技术内容,现代信息技术,是指,20,世纪,70,年代以来，随着微电子技术、,计算机技术和通信技术的发展，围绕着信息的产生、收集、,存储、处理、检索和传递，形成的一个全新的、用以开发,和利用信息资源的高技术群。,其中以微电子技术、计算机技术、软件技术、通信技术
7、为主导,?,微电子技术,?,新型元器件技术,?,通信技术,?,计算机技术,?,各类软件及系统集成技术,?,光盘技术,?,传感技术,?,机器人技术,?,高清晰度电视技术,?,第一节,信息技术发展概述,微电子产品已经广泛的应用于生产和生活的各个领域,（一）微电子技术,系统与电路设计,器件物理,工艺技术,材料制备,自动测试与封装,一,系,列,专,门,技,术,第一节,信息技术发展概述,三、现代信息技术内容,微电子技术,是随着集成电路技术发展起来的一门新兴技术。,以芯片和集成电路为研究重点,趋势：不断缩小电路元件的尺寸,提高集成度,第一节,信息技术发展概述,现代传感技术,就是人们采集获取信息的技术。,三
8、、现代信息技术内容,（二）传感技术,?,传感器技术,?,雷达技术,?,遥测技术,?,遥感技术,?,第一节,信息技术发展概述,信息存储技术,是人们记录保存信息的技术。,三、现代信息技术内容,（三）信息存储技术,?,磁存储技术,?,光存储技术,?,微缩存储技术,?,.,第一节,信息技术发展概述,三、现代信息技术内容,（四）计算机技术,计算机,是一种能自动、快速、精确进行信息处理的电子设备。,应用广泛：,?,科学计算,?,数据采集和处理,?,信息传输和处理,?,实时控制,?,计算机辅助教育,?,计算机辅助设计,?,人工智能与机器人,?,.,?,远程教育与培训,?,商业宣传,?,图书资料管理,?,监视
9、系统,?,办公自动化,?,医疗诊断,?,电子出版,?,仪器仪表,?,农业管理,?,虚拟现实技术,第一节,信息技术发展概述,三、现代信息技术内容,（五）多媒体技术,多媒体技术,是指能对音乐、声音、文字、图像、照片、动,画、电影、电视等多种形式信息进行处理和传输的技术，,能使用户获得图、声、文并茂的计算机画面。,第一节,信息技术发展概述,三、现代信息技术内容,文化、娱乐、教育、卫生、金融等方面广泛的信息服务,（六）通信技术,通信,是信息的传输与交换，也就是将语言、文字、符号、音乐、,图像等信息从发送者传输给另一个时空点的收集者。,通信系统,是指实现这一通信过程的全部技术设备和信道（传输,媒介）的总
10、和。,?,长途和本地的有线电话网（包括光缆、同轴电缆网）,?,无线电话网（包括卫星通信、微波中继通信网）,?,有线电视网,?,计算机数据网,第一节,信息技术发展概述,四、数字地球构想,核心思想,:,用数字化的手段整体性地解决地球问题,即与空间,位置相关的问题，以最大限度地利用信息资源。,数字地球,：,Digital Earth,前美国副总统戈尔于,1998,年发表题为“数字地球,21,世纪,人类认识地球的方式”演讲时提出。,实质,：全球性的超巨大的海量信息综合系统,第一节,信息技术发展概述,四、数字地球构想,基本特征：,（,1,）,空间性、数字性和整体性,，三者有机融合，区别于其它信息系统。,
11、（,2,）具有无边无缝的,分布式数据层结构,，包括多源、多比例尺、多分辨率、,历史和现时的、矢量格式和栅格格式的海量数据。,（,3,）具有迅速充实、联网的,地理数据,库。,（,4,）采用,开放平台构件技术,、动态互操作等最先进的技术方案。,（,5,）运用具有传感器功能的特制数据手套，,实时查询和调用,数字地球中的,信息，还可以进行各类可视化操作。,（,6,）服务对象,覆盖整个社会层面,，从政府机关到科教、生产单位，从专,业技术人员到普通老百姓，都可以找到自己所需要的信息。,多学科信息技术支撑：,（,1,）信息高速公路和计算机宽带高速网；,（,2,）高分辨率卫星影像；,（,3,）空间信息技术与空
12、间数据基础设施；,（,4,）大容量数据存贮及云数据；,（,5,）科学计算；,（,6,）可视化和虚拟现实技术。,第一节,信息技术发展概述,四、数字地球构想,智慧地球,云,计,算,物,联,网,第二节,农业信息技术概述,一、农业信息的概念和特点,二、农业信息技术的主要内容,三、农业信息技术应用,四、农业信息技术发展现状,一、农业信息的概念和特点,第二节,农业信息技术概述,农业信息,是指农业生产过程中所表现出来的一切消息、情况或知,识，是信息在农业领域的具体体现，如作物长势信息，产量与品,质信息，农业资料信息等。主要类型：,农业环境信息,农业生物信息,农业生产信息,农业科技信息,农业信息特点：,地域性
13、：,地形、地貌、土壤类型、气候状况、水资源乃至产量都有地,域,性差别。,时效性：,动态的有时限性，需要有效、迅速、及时地传播和处理。,周期性：,生物的生长发育过程具有周期性，生长信息有固定时序特征。,综合性：,农业本身的复杂性和综合性，如长势信息综合了土壤，气候，,管理等信息。,滞后性：,生长发育过程慢变，例如土壤信息或生物病虫害信息普遍滞,后。,准确性：,农业是群体生命的科学，具有生命科学准确性，如土壤,PH,值。,一、农业信息的概念和特点,第二节,农业信息技术概述,二、农业信息技术的主要内容,第二节,农业信息技术概述,农业信息技术,（,Information Technology in A
14、griculture,，或,Agricultural Information Technology,，,AIT,）指利用信息技术对农,业生产、经营管理、战略决策过程中的自然、经济和社会信息进,行采集、存贮、传递、处理和分析，为农业研究者、生产者、经,营者和管理者提供资料查询、技术咨询、辅助决策和自动调控等,多项服务的技术的总称。,是信息技术和农业技术发展相结合的,边缘交叉,学科，是信息技术,在农业领域的应用分支，是利用现代高新技术改造传统农业的重,要途径。,二、农业信息技术的主要内容,第二节,农业信息技术概述,农业信息技术,是传感器计算机和通信技术在农业上的综合应用。,主要内容包括：,农业信息
15、采集技术；农业数据库技术；,农业专家系统,；,农业模拟模型；,地理信息系统（,GIS,),；农业遥感监测,(RS),；全球定位系统,(GPS),；,（,3S,技术,),农业决策支持系统；农业信息网络；农业智能控制技术。,第二节,农业信息技术概述,三、农业信息技术应用,（一）田间生产管理；,（二）设施栽培；,（三）水产养殖与畜禽饲养,（四）农产品储藏与加工,（五）农业生态环境监测与保护,四、农业信息技术发展现状,第二节,农业信息技术概述,国外农业信息技术发展主要经历三个阶段：,（一）,20,世纪,50,年代的广播，电话，电视通信和计算机科学计算；,（二）,20,世纪,70,，,80,年代的数据处
16、理和知识处理；,（三）自,20,世纪,90,年代开始，精确农业技术产生并发展，智能农业机,械系统集成与实践。,目前，欧美国家农业信息技术发展进入产业化阶段，在完成了农业工,业化和农业机械化后，已经进入农业信息化时代。,代表性国家：,美国，日本，德国,我国农业信息技术研究和应用起步较晚，,20,世纪,90,年代开始开展智能化农业,专家系统，农业系统模拟模型，农业信息管理系统等方面研究与推广,：,（一）建立北京小汤山，上海，云南等,20,多个农业信息技术应用示范区。,（二）建成中国农林文献，中国农作物种子资源等,100,多个数据库，开发了农,业专家系统及平台。,（三）十五期间，开设“数字农业技术研
17、究与示范”专项,863,课题，形成我,国数字农业技术框架。,（四）设立国家科技支撑计划重大项目“现代农村信息化关键技术研究与示,范”，农村综合信息服务关键技术研发；数字农业及精准农业也取得重大进,展。,四、农业信息技术发展现状,第二节,农业信息技术概述,第三节,数字农作技术,一、数字农作的内容,二、数字农作的关键技术,三、数字农作发展展望,数字农作技术是现代农业信息技术的发展方向,主要内容包括理论基础、关键技术、应用系统等方面。,理论基础,包括农作信息的结构、性质、分类及其表达，农作信息的传输机,制与信息流的形成机理，农作信息的管理与调控技术等。,技术体系,包括农作信息获取、信息处理、信息模拟
18、、信息控制等方面，包,括遥感系统、地理信息系统、全球定位系统、数据库、模拟模型、人工智,能、决策支持和网络技术等。,应用系统,是以农作信息流为主线，定量描述整个农作生产系统的过程及其,环境与社会经济关系，实现农作生产系统分析、设计管理、决策调控的信,息化和科学化。,第三节,数字农作技术,一、数字农作的内容,第三节,数字农作技术,二、数字农作的关键技术,农作信息管理技术：,包括地区编码库、气象库、土壤库、品种库、农情库、,灾情库、灌溉库、植保库、施肥库、化控库、作物营养库等数据库的建立,和管理。,农作过程模拟技术：,通过定量描述作物生长与生产系统内相关成分及过程,的相互关系，建立基于“作物环境技
19、术”关系的系统动力学模型，从,而动态预测农作系统的行为和结果。包括作物生长模拟模型和作物形态虚,拟模型。,农作信息监测技术：,通过光谱遥感、红外成像、机器视觉、图像处理等手,段，对农田土壤水分、土壤肥力、杂草、病虫害、作物苗情等农情状态进,行实时无损监测和诊断，为农业生产预测预报和管理决策提供基础信息。,农作管理决策技术：,对获取的各种信息分析、处理和管理，是,农业生产决策必不可少的环节；主要包括专家系统和基于模型,（包括知识模型、生长模型以及两者的结合）的决策支持系统。,数字农作平台技术：,数字农作平台技术就是完成各个系统之间,的集成技术，包括,3S,技术的集成、知识系统与模拟模型的集成、,
20、模拟系统与,3S,技术的集成、形态模型和生长模型的集成等。,第三节,数字农作技术,二、数字农作的关键技术,三、数字农作发展展望,第三节,数字农作技术,数据库技术：从过程的数据管理和计算向数据仓库和数据挖掘方向发展。,农业专家系统：向基于模型的模拟关系到耦合功能方向发展。,作物模拟模型：生理生态预测与形态结构显示相结合方向发展。,农业信息网络：向物联网方向发展。,农业遥感技术：向多传感器，高分辨率，提高农情信息无损获取的有效,性。,单项农业信息技术发展趋势：,总体趋势：,重点研究领域：农业生产要素与生产过程的信息化与数字化,关键技术：农业资源的信息化管理，农作状态的自动化监测，农作过程的,数字化模拟，农作系统的可视化设计，农作管理的精确化控制。,实现农业系统监测、预测、设计、管理、控制的数字化、精确化、可视化、,网络化，提升农业生产系统的综合管理水平和核心生产力，实现以农作系,统的数字化和自动化带动农业产业的信息化和现代化。,三、数字农作发展展望,第三节,数字农作技术,思考题,?,1.,了解农业信息技术概述章节中哪些概念？,?,农业信息技术？物联网？云计算？数字地球？数字农作技术？,?,2.,农业信息技术体系的关键技术有哪些？,?,3.,如果以后从事数字农作平台建设工作，,对哪些技术更感兴趣？如,何做准备？,?,?,?,
