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智能设备让农民不再靠天吃饭

2005-2-21

中国农业机械化科学研究，顾名思义，就是研究现代农业生产所需要的机械和设备，因此，在数字农业专项的实施中，它有着重要的位置。因为，在普通老百姓的眼中，大型、智能化的农业机械，如联合收割机、智能化的灌溉、飞机喷洒药和施肥等，更能代表现代化。

“在2003年开始启动的数字农业863专项中，我们的任务就是要将数字化的农业生产过程，可视化的表达、设计、控制、管理，体现在农业机械中。为此，我们进行了一系列的相关研究，并将有关成果综合应用到机械产品之中，让老百姓、特别是农民们感觉到，农业生产数字化的时代正向我们悄然走来。”张小超研究员对记者说。

农田信息采集系统让农民重新认识作业的对象与环境

据张小超的介绍，农业田间数字化信息首先要将农田中产量分布、土壤养分分布、土壤水分分布等信息数字化，然后与播种、施肥、灌溉、收获等机械生产过程的数字化结合起来，建立地域性概念，使有关作物变化全过程的抽象信息，得以进行直观的可视化表达。在深入了解农作物与土壤信息的基础上建立起来的农田信息采集系统，可获取农作物从宏观到微观的实时监测动态空间信息。

在中国农机院研制的联合收割机上，装备有全球卫星定位系统，前者通过电子传感器和卫星来定位。配备了农田信息采集系统的联合收割机，不仅可以在瞬间计算出粮食产量，而且在整个收获季节，可以连续地记录下每平方米土地的产量及其它信息，如蛋白、水分、硬度等。借助于专用的机载电脑，农民就可以绘制出各地块产量的“数字”地图和粮食品质的“数字”地图。这些新的“数字”地图为农业生产带来的新的信息，经过逐年的数据对比，就会发现同一地块内肉眼所觉察不到的那些变化，这为以后选种、再生产提供了科学依据。

低空遥感系统为农民建立与大自然相协调的决策方法

“在数字农业体系中，专家决策系统是技术的重要环节，它是构成数字信息输入与数字控制信号输出的桥梁。”张小超说。因为数字农业技术要求农业生产各种过程的全面数字化，包括农业生产对象、环境参数、生产与控制技术、生产经济效益。因此，对各种生产过程的数字化只是手段，更重要的，是要找出各生产过程内在规律与外在关系的数学模型以及决策方法，从而为各种数字控制输出奠定基础。

实施数字农业的重要目标之一，是减少环境污染和改善生态环境，因此，将生产作业实施方案与农业生产的环境相融洽至关重要。“为此，我们研制的一个重要内容是低空遥感系统。例如，通过数字农业专用计算机视觉系统和地空遥感系统，对庄稼和杂草的信息进行自动识别，借助于模型库、数据库、知识库、方法库的专家决策支持系统，智能化的喷药机械只有发现杂草时，才喷出除草剂。这样，花费的除草剂只有常规的几分之一，甚至更低，既降低了农业生产成本，又减轻了农药对环境的污染。”

智能喷灌系统令作物感受人类智慧的动力

数字农业技术体系框架包括三个层面：基础层、决策层和应用层。在农业田间生产领域中，应用层包括：耕作机械智能化、收获机械智能化、灌溉机械智能化、施药机械智能化以及加工过程智能化等。

张小超研究员谈道，他们正在研制的数字化大型喷灌机，以各种全方位的、可靠的自动控制技术为支撑，采用人工智能控制技术对大型喷灌机需要的各种控制协调起来，如各跨同步行走自动控制、对地自动调速控制、GPS定位控制、计算机视觉自动导向自动控制，等等。在实际使用中，大型喷灌机数字化控制系统可以在控制室内实现全功能操作，并全程监视喷灌机的运行状态。系统所采用的遥测与遥控技术，可以让农民在办公室内遥控大型平移式喷灌机，实现无人化田间自动作业功能，“用专业术语说，即实现田间按指定区域、给定期望降雨量、进行自动变量作业的目标”。

“锄禾日当午，汗滴禾下土。谁知盘中餐，粒粒皆辛苦。”这首诗，几千年来一直是中国父母教育孩子的“经典”。随着数字农业的到来，它还能说服孩子们吗？虽然，在中国特殊的国情下，完全的数字农业尚待时日。

作者/出处：2005年02月16日科技日报阅读次数 [22343]