技术创新下的现代农业信息化论文

1现代农业信息技术创新进入集成智能发展新阶段

农业信息化建设与创新发展主要经历了3个阶段：农业信息基础设施建设阶段；农业信息技术集成系统的开发建设及实施阶段；现代农业信息化阶段。其中，现代农业信息化阶段的主要特征是信息成为比土地、生产资料等更重要的要素，信息对于农业生产附加值的影响更大［4］。目前，我国多数省份农业信息化总体处于农业信息技术集成系统开发建设及实施阶段，农业信息技术的重点是进行资源整合、硬件集成应用及多元化软件开发。信息技术应用同样经历了3个阶段：第一阶段是上个世纪50～60年代的科学计算；第二阶段是70～80年代的数据处理和知识处理；第三阶段是进入90年代以来，计算机技术、人工智能技术、网络技术和多媒体技术的应用。当前，农业信息技术已进入了一个新的发展时期［5，6］。发达国家积极推广的农业信息技术有：农业信息处理和获取、农业系统模拟、农业生产管理、农业专家系统、农业计算机网络、农业决策支持系统、农业信息实时处理等［6］。如美国的精准农业信息化技术；德国强大的涉农数据库系统；法国集成信息、通信卫星及专家系统服务于现代农业；澳大利亚的农业生产全程信息化及农产品安全追溯；韩国建立的农场信息技术系统、土壤环境信息系统、农产品出口产品管理系统等。

2现代农业信息技术创新

2．1发展特征及趋势

现代农业信息化科技创新的主要特征有：①以高科技为依托，具有高投入性；②相互渗透，具有开放性；③促进规模经营，具有高效性；④需求与要求矛盾多，极具差异性；⑤引进竞争机制，具有挑战性［7］。同时，智能化、移动互联特征鲜明，农业信息化呈现出集成化、专业化、网络化、多媒体化、综合化、全程化。当前，全国农业信息化科技创新呈现出新的趋势：①从注重基础建设向注重资源整合转变；②终端开发应用开始由传统终端向高效便捷的智能化终端转变；③产业信息化开始由单一环节的信息化科技创新向全产业链信息化科技创新转变；④由单一信息化技术创新向集成技术创新转变；⑤农业信息服务科技手段开始由传统单一方式向协同化、精准化、个性化、可视化、智能化方向转变；⑥创新机制开始由高校科研机构为主体、国家无偿投入为主，向以企业为主体、产学研结合、国家有偿投入转变。

2．2发展策略

依据前述发展阶段，在发展策略上，第一阶段为政府主导型，农业信息技术基础设施的研究、开发，实验的人力、物力主要由政府投入；第二阶段是双轨协调型。即综合运用政府和市场两种力量，农业信息技术的发展建设由政府、科研院校和企业共同参与；第三阶段为市场主导型。政府主要承担发展战略制订和政策环境构建，引导技术创新和产业发展，受技术创新利益驱动，企业是信息技术发展的主要推动力量［8］。“十三五”期间，我国大部分省份应该采取第二阶段战略，即双轨协调型，政府做好规划，引导企业发挥创新主体地位的作用。

3现代农业信息化关键技术

从信息利用过程来看，农业信息化技术创新的重点任务可归纳为：①信息自动获取技术，主要包括传感、遥测、遥感及摄像扫描技术；②信息传输技术，包括光纤通信卫星、通信激光等；③信息利用技术，包括数据库技术管理、系统人工智能与专家系统、遥感技术RS、地理信息系统GIS、全球定位系统GPS、模拟与仿真技术和计算机网络技术等［9］；④信息控制技术，包括生产自动化技术，如农业生产领域的自动灌溉、自动施肥、温度自动调节等技术。同时，农业信息网络平台建设、农业信息资源数据库建设、农业信息监测与速报系统、虚拟农业和精确农业等已成为农业信息化建设的重点。其中，农业数据库产业是信息部门重点开发的领域，农业应用软件开发将成为农业信息产业化的重要组成部分［10］。在农业信息智能分析方面，需要突破智能化数据采集与挖掘、海量数据管理、生产风险因子早期识别、农产品市场价格短期预测等关键技术［11］。其中，精准农业、数字农业、农业电子商务、农产品质量安全追溯、农业技术集成、低成本便捷性农业软件和终端技术等将成为“十三五”期间农业发展研究的重点。

4现代农业信息化关键技术创新

4．1精准农业：农业生产过程信息化

针对农业生产环节精细化程度不高、农业污染、资源浪费大等突出问题，面向良种繁育、作物栽培、畜禽饲养等农业生产，以精准农业“3S”等关键技术集成开发与应用为代表，研究农田水、土、肥、气、温度等生长信息的智能感知与快速获取技术；研究土壤养分与墒情变化、耕地质量动态、气候变化等监测与处理技术；研发农田精准作业导航与变量作业控制、精准作业数字化管理与智能决策等管理系统；建设动植物防病治病、病虫草鼠害发生、重大疫情快速反应与预警体系。整合建设北斗导航、全球定位系统GPS、农田地理信息系统GIS、农田遥感监测系统、农业专家系统、网络化管理系统等，构建省级主要作物精准作业体系。推广测土配方施肥等一批共性关键技术和重大系统产品，提升省级以精准农业为代表的农业精细化生产水平。

4．2数字农业：农产品加工储运领域信息化

针对农产品加工储运领域自动化控制水平不高、管理薄弱等问题，加强农产品加工储运信息科技创新，重点开展农产品加工智能化装备、生产自动化控制、农产品储藏环境远程监控、鲜活农产品冷链运输控制、农产品物流管控等信息技术研发。攻克农业信息智能处理与知识发现技术，探索农业信息大数据应用建设。构建农产品加工数字模型和虚拟加工储运技术平台。研究农产品加工过程模拟模型，开发便捷性生产加工管理系统。利用工业化数字控制技术已有研究和应用成果，改造、改良传统农业产品加工领域的技术和设备，实现农产品加工储运优先向数字化迈进。

4．3农产品电子商务：农产品交易信息化

针对农产品信息流通、交易不畅等问题，顺应电子商务发展趋势，通过引进与开发，依靠信息科技创新，形成易用、好用的生态地理标志农产品电子商务平台及系统，降低农产品交易成本，提高科技信息服务含量，提升农产品交易的快捷性和便捷性。建设新型农产品交易平台、大型农产品数据库；加强支付、认证、配送等环节创新信息技术研发与应用；创新生产、流通、交易、竞价、网上超市等体验式服务。引导电信运营商、电信增值业务服务商、内容服务提供商和金融服务机构相互协作，开发电视、手机、电脑、公共服务等多种接入终端，建设并创新完善移动农业电子商务服务平台，研发信用积分管理系统，加强交易双方的信用管理。积极研发以电子商务为导向的配送物流配套体系，完善农业电子商务创新体系。

4．4产品质量安全追溯：农产品质量安全控制信息化

针对当前农产品质量安全问题，重点研究及应用农产品电子标识以及物流网络构建技术。研发质量监控、追溯技术及设备，推广便携式快速检验终端。通过农产品信息采集、质量检测监控、质量安全追溯信息读取等新型信息技术研发，实现农产品质量全程控制，保证质量。重点综合应用推广农产品电子标签及条码标识、信息采集与传输、无线移动数据采集与可靠传输技术，降低RFID设备和标签的成本，提高RFID技术普及率。针对猪肉、牛肉、鸡肉、蔬菜、水产品以及茶叶等农产品开展质量安全监管与质量追溯信息化示范，提高农产品质量及其安全水平。

4．5共性关键技术：创新现代农业信息服务共性关键技术

针对不同类型企业和经济组织急需的共性关键技术，主要进行信息化关键技术集成与应用，开发个性化信息服务软件和设备，探索农业信息资源挖掘与便捷传送技术，通过大型智能农业综合信息服务平台建设，实现硬件云平台化、软件超市化，形成农业信息共性关键技术创新体系。面向大田作物、设施蔬菜、集约化畜禽与水产等生产经营全产业链，集成数字农业、精准作业、农产品质量安全追溯等关键技术，推进农业物联网信息融合与云计算等核心技术，开发性能可靠、成本低廉、操作简便的现代农业软硬件技术产品和系统，推进农业生产经营的信息化、数字化、精准化［12］。面向农业合作社、家庭农场等中小经济组织，进行移动互联网设备及软件的研发与创新，开发特色软件，提高软件稳定性，满足特定用户的使用体验，解决农业人口普遍存在的文化程度总体相对偏低问题，提升信息化水平。

5现代农业信息化关键技术创新保障

信息服务业作为新兴行业，需要依靠政府大力推动，这是我国农业信息服务业发展的关键［13］。为实现我国现代农业信息化科技创新的战略目标，政府需通过重大专项的形式支持农业企业等相关经济组织和科研院所积极开展农业信息化技术研发与应用示范，引导农业信息化创新，保障各项工作顺利实施（见图1）。

5．1关键技术创新思路

根据农业信息化发展阶段，结合农村信息化“十二五”发展情况，针对现代农业发展过程中的瓶颈问题，解决农业产业化发展中农业信息服务共性关键技术集成应用的具体问题，保障现代农业在信息采集、加工处理、信息传播、信息接收利用等环节的畅通，提升农业信息化水平，为现代农业快速发展提供保障，实现农业现代化、信息化协调发展。

5．2关键技术创新布局

（1）农业信息体系创新布局。重点完善以科研院所、重点企业为主体的关键技术集成技术创新体系；构建以农业综合信息服务平台建设、信息服务资源整合、信息传输以建设及信息服务终端研发为主要内容的服务体系；形成以试验、示范为主要手段的推广应用体系。

（2）应用示范布局。以市场需求为导向，通过园区激发区域发展内生动力，建设精准农业、数字农业、农业电子商务、农产品质量安全追溯、农业技术集成、低成本便捷性农业软件和终端技术等信息服务创新试验区、示范区。通过示范应用，推进设计研发信息化、生产装备数字化、生产过程智能化和经营管理网络化。

（3）项目引导设置布局。设置农业信息化省级综合信息服务平台、特色产业大数据库资源挖掘等关键技术集成开发应用示范类基础服务项目；设置高附加值农产品精准生产、农产品集约化生产物联网管控、地理标志农产品农业电子商务平台、农业物流信息化管理系统、低成本农产品质量追溯系统、移动互联网农业信息服务便捷终端、中小型农业智能装备等关键技术的集成开发应用与示范类产业应用项目。通过科技信息战略布局做好创新服务体系建设和应用示范工作，以重大专项为引导，促进农业产业化生产关键环节的重点技术应用获得突破，实现现代农业科技信息化创新的总体目标。

作者:刘峥 张鹏飞 黄志文 单位: 湖北省科技信息研究院农村信息化促进中心