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【摘要】我國是農業大國，信息技術在農業中的應用，使農業向現代化方向發展，極大提高農業生產力。由此可見，信息技術應用在農業工程中是基于時展要求，了解農業工程中運用的主要信息技術以及運用方式是重要問題，也是本文研究的重點。
【關鍵詞】農業工程；信息關鍵技術；應用；發展趨勢
隨著現代化社會的發展，信息技術的發展和應用日漸成熟。信息技術在農業工程中的應用，提高了農業生產效率，為現代農業的發展奠定基礎，成為現代農業發展的動力源，同時，信息技術在農業各領域中的應用，也為農業產業結構調整產生較大影響。基于信息技術對農業工程的重要性，本文主要探究信息關鍵技術在農業工程中的應用。
1.1虛擬儀器技術。虛擬儀器技術在應用時需要同時結合硬件和軟件，并且對硬件軟件的要求較高，硬件為模塊化硬件，同時需要較高性能，使用模塊化硬件可以滿足全面需求，比如同步和定時應用，軟件需要具備靈活高效能的特性，用戶可以根據需求創建界面，只有將高性能的硬軟件結合使用才能達成相應的應用目的，另外，為了使虛擬儀器技術達到最大化優勢，還要使用具有集成作用的軟硬件平臺，在軟硬件以及軟硬件平臺的共同應用下，才能發揮虛擬儀器技術的高性能、高擴展性、高效率、高出色等優勢。虛擬儀器技術結合計算機、儀器儀表以及傳感器等技術，可以在硬軟件的應用下模擬生產條件，并對生產信息進行跟蹤和記錄，在農業生產方面，可以提前模擬生產情況，并供專業人員分析和改良，提高農業生產力，實現對農業的智能化管理。
1.2專家系統。專家系統通過獲取某一領域內專家的知識，并將這些專家知識進行對應編輯，并存放到知識庫中備用，以便于解決該領域在發展過程中遇到的問題，知識庫是整個專家系統的核心，同時，獨立于其他構成部分。專家系統是解決專業問題的主要系統，而知識庫就是解決問題的知識源，在遇到問題時，需要調動知識庫內對應的知識，從而得到解決。推理機構相當于專家系統的管家，控制專家系統解決問題的整個過程，并了解用戶的需求，以及用戶為什么要解決這一問題。人機交互界面傳輸主要信息以及解決問題的過程，方便用戶查看和記錄。
1.33S技術。3S技術指遙感系統（RS）、地理信息系統（GIS）、全球定位系統（GPS），當前，3S技術在農業工程中已經得到廣泛應用，下面對這三種技術進行詳細介紹。遙感技術（RS），即對大面積空間內的信息進行提取，形成相應的數字圖像，根據不同要求或者需求，對數字圖像進行加工，成為能夠被人們使用的信息。隨著技術的不斷發展，使用遙感技術獲取數字圖像的分辨率會越來越高，能夠為人們提供更加精確的信息。通過遙感技術獲得圖像需要進行加工和處理，處理方式主要有數字圖像預處理和數字圖像分類兩種，或者說這兩種處理方式也是不同的處理步驟，數字圖像預處理是對獲取的初始數據圖像進行初步處理，通過消除原始數據中的噪音、增加圖像視覺效果等，使目標呈現更加清晰，而數字圖像分類是在數字圖像預處理之后，也就是在獲得清晰的目標后，使用科學的方式對目標圖像分類，通過分類便于更加準確的獲取目標信息。地理信息系統（GIS），即能夠存儲空間信息和數據，使用圖形表達內容，具備空間分析、空間定位和檢索技術。全球定位系統（GPS），即可以對地面上任何一個點位進行定位，然后精準測算出該點位的坐標位置，具體精度為厘米數量級，使用全站儀或者激光測距儀就可以精準測量坐標距離。全球定位系統可以直接獲取某一點位的信息，結合遙感技術，可以對遙感技術下所獲得的定位數據進行校正，使信息更加精準。
1.4數據挖掘技術。數據挖掘技術可以存儲所獲得的數據，并能夠對數據進行分類、分析和處理，其中，對數據的分析、挖掘數據背后隱藏的信息以及特征是關鍵，這樣才能實現數據的意義，為人們決策或者分析提供基礎。數據挖掘技術對于涉及信息廣的領域尤其重要，以農業為例，農業生產多樣復雜，通過現代化的手段或者技術獲取生產信息之后，要將數據及時入庫，在入庫的過程中，要做到智能化處理，即對信息或者數據進行分類、歸納、分析、整理以及智能化管理，并確定信息來源，建立對應的信息挖掘途徑，這個過程包含數據庫、統計學、人工智能等多個領域，最重要的是對數據進行挖掘，了解數據的特征以及涵義，為之后的決策打下基礎。
1.5數據融合技術。數據處理技術是對信息進行自動化綜合處理，以傳感器為載體，通過傳感器獲取外部信息，并對所獲數據進行多級別、多層次和多方面處理，挖掘數據或者信息深層的含義，數據融合技術下使用傳感器綜合處理數據和單一的傳感器處理數據不同，前者對數據的處理和分析更加全面、完整，并實現了對傳感器的高效率運用。
2各項信息技術在農業工程中的應用
2.1虛擬儀器技術在農業工程中的應用。虛擬儀器技術將虛擬和智能結合，作為一種以計算機為載體的智能資源，在農業工程中得到深入應用，其中最常見的就是精密播種機虛擬儀器檢測系統和種子成長虛擬檢測系統。精密播種機虛擬儀器檢測系統通過自動化檢測和管理方式，從常規臺架試驗的所有項目獲得相應數據，并能夠展示相應數據，主要包含合格粒距平均值、落種性能以及種子落地速度，通過這些數據，可以了解播種情況，或者對有問題的播種進行及時處理，優化播種工作，在實際操作過程中，使用者可以直觀的看到數據信息，并對數據進行記錄和分析，將數據和播種標準進行對比，提高播種成功率。種子成長虛擬檢測系統是通過智能化的方式，模擬種子成長所需要的環境，一方面，可以減少投入實際投入成本，另一方面，可以提高種子成功率，在模擬狀態下優化種子成長環境，然后根據模擬情況指導后續的實際種植。另外，虛擬儀器技術對水果分離和選配做出重要貢獻，以蘋果分選為例，在分選時使用蘋果分選系統，通過計算機展現圖像，對圖像進行分析，然后根據圖像情況確定閥門開關，便于在之后實現智能化、自動化分選。虛擬儀器技術在農業工程中的應用，大大提高了農業生產效率，并提高農業生產質量。
2.2專家系統在農業工程中的應用。專家系統應用于農業工程中區別于傳統的農業，在傳統農業發展中解決問題主要以工作者的經驗為主，但是很多農業從業者的學歷較低，掌握的專業知識較少，在解決問題時容易受到限制。專家系統是通過建立專家知識庫，將農業生產和發展過程中遇到的問題進行轉化，明確需要哪些知識解決，并確定常用的專業知識，將知識調入專家知識庫中?，F代農業中很多從業者基本以高學歷為主，專業性強，這一點和專家系統的使用相符合，從業者的知識以及解決問題的方式都可以調入專家知識庫中，方便在農業生產過程中使用。專家系統結構中，知識庫專門存放農業領域方面的專業知識，當遇到問題需要調動知識庫中的專業知識時，只需要工作人員輸入關鍵詞或者相關信息就可以，在這個過程中，推理機構控制專家系統工作的整個過程。
2.33S在農業工程中的應用。遙感（RS）可以利用電磁波特性對物體以及所處的客觀環境進行監測，獲取物體的信息，并能夠對物體進行精細化管理。在農業工程中，遙感技術主要通過遙感器發射信號，對農作物的耕作情況進行遠程管理，比如農作物生長情況、產量、種植密度、種植環境、自然災害情況，也可以對一定空間區域內進行全天候的實時精確監控，掌握種植區域內自然條件以及土壤的變化情況，獲知可能發生的自然災害，并可以提前做好預防措施，遙感對農作物的遠程距離監控也可以做到精確化，通過監控了解農作物種植的詳細情況，為了解農作物生長環境打下基礎。地理信息系統（GIS）服務于農業的精細化耕作，對農業實行動態化和智能化管理。地理信息系統可以處理空間地域信息，獲取信息后能夠掌握空間地域內的自然條件、土壤條件以及病蟲草害情況等，然后將這些數據信息輸入到計算機中，計算機對這些數據進行分析和處理，實現對農業種植的動態化管理，這一應用可以判斷所在空間是否適合耕作，并能夠為精細化耕作做好準備。另外，83地理信息系統也可以進行有效調查農業資源，通過處理空間內信息，獲得氣候圖、實時圖像，并進行相關處理，將氣候圖、實時圖像整合為空間數據庫，將空間數據庫和實際數據結合起來，實現農業資源的自動化管理。同時，也可以對現有的土地資源進行整合和分析，明確土地資源的使用情況，對土地資源重新規劃，避免資源浪費，實現資源合理利用和布局，以及實現對土地資源的可持續利用。全球定位系統（GPS）可以精準確定空間內的某一位置，或者對某一物體進行精確定位，主要包含地面控制站、地面監控站、空間導航衛星等組成部分，目前主要使用美國的GPS系統，該系統可以在任何時間、任意氣象條件中接收4顆以上衛星的信號，在農業工程中主要使用GPS定位作業者和作業機械的具體位置。另外，將遙感技術、地理信息系統以及全球定位系統結合應用在農業工程中，可以通過遙感獲得農作物的生長數據，使用地理信息系統獲取農作物種植地圖，然后在農機上安裝GPS，就可以指揮農機自動行走，完成耕地、播種、鋤草、灌溉等工作。
2.4數據挖掘技術在農業工程中的應用。當前，農業現代化的發展使得很多農業數據以及信息變得越來越龐大、復雜，使用傳統的人工分析已經不能滿足現代化的要求，所以，需要使用現代化技術來儲存、分析數據。我國地域遼闊，農業種植面積大，并且不同區域的自然條件不同，在農業種植中面臨著很多變動因素，比如自然災害、土壤條件、病蟲草害等，要想科學的應對這些變動因素，就需要找到對應措施，并能夠預測事件的發生，做好預防措施。數據挖掘技術通過智能化、自動化、信息化的方式，將獲取的信息儲存起來，并對信息進行分類和分析，挖掘數據或者信息的延伸含義，以及數據呈現的特征，能夠對動態記錄和分析，并能夠根據變動情況及時更新數據，便于查詢和使用。
2.5數據融合技術在農業工程中的應用。數據融合技術是對多個傳感器進行融合，實現對信息的智能化控制和管理，一般多傳感器信息融合技術主要用于精準農業關鍵技術的研究中，使用多傳感器信息融合技術可以實現對數據的智能檢測、管理和控制，而精準農業是對信息技術和人工智能技術的綜合應用，使用多傳感器融合技術可以大大提高精準農業研究的準確性。
3信息技術在農業工程中的發展趨勢及對策
隨著科學技術的不斷發展，現代農業向專業化、集成化、智能化方向發展，因此，現代農業是傳統農業的革命，改變了原有的生產和發展方式。我國是一個農業大國，疆域遼闊，農業種植面積大，農業在我國的產業發展中也占有重要位置，推動農業向現代化發展是必然趨勢，在這個過程中，也會遇到很多挑戰，因此，如何更好的利用信息技術，實現我國現代農業的全球化、智能化、專業化是需要思考的重要問題。我國和發達國家相比，現代化農業發展較為落后，同時，在農業機械化、農業生產規模、農民文化素質方面沒有達到理想水平。所以，需要建立具有中國特色的現代化農業體系，進行專業化理論研究，結合農業實際發展情況，推動現代化農業信息技術在農業生產和管理上的應用；大力培養農業專業化人才，提供農業勞動者的素質，使農業從業者具備處理、運用信息的能力；建設現代化農業信息網絡，讓大眾了解農業發展以及相關農產品，為農產品流通打好基礎；發揮政府的作用，并結合科研機構以及企業，共同為現代化農業努力，推動農業的現代化發展；提高使用信息技術的能力，信息技術是現代農業的重要組成部分，只有能夠綜合利用各種信息技術，才能不斷提高農業生產效率，推動農業現代化發展。
4結語
綜上所述，信息技術作為現代農業發展的必要組成部分，改變了農業生產方式，提高農業生產水平，對于我國的現代化農業建設具有重要影響。同時，信息技術為農業發展提供諸多優勢條件，為現代農業發展提供更多方向，不僅降低農業從業者的勞動強度，還大大提高生產效率，使農業在我國的產業發展中貢獻更多力量。當前，在我國農業工程中已經應用很多信息技術，這些信息技術也為我國農業發展做出突出貢獻，但是，我國對信息技術的應用較晚，并且很多信息技術的使用需要投入大量資金、設備等，加之我國地域遼闊，不同地區的農作物種植環境不同，這也加大了信息技術的應用，所以，我國農業對信息技術的使用還不成熟，同時，沒有實現信息技術在農業發展中的全面普及。為此，相關工作者、研究者應該進一步研究設備的使用和更新，爭取能夠讓信息技術更快、更好、更全面的融入到現代化農業中，為構建具有中國特色的現代化農業體系做好鋪墊。
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作者:曲歡歡 賀小思 路亞鵬 鄭熠煒 單位:河北工程大學園林與生態工程學院
