《计算机在农业上的应用》课件第一讲 计算机(Excel)在农业上的应用概述

1、计算机在农业中的应用计算机在农业中的应用第一讲 计算机农业应用概述第二讲 农业试验设计与分析 EXCEL操作、分析、函数、图表技巧第三讲 农业试验数据分析与挖掘 DPS或SAS操作第四讲 农业信息网络第五讲 常用技巧毛泽东主席诗词贺新郎读史（一九六四年春）人猿相揖别。只几个石头磨过，小儿时节。铜铁炉中翻火焰。为问何时猜得？不过几千寒热。人世难逢开口笑，上疆场彼此弯弓月。流遍了，郊原血。一篇读罢头飞雪。但记得斑斑点点，几行陈迹。五帝三皇神圣事，骗了无涯过客。有多少风流人物？盗跖(zh，春秋战国大盗)庄蹻(ju，战国楚人)流誉后，更陈王(陈胜)奋起挥黄钺(yu，黄金装饰的斧子 ，象征帝王权力)。歌

2、未竟，东方白。毛泽东诗词极其扼要地概括了人类社会的历史。人类在农业社会跋涉了近万年后，步入工业社会，现在已开始进入信息社会。信息化水平已经成为现代化和综合国力的重要标志。农业迈入信息社会的过程农业信息化农业农业生产力硬要素软要素劳动者劳动对象劳动工具科技教育管理信息生产力进步的标志表明人类征服自然能力的高低生产力发展水平信息化是当代农业现代化的标志和关键，它主导着未来一个时期农业现代化的方向。计算机的应用是农业信息化的重要内容。信息技术将改变我们的生产方式、工作方式、学习方式、交往方式、生活方式以至思维方式不必破衣烂衫，自可西装革履；不必面朝黄土背朝天，自可一年时间半年闲美国农业信息化强度高于

3、工业81.6%，中国农业信息化强度则低于工业288.9%计算机的发明标志着人类文明进入了一个崭新的历史阶段。它愈来愈多的代替了人脑的部分作用。计算机的普及，在我国已经成为星火燎原之势，越来越多的人们感觉到计算机已不再是高科技人员的独家专利，而是通向信息时代的通行证。现代社会是一个信息社会，信息无处不在，人们越来越离不开信息。计算机作为重要的信息处理工具，能快速、自动地加工、处理浩如烟海的数据，得到人们所需要的信息。信息化水平已经成为现代化和综合国力的重要标志。在农业领域里，计算机也起到了举足轻重的作用。第一讲 计算机农业应用概述一 计算机发展概况 1946年，美国研制出世界上第一台电子计算机，

4、从第一台计算机诞生到现在，计算机软硬件技术不断发展完善。按照计算机硬件技术的划分，计算机的发展大体上已经历了四个发展阶段：1.第一代计算机年代：大约从1946年到1957年。特点：电子元件主要是电子管。主存储器为磁鼓，外存储器用纸带，卡片，磁带。外型：体积庞大，运算速度慢，可靠性差。用途：主要用于科学计算和军事方面。2.第二代计算机年代:大约从1958年到1964年.特点:电子元件主要是半导体晶体管,主存储器为磁芯.外部设备开始使用磁盘.外型:体积减小,运算速度加快,可靠性增强.用途:已由科学计算扩展到数据处理及事物处理.3.第三代计算机年代:大约从1965年到1970年.特点:电子元件发展到

5、中、小规模集成电路,主存储 器以磁芯为主.外部设备种类增加并迅速发展.外型:体积、重量、功耗进一步减小，运算速度进一步提高，可靠性进一步增强.用途:主要用于科学计算、数据处理和过程控制等.4.第四代计算机年代:大约从1971年至今.特点:电子元件发展到大规模,超大规模集成电路,主 存储器发展为半导体存储器,外存储器使用大容量磁盘和磁带.体型:体积,重量,功耗进一步减小、运算速度、可靠性、存储容量都有了大幅度的提高.用途:这一时期的计算机已广泛应用于科学计算、数据处理、过程控制、计算机辅助系统以及人工智能等各个方面.二 计算机发展趋势目前计算机技术的发展趋势大体上可分五种:1.巨型化 是指发展高

6、速度,大容量的计算机系统. 用于处理庞大复杂的问题,适用于尖端科学研究和军事方面.2.微型化 是指发展体积小,功能强的计算机系统.适用于计算机的应用和普及.3.网络化 是指利用通信线路将分布在不同地点的多台计算机相互连接起来,组成能相互交流信息的计算机系统.4.多媒体化 指计算机集图形,声音,文字处理为一体.5.智能化 指使计算机模拟人的思维活动,利用计算机的“记忆”和逻辑判断功能,识别文字等. （一）信息化的灵魂：信息方法 广义上讲，信息即“事物的存在状态和运动方式”。进行系统分析，认识系统诸元素相互作用关系，离不开信息方法。信息方法包含两个基本的方面，即信息分析法和信息综合法。前者主要解决

7、对事物的分析和认识问题，后者主要解决系统的设计和实现问题。两者有机地结合，就为认识事物和改造事物提供了有效的方法。计算机技术的发展推动了人们观念的更新。（二）信息化的核心：信息资源 信息资源就是信息内容。信息资源经过开发（利用现代信息技术采集、处理、存储、传递、利用），制成信息产品。数据库是重要的信息产品。三 农业信息化体系概述 （三）信息化的工具：信息技术 现代信息技术主要是微电子技术、计算机技术、通信技术和软件技术。 由于微电子、光电子和网络技术的迅速发展，当代人类在信息领域已经拥有：传感、测量、识别、遥感遥测等大量的信息获取技术，它们有效地扩展了人类感觉器官的感知域、灵敏度、分辨力和作用

8、范围；光纤通信、卫星通信、移动通信、个人通信、多媒体通信以及宽带化、智能化、个人化综合业务数字网等先进的信息传递技术，它们大大增强了人类信息的传输容量、传递速度、传递质量和传输距离；三 农业信息化体系概述 （三）信息化的工具：信息技术各种各样的计算机系统、信息处理系统、人工智能专家系统、人工神经网络系统和智能决策系统等信息处理与再生技术，显著地提高了计算的速度和处理的精度； 自动控制、自适应控制、智能控制、大系统控制、智能机器人等信息利用技术，大大改善了人类的反应速度、控制精度和控制范围等。 信息技术在品种选育、模式化栽培、配方施肥、节水灌溉、畜禽养殖自动化、自然灾害和作物产量预测预报，以及农

9、业企业经营规划和管理、科研情报管理等方面已得到应用。三 农业信息化体系概述 （四）信息化的形象：信息网络 信息化生产力的智能工具是感测与识别、计算与智能、控制与显示等局域的专用性系统与大规模的公用性通信与传播网络有机地综合起来的有组织的信息网络体系。人们常常把“信息时代”称为“网络时代”。 信息网络是信息资源开发利用和信息技术应用的基础，是信息传输、交换和资源共享的必要手段，是发挥信息化整体效益的关键。 信息流是双向的：包括用户接收的，也包括用户发送的，并且可以在使用中增值。三 农业信息化体系概述 农业信息化的进程和其他领域的信息化进程一样，是与所谓的3C技术互相融合和互相推动的。3C指的是计

10、算机(Computer)、通信(Communication)和控制(Control)三个以英文字母C开头的三项现代高科学技术。信息化以这三项关键技术和其他相关技术的飞速发展作为依托，而3C产业又借助于信息产业的发展而更加生机勃然、大展鸿图。四 农业信息化技术（一） 数据库与数据仓库 1. 数据库与数据库系统 数据库(Database)是指在计算机系统中，按照一定的方式组织、存储和使用的相关数据集合。数据库在计算机上是以特殊形式的文件形式实现的，这些文件称为数据库文件。数据库文件一般包括文件结构和数据记录两部分。（一） 数据库与数据仓库 1. 数据库与数据库系统 数据库系统(Database S

11、ystem)是一种有组织地、动态地存储有密切联系的数据集合，并对其进行统一管理和重复利用的计算机系统。它既包含了数据库本身，也包含了对数据提取、检索、利用的应用程序，还应包含对数据管理操作的人DBA (Database Administrator)。利用数据库系统可将大量信息进行记录、分类、整理等定量化、规范化的处理，并以记录为单位存储于数据库中。在系统的统一管理下，用户可通过应用程序向数据库发出查询、检索等操作命令，以得到满足不同需要的各种信息。数据库系统对数据的完整性、一致性、安全性提供了一套统一而有效的管理手段。（一） 数据库与数据仓库 2. 数据仓库 WH因蒙给数据仓库(Data Wa

12、rehouse)的定义是：“数据仓库就是面向主题的、集成的、稳定的、不同时间的数据集合，用以支持经营管理中的决策制订过程”，从技术上讲，数据仓库是企业内部各单位的运作数据和事务数据的中央仓库，这些数据是经过加工集成的数据，它是为最终用户进行分析处理而专门设计的。 通过数据仓库及相应的分析工具，一是可以按照主题查询归纳数据。二是可以进行数据的挖掘，从而可以提炼分析出内在相关性、趋势性。三是通过可视化工具，更方便地发掘数据间的潜在关系和深入到数据结构中，了解数据的复杂性和动态。（一） 数据库与数据仓库 3. 农用数据库的主要类型 农业数据库可按照不同的目的进行分类。按收集的内容可粗分为综合性和专题

13、性数据库；从收集的地域范围来分有世界性、国家、地区及农场水平的农业数据库；从收集信息内容上可分为农业资源数据库、农业生产资料信息数据库、农业技术信息数据库、农产品市场信息数据库、农业政策信息数据库，以及农业生产及研究企业信息数据库系统等等。（二） 管理信息系统 1. 管理信息系统 管理信息系统 (Management Information Systems，简称MIS)是收集和加工系统管理过程中有关的信息，为管理决策过程提供帮助的一种信息处理系统，是根据管理目的而建立的、有大容量数据库支持的、以数据处理为基础的计算机应用系统，可以支持事务处理、信息服务和铺助管理决策。管理信息系统的建立和运行需

14、要多种学科的成就，包括计算机科学、统计学、宏观和微观经济学、运筹学、控制论和系统工程等。（二） 管理信息系统 1. 管理信息系统按管理系统所担负的职能，可划分为生产管理信息系统、市场管理信息系统、财会管理信息系统、库存管理信息系统、行政管理信息系统等等。指计算机系统和通信技术系统，它为职能子系统的有效运行提供物质技术条件，如信息源的设置、信息收集和传递的手段、程序和操作系统、计算机设备和相应的组织机构等。管理信息系统职能子系统保证子系统（二） 管理信息系统 2. 我国管理信息系统的开发和应用成果 我国已见报道的农业管理信息系统有：棉花生产管理模拟系统，乡镇企业管理信息系统，农业经营管理信息系统

15、，农村能源及环境监测管理信息系统，全国森林病虫害防治管理信息系统，国内植物检疫管理信息系统，林火管理信息系统等，各省市也开发了各自的农业管理信息系统。（二） 管理信息系统 2. 我国管理信息系统的开发和应用成果这类系统一般可提供4个方面的辅助功能：(1)管理功能：收集、管理信息，完成日常的管理工作。(2)自诊断功能：对信息进行深度加工，为决策者提供科学依据。(3)开发功能：为实现管理的总体目标，信息系统应具备相应的手段，这种手段是灵活、有弹性、可供选择的，可供干部和专家充分干预，从而制定出切实可行的规划、决策。(4)输出功能：为用户提供有效的信息产品输出，为区域研究、规划和决策提供各种类型的工

16、作资料。（三） 计算机辅助决策系统 决策是对未来的行动方向、目标、方案、原则和方法所作的决定，它是论证、分析、抉择的全过程，即针对需决策的问题，经过调查研究，根据实际与可能，制定多个可行方案，然后根据决策标准，选定最佳或满意方案的全过程。 计算机辅助决策系统又称决策支持系统(Decision Support System，简称DSS)，是利用知识和数学模型，通过计算机分析或模拟，协助解决多样化和不确定性问题以进行辅助决策的软件系统，它是一种人机对话式的计算机系统。（三） 计算机辅助决策系统 计算机软件及硬件技术、近代应用数学和人工智能技术的高速发展及其在决策科学中的应用，为决策的科学化奠定了基

17、础，促进了决策学由定性决策分析向定性与定量分析结合方向发展，将决策科学推向更高的发展阶段。现代的决策过程均通过计算机化的DSS来实现。（三） 计算机辅助决策系统DSS主要由以下三个子系统组成： 1语言子系统。其主要功能是表示问题，用以表示用户提出的关于决策支持系统需解决的问题； 2知识库子系统。可分为数据库、模型库和方法库三部分。数据库按规定方式存放各种数据，是DSS的数据信息资源；模型库按规定格式存放各种模型，是DSS的模型信息资源；方法库按规定格式存放各种决策方法，是存放标准方法和专用方法的软件包、DSS求解时运行模型和建立新模型的方法信息资源。 3问题处理子系统。是知识子系统的知识表示和

18、语言子系统的问题表示之间的一个中间模块，是DSS的核心。该子系统从用户和知识库子系统收集信息，确认问题，完成模型和数据的确认、分析，并控制它们的运行。（三） 计算机辅助决策系统 前述的数据仓库是近年来实现DSS的一个热门话题。美国开发的COMAX/GOSSYM棉花生产管理信息系统就是DSS在农业中应用的一个成功例子。中国农电管理决策支持系统CREMDSS由农电数据库、农电模型库、人机会话三个子系统组成。整个系统以菜单会话方式进行人机交互操作，提高管理决策的准确度和管理的科学性、及时性，为安排生产工作规程提供了可靠的基础。（四） 人工智能与专家系统 1. 人工智能 人工智能(Artificial

19、 Intelligence，简称AI)是研究人类智能活动的规律，构造具有一定智能行为的人工系统，以实现脑力劳动部分自动化的综合性学科，是计算机科学的一个分支。人工智能研究能提高计算机在应用中的灵活性，使其发挥更大的作用。如用计算机进行产品设计和工程设计、自动化管理、翻译、自动情报检索、自动程序设计、教学、医疗诊断、探矿、化学分析、解决数学问题、绘画、作曲、机器人控制等。（四） 人工智能与专家系统 1. 人工智能 人工智能的应用研究主要包括以下几个方面： 1专家系统：具有专业知识并能利用这些专业知识通过推理和判断，来解决问题，或与人协调来解决问题的系统。 2自然语言理解：研制各类自然语言处理系统

20、，以便人机间能最大限度地用自然语言通信。 3机器视觉：研究根据输入的投影图像来分析、理解原来的三维物景的方法和技术，主要用于机器视觉系统和智能机器人中。 4自动程序设计：运用人工智能技术实现程序设计自动化或部分自动化的技术。 5公式推演：以数学知识为基础运用人工智能技术实现公式推演自动化的技术。 6智能机器人：一种能再现人的感觉、操作和行动，并能处理意外事件，从事复杂作业的机器人。（四） 人工智能与专家系统 2. 专家系统 专家系统(Expert systems，简称ES)是以知识为基础，在特定问题领域内能像人类专家那样解决复杂现实问题的计算机系统。这种系统主要用软件实现，它是人工智能研究发展

21、的结果。早期的专家系统结构一般由知识库、全局数据库和解释程序三个基本部分组成。随专家系统应用的发展，一个理想的专家系统的体系结构大体上由7个部分组成：语言处理程序、知识库、全局数据库、解释程序、调度程序、协调程序、说明程序等。（四） 人工智能与专家系统 2. 专家系统 专家系统的功能和应用领域包括以下几个方面： 1解释：根据实验数据或由传感器提供的感觉信号对当前局势进行解释。 2预测：根据当前局势对以后可能出现的结局进行预测。 3诊断：根据观测数据确定故障所在，可用于医疗、电子、机械和计算软件等的故障诊断。 4设计：根据设计要求确定产品结构，也可用于电路布线、建筑设计和预算编制等。（四） 人工

22、智能与专家系统 2. 专家系统 5行动计划：设计行动步骤，可用于机器人作业设计、自动程序设计等方面。 6监控：将观测到的系统行为与可能影响工作完成的因素进行比较和辩识。 7调试或故障排除：对已发现的计算机程序错误或机电等设备的故障提出处理意见。 8修理：针对已诊断出的问题制订修理计划并具体执行。 9教学：能在特定领域内对学生因材施教地授业传艺。 10控制：能自适应地控制对象的宏观行为。（四） 人工智能与专家系统 2. 专家系统 专家系统技术的优点在于： (1)可以集众多专家的经验之大成，但又不是机械的拼凑、简单的集合，而是通过推理机将其综合、联系在一起； (2)具有知识更新、扩充和解释的功能，

23、易于被用户所接受； (3)具有近似人类思维的知识表达方式，问题求解的技巧和“友善”的人机界面。 专家系统作为一种有效的决策支持系统，已被广泛应用于医疗、水文、地质找矿、农业等多个领域。（四） 人工智能与专家系统 3. 人工智能与专家系统在农业中的应用 农业专家系统按其功能和结构的主要待征，可归纳为启发式专家系统、实时控制专家系统、基于模型的专家系统、专家数据库系统和专家系统环境。 我国农业专家系统研究始于20世纪80年代初。“砂礓黑土小麦施肥专家咨询系统”，中科院合肥智能所研制的“施肥专家系统”，中科院西北水土保持研究所的“黄土旱塬小麦和生产综合管理专家系统”，合肥工业大学微机研究所的“水稻主

24、要病虫害诊治专家系统”，以及中国农科院作物所、植保所、土肥所、蚕业所、气象所等研制的小麦、玉米、蚕育种、虫测报、施肥、农业气象等专家系统均取得了很好的成绩。（五） 遥感技术、地理信息系统 和全球定位系统 1. 遥感技术及其在农业中的应用 遥感技术(Remote Sensing，简称RS)是指从远距离高空及外层空间的各种平台上，利用各类传感器接收来自地球表层各类地物的电磁波信息，如可见光、红外光、微波等，并对这些信息进行扫描和摄影、传输和处理，从而对地表各类地物和现象进行远距离探测和识别的现代综合技术。（五） 遥感技术、地理信息系统 和全球定位系统 1. 遥感技术及其在农业中的应用 利用卫星遥感

25、手段获取地面信息资料有许多优越性：(1)开阔了人类的视野，使人类的“眼睛”提高到宇宙空间高度来俯视地球，并通过遥感影像直观地反映地球的面貌；(2)可以将人类肉眼看不见的信息记录下来，并转换成可见的图像；(3)在采集信息方面，速度快、可靠性强，可以取代传统上靠手工统计、逐级上报的少慢差费的作法；(4)可以周期性、实时地重复观测地球的同一地区，从而获得地表各种现象的动态变化资料。因此，它在大地测绘、农业、林业、地质、水文、气象、海洋、环境监测、工程建设和军事侦察等方面得到广泛迅速的应用。（五） 遥感技术、地理信息系统 和全球定位系统 1. 遥感技术及其在农业中的应用 美国加州葡萄种植园的农民，利用

26、装备在拖拉机上的计算机通过联网收到的关于本葡萄园作物生长情况的信息，结合全球定位系统信息的指导，对每一块土地进行不同的施肥和灌溉作业，精确到1平方米的范围，可节约成本40，提高产量1倍。 我国的遥感卫星地面站已于1986年12月在北京建成，主要用于接收卫星信息。我国卫星气象中心利用我国自己发射的风云-1和风云-2气象卫星传播回来的云图，结合各地气象台站的联网气象信息系统，及时发布气象中、长期和短期天气预报、海洋预报，特别是对热带气旋和台风等灾害性天气的预报等信息，对农业、渔业生产有着十分重要的意义。（五） 遥感技术、地理信息系统 和全球定位系统 2. 地理信息系统及其在农业中的应用 地理信息系

27、统(Geography Information System，简称GIS)，是综合处理和分析空间数据的计算机系统。地理信息是指按地理坐标系统组织的数据所表示的空间信息，所以地理信息系统又称空间信息系统，在我国又常称为资源与环境信息系统。GIS由4个部分组成：地理要素的编码输入与建库、数据管理与分析、数据的处理与分析以及数据的传输与显示。 GIS不同于其他管理信息系统，如商业信息系统、情报检索系统等。GIS处理的对象是空间实体，处理的过程主要是通过空间实体的位置和空间关系来操作的。GIS主要用于地球上某一区域的地理、社会现象和过程的分析与管理，在农业上则用于农业土地资源、农业区域规划、乡镇规划及

28、房地产管理等。（五） 遥感技术、地理信息系统 和全球定位系统 2. 地理信息系统及其在农业中的应用 GIS与遥感有着密不可分的联系。二者均以空间实体为其工作对象；遥感用来采集空间信息和加以识别、分类，GIS则管理和分析这些空间信息。遥感能够及时、准确、综合和大范围地提供资源与环境信息，获取信息速度快、信息更新周期短；而GIS作为一种空间信息管理、分析的技术，又可为遥感技术的应用提供辅助信息和分析手段，成为遥感应用系统的一个重要组成部分。 例如应用GIS进行渔业资源开发，首先建立研究区域内的海水循环模型，然后利用遥感信息提取有关环境变量，如海面温度、浊度、叶绿素浓度等信息，再结合海洋测量船测定的

29、物理、化学、生物信息，以及海水循环模型的分析结果，利用GIS的叠置分析功能进行叠置分析，可以确定该海域的综合环境参数，研究鱼群活动规律及其对环境变化的反应，进一步获得建立鱼群分布与环境间的定量关系模型，将所获得的有关环境因子输入GIS数据库，利用渔业资源分析评价模型可以分析渔业资源状况。（五） 遥感技术、地理信息系统 和全球定位系统 3. 全球定位系统及其在农业中的应用 全球定位系统(Global Positioning System，简称GPS)是1973年由美国为改进原有的海军导航卫星系统NNSS而确定研制的。30多年来，经过三个研制阶段，投资300亿美元，在1989-1993年进行系统的

30、实用组网，于1993年6月基本建成，构成了24颗GPS卫星星座。GPS克服了NNSS系统的缺点，采用多星、高轨、高额、测时测距体制，实现了全球覆盖、全天候、高精度、实时导航定位。 GPS主要由空间星座、地面控制和用户设备三大部分组成。 空间部分包括GPS的24颗工作卫星，分布在6个等间隔的轨道面内，每个轨道面分布4颗卫星，卫星轨道接近圆形，运行周期11小时58分，地面上每个观测站上每天出现的卫星分布图相同，同时位于地平线以上的卫星最少为4颗。GPS卫星的主要功能为接收和存储地面监控站的导航信息、执行监控站的控制指令、通过星载高精度原子钟产生基准信号和提供精确的时间标准、向用户连续不断发送导航定

31、位信号等。（五） 遥感技术、地理信息系统 和全球定位系统 3. 全球定位系统及其在农业中的应用 地面监控系统由1个主控站、3个注入站和5个监测站组成。该系统的主要功能是跟踪观测GPS卫星同时收集当地的气象信息，收集卫星的观测值、气象要素、卫星时钟和工作状态等信息，编算和向各个GPS卫星发送导航电文，诊断本监控系统的工作状态、是否给用户发送导航电文和调度卫星、改变和修正GPS卫星轨道等。 用户设备的核心是GPS接收机。它由主机、天线、电源和数据处理软件等组成。其主要功能是接收GPS卫星发播的信息、获取定位的观测值、提取导航电文中的广播星历、卫星钟改正等参数，经信息数据的处理而完成导航工作。（五）

32、 遥感技术、地理信息系统 和全球定位系统 3. 全球定位系统及其在农业中的应用 GPS由于工作性能优越，在导航、精密定位、精密授时、大气研究等方面应用范围极广。应用GPS载波相位测量技术，可以精确地测定两点间的相对位置，精度可达10-710-8，为大地测量、海洋测量、航空摄影测量和地震监测提供了高精度、现代化的测量手段。我国利用GPS结合遥感技术，在农业上进行农田资源测量、森林资源测量、渔业资源测量、病虫害预测预报、黄河凌汛预测预报等。除了在遥感一节中提到的渔情预报外，我国还曾利用卫星信息对山东莱州湾的滩涂经济贝类生态环境进行了研究，查明该处有50以上的滩涂面积有毛蚶、文蛤等良好的生态环境，为

33、经济贝类的开发提供了可靠依据。（六） 自动控制技术 及其在农业中的应用 农业自动化的基本特征就是以机器来代替人类的操作，完成农业生产的各种作业。在各个不同发展阶段，则分别以机械化、电气化和自动化为它们各自的标志。自动控制在农业中的应用主要有：1. 灌溉作业的自动控制。美国已在亚利桑那州大片沙漠地带安装了世界上最大的计算机控制的滴灌和喷灌设备，可以节省50以上的用水量和能量，而且减少了盐分集结，使产量增加一倍。我国四川都江堰的微机农田灌溉自动控制系统对7个大型节制闸、两个重要进水口和80多个闸门的启闭进行自动控制，大大提高了灌水效率。（六） 自动控制技术 及其在农业中的应用2耕耘作业的自动控制。

34、美国一些公司生产的拖拉机安装有电子传感器和计算机，传感器将作业地形的信息传送给计算机，当有石块时，计算机使牵引装置抬高犁头；上坡时使传动装置调低挡位；在急转弯时使前传动脱挡；计算机还可控制能耗，调节耕深和车速、监测冷却剂和机油水平，在发动机过热或机油水平太低时，自动停车装置使拖拉机自动停车。法国在20世纪80年代研制的微机控制的拖拉机，操作时通过交互方式向微机发出指令，就可以使拖拉机自动完成各种作业。（六） 自动控制技术 及其在农业中的应用3果实收获作业的自动控制。法国研制的一种自动导向的机器人，能以每秒钟采摘和包装一个苹果的速度，在果园连续作业20小时，这种机器人用四个轮子行走，配有一台计算

35、机、一个探测系统和一个液压操纵的机械手以及两个超声波导向探测器。机器人由探测器导向进入果林，在果树前用微型摄像机对果树拍照，将获取的图像信息与存储的苹果信息比较，判断果树上的苹果是否可采摘，机器人的机械手上下移动，当探测系统发现一个可采摘的苹果时，机械手便停下来，调整好位置接近待摘苹果将其采下，经机械手上的一个漏斗落入手臂内的橡胶传送带，被送入机器人后部的盒子内，并完成包裹作业。（六） 自动控制技术 及其在农业中的应用4. 畜牧生产过程的自动控制。荷兰研制的全自动奶牛挤奶系统由中心检查室、挤奶间以及能自动完全清洗和挤奶的机器人组成。在检查室通过环形天线采集奶牛的信息与计算机预置信息分析比较，确

36、定奶牛是否需要进食或挤奶，如不需挤奶，就从旁道引出回到牛圈，如确定要挤奶，就引入挤奶间，另一个环形天线再对其加以辨认，确认后将入口关闭，自动饲料进食分配器供应一定量的浓缩饲料，此时，采集到的信息已核对完毕，该头奶牛的乳头及其他有关部位的数据已被确定，机器人开始自动挤奶，每隔15分钟，挤出的奶流入电子流量计，测出奶量，显示并存入计算机，并将与以前的挤奶数量与质量比较的变化信息传送给管理人员，作为今后饲养的依据。当挤出的奶量低于每分钟200克，就自动停止挤奶，对其奶头清洗、消毒，接着准备下一轮操作。 澳大利亚研制的自动控制的剪羊毛机，利用6个传感器采集羊体、羊毛、羊皮等信息，经计算机分析处理，确定

37、最佳剪毛程序，自动控制两只机器手执行剪毛，剪毛过程只要3分钟，这套机器还可对剪下的羊毛进行分类、打包、运输和库房堆放等作业。（六） 自动控制技术 及其在农业中的应用5农产品加工的自动控制。美国一家马铃薯仓库的计算机自动控制系统控制通风窗进行空调，使储藏期最长可达10个月之久，实现了周年供应。美国可口可乐公司的橙汁生产线，整个生产过程只在一个10平方米的总控制室中，通过计算机自动控制，一次完成果汁和芳油的提取工序。新西兰研制成的一种肉食分级分类计算机自动控制系统，每秒钟处理1000个数据，包括表皮肥肉、瘦肉和肌肉内的结缔组织、色泽及机理数据，从而对肉质作出准确完整的评价，并为肉食加工提供可靠的信

38、息。（六） 自动控制技术 及其在农业中的应用6农业生产工厂化。 农业生产工厂化的关键技术，一是无土栽培，也称水培。二是环境的自动控制。通过计算机实现换气控制、暖房控制、保温控制、人工光源控制等。由于完全控制了植物生长所需要的全部条件，并使其达到最优，摆脱了自然条件的限制，一年四季在任何地形、任何气候中，均可依照人们的安排，实现全年生产和季节的调节。 目前，开发出植物工厂的有日本、美国、加拿大、以色列、奥地利、丹麦等国家。主要生产蔬菜、花卉，特别是不耐储藏、经济效益高的作物。日本一个植物工厂生产莴苣，水培条件下仅需10天就达到130克的规定标准，株形健壮，外观整齐，维生素和矿物质含量高，加上无农

39、药残留污染，市场回报很丰厚，利润率平均为30- 40，达到甚至超过了一般工业厂家的平均利润。（七） 多媒体技术 及其在农业中的应用 所谓媒体(media)是指信息的表示、存储和传播所需的载体。日常所见的文字、声音、图形、图像都是媒体。多媒体技术就是利用计算机技术把文字、声音、图形、图像等多种媒体综合一体化，使之建立起逻辑联系，并能进行加工处理的技术。多媒体技术是计算技术、影像技术和通信技术高度结合的一个产物，是计算机技术的一个重要发展方向。它具有如下特征：集成性。文、图、声、像一体化交互性。人们对系统可以进行干预数字化。各单个媒体都是以数字化的形式存于计算机中，是多媒体信息能够集成的基础实时性

40、。媒体与时间相关，这就要求多媒体技术能够实时处理（七） 多媒体技术 及其在农业中的应用 多媒体计算机是指能综合处理多种媒体信息，使多种信息建立联系，并可对其进行交互操作的计算机系统。多媒体计算机系统由硬件和软件两部分组成。 硬件包括主机、多媒体输入设备(摄像机、录像机、录音机、视盘、扫描仪、光盘驱动器等)、多媒体输出设备(打印机、绘图机、音响设备、电视机、放像机、高分辨率显示屏幕等)、多媒体存储设备(硬盘、光盘、声像磁带等)、多媒体功能卡(视频卡、声卡、压缩卡、家电控制卡、通信卡等)、多媒体操纵控制设备(键盘、鼠标、操纵杆、触摸屏幕等)。 软件包括支持多媒体处理的操作系统或多媒体处理模块、多媒

41、体数据库管理系统、多媒体数据压缩/减压缩软件、多媒体声像同步软件、多媒体通信软件、多媒体开发和创作软件工具等。（七） 多媒体技术 及其在农业中的应用 多媒体技术与通信技术、计算机网络技术相结合，在农业信息领域已得到大量的应用，并且有着广阔的应用前景。如Internet互联网络中的多媒体农业信息咨询系统，用户可以从中获取各种农业生产、管理所需要的各种政策、技术、经营等方面的信息。我国由中国农业大学研制开发的农作物有害寄生虫多媒体检索软件，为农产品进出口的动植物检疫提供了有效的检查手段。在多媒体技术基础上开发的各种农业教学和咨询软件，如水稻栽培专家系统、棉花施肥专家系统、玉米栽培专家系统、饲料配方专家系统等，具有图、文、声、像并茂的优点，容易为农民用户及农业科技人员所接受，获得了巨大的社会和经济效益。（八） 计算机网络 及其在农业中的应用 所谓计算机网络是指以共享资源为目的，利用现代通信手段将地域上分散的多个独立计算机系统、终端数据设备与中心处理计算机、控制显示系统连接起来，对信息资源进行开发、获取、传播、加工、再生和利用的综合设施体系。目前国际上发展最迅速、利用最广泛的计算机网络便是互联网